Hipertensão ocular crônica é induzida pelo uso de fotocoagulação a laser da malha trabecular em rato olhos. A pressão intra-ocular (IOP) é elevada durante vários meses após o tratamento com laser. A diminuição da acuidade visual e sensibilidade ao contraste de animais experimentais são monitorados por meio do teste optomotor.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Um modelo de rato induzida por laser de crônica Ocular Hypertension para Caracterizar defeitos visuais
Neste artigo
Resumo
Resumo
Glaucoma, frequentemente associada com a pressão intra-ocular elevada (PIO), é uma das principais causas de cegueira. Buscou-se estabelecer um modelo do rato de hipertensão ocular para imitar alta tensão humana glaucoma. Aqui iluminação laser é aplicado ao limbo corneano para photocoagulate o escoamento do humor aquoso, induzindo fechamento angular. As mudanças de pressão intra-ocular são monitorizadas utilizando um tonómetro rebote antes e após o tratamento com laser. Um teste comportamental optomotor é usado para medir as mudanças correspondentes na capacidade visual. O resultado representante de um rato que desenvolveu elevação da PIO sustentada após a iluminação a laser é mostrado. Uma diminuição da acuidade visual e sensibilidade ao contraste é observado neste rato hipertenso ocular. Juntos, nosso estudo apresenta um modelo de sistema valioso para investigar a degeneração neuronal e dos mecanismos moleculares subjacentes em camundongos portadores de glaucoma.
Protocolo
Procedimentos
Camundongos C57BL/6J (Jackson Laboratory, Bar Harbor, ME) são levantadas a Animal Care Facility da Universidade Northwestern. Todos os animais são utilizados em conformidade com os protocolos aprovados pela Northwestern University Animal Care Institucional e Comitê de Uso e conformados com as orientações sobre o uso de animais em pesquisa Neurociência do NIH.
1. Fotocoagulação a laser
O procedimento de fotocoagulação com laser é modificado a partir de protocolos previamente publicados 5-7.
- Anestesiar um rato de 40-60 dias de idade por uma injecção intraperitoneal de cetamina (100 mg / kg, Butler Schein Animal Health, OH) e xilazina (10 mg / kg, Lloyd Inc. de Iowa, Shenandoah, IA).
- Dilatar a pupila do olho direito do animal experimental por tratamento tópico com uma ou duas gotas de solução de sulfato de atropina 1% (Alcon Labs, Inc., Fort Worth, TX).
- Depois de midríase, achatar a umcâmara nterior para aumentar a indução de laser 6. Insira uma micropipeta de vidro com a ponta afiada (World Precision Instruments Inc., Sarasota, FL) para o espaço anterior sob a lâmpada de fenda (SL-3E, Topcon, Oakland, NJ), para drenar o fluido na câmara anterior.
- Contenha o mouse em uma porta-cone de plástico (Braintree Sci Inc., MA) e amarrado em uma plataforma caseiro (veja a Figura 1A). Segure o mouse com limitador e expõe o olho direito do mouse para a fonte de luz por trás da lâmpada de fenda. Alinhe o olho direito do rato anestesiado sob a lâmpada de fenda.
- Enquanto segura o limitador do mouse com as duas mãos, aplique a iluminação a laser para o limbo da córnea utilizando um laser de argônio (Ultima 2000SE, Coherent, Santa Clara, CA). Entregar cerca de 80-100 pontos de laser (514 nm, 100 mW, 50 ms de pulso, e 200 no local im) perpendicularmente ao redor da circunferência da rede trabecular. Os ratinhos C57BL / 6 têm íris pigmentada, que serve como uma barreira para qualquer pOTENCIAIS energia perdida 7.
- Instill tópica de 0,5% de moxifloxacina (Alcon Labs, Inc., Fort Worth, TX) na superfície ocular, para desinfectar a zona tratada com laser e proparacaína a 0,5% (Bausch & Lomb de Rochester, NY, EUA), para aliviar a dor.
- Mantenha o animal em uma almofada de aquecimento (Sunbeam Products Inc, Boca Raton, FL) para a recuperação de cerca de uma hora até que esteja completamente desperto.
- O olho esquerdo é tratado para servir como controlo.
2. PIO
- Posicione o mouse acordado em um tubo de carregar no porta-cone de plástico e então restringi-lo na plataforma (Figura 2A).
- Permitir que cinco a dez minutos para permitir que o rato se adaptar à posição do suporte. Aproxime-se do tonômetro de rebote (TonoLab, Colonial Medical Supply, Franconia, NH) aos olhos do mouse até a ponta da sonda é de 2-3 mm de distância da superfície da córnea 14.
- Pressione o botão de medição para deixar a ponta da sonda atingir a superfície do centrode córnea suavemente. Três conjuntos consecutivos de seis medições da pressão intra-ocular do olho mesmas são adquiridos e a média calculada como o IOP do olho. O olho de controlo não tratada é sempre medido primeiro para obter uma leitura de linha de base para o olho tratado com laser, que é medida em seguida.
3. Teste Optomotor
Acuidade visual e sensibilidade ao contraste são testados 14,15. Os dois olhos de ratinhos individuais são analisados separadamente, invertendo a direcção ralar deriva, ou seja uma grelha derivação dos ponteiros do relógio é usada para identificar a função visual do olho esquerdo e uma grelha flutuando anti-horário para o olho direito 16. Cada teste demora cerca de 15 minutos e é repetido por dois observadores de forma independente.
- Posicione o mouse e deixar o mouse para mover-se livremente em uma plataforma elevada rodeada por quatro monitores de computador (Figura 3A-B).
- Configure os monitores para que eles exibem horizontalmente à deriva sinusoidalgrades como estímulos visuais com luminância média de 39 cd / m 2. A direção do movimento da grade deve alternar consecutivamente entre em sentido horário e anti-horário.
- Analisar os movimentos do animal. Os movimentos do animal no-show com as grades à deriva são considerados "positivos" no prazo de 15 segundos após o estímulo visual está ligado e, em seguida, aumentada gradualmente. A maior resposta eliciador estímulo visual é definido como a acuidade visual do animal 17.
- Examine a sensibilidade ao contraste em três freqüências pré-selecionadas espaciais: 0,075, 0,16 e 0,3 ciclos por grau (cpg). O limiar de contraste, para cada olho é definido como a menor contraste que provoca respostas visuais com a frequência pré-fixada. A sensibilidade de contraste é o recíproco do limiar 17.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Resultados
Tal como descrito nos Procedimentos, iluminação laser é apontado para a malha trabecular na região límbica para photocoagulate o escoamento do humor aquoso, induzindo ângulo fechado (Figura 1). Olhos mais lasered exibiu nenhum dano físico significativo, descolamento pigmento ou infecção, de acordo com os achados anteriores 6. Quando um pequeno grupo de ratos (menos de 5% de todos os animais lasered) apresentaram sinais de danos físicos graves, como bolas deflacionados oculares graves, catarat...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Discussão
Descrevemos anteriormente que a hipertensão ocular sustentada pode ser induzida pela iluminação do laser em olhos de rato. Em comparação com o modelo de injecção de solução salina 18 e o modelo cautério veia 11 ambos os quais requerem extensivas técnicas de microcirurgia, a iluminação laser é relativamente simples e fácil de executar. Normalmente, podemos realizar a iluminação a laser para 4-6 ratos em 2-3 horas. Os passos fundamentais para alcançar elevação da PIO sustentado são a câmara anterior ...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Divulgações
Os autores declaram que não têm interesses financeiros concorrentes.
Os autores são funcionários em tempo integral da Universidade de Northwestern.
Os autores não receberam financiamento que foi fornecida por empresas que produzem reagentes e instrumentos utilizados neste artigo.
Agradecimentos
O trabalho contido neste artigo tem sido apoiada pelo Prêmio Johnson Dr. Douglas H. de Pesquisa Glaucoma da American Assistance Foundation Saúde (XL), o William & Mary Greve Scholar Award Especial da Investigação para Prevenir Cegueira (XL), o Illinois Sociedade para a Prevenção da Cegueira (HC) e NIH conceder R01EY019034 (XL).
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Reagent | |||
| moxifloxacina | Alcon Labs, Inc. | NDC 0065-4013-03 | 0,5%, Rx apenas |
| Cloridrato de Proparacaína | Bausch Lomb | NDC 24208-730-06 | 0,5%, Rx apenas |
| Solução Oftálmica USP | Bausch Lomb | NDC 24208-730-06,5 | %, Rx apenas |
| cetamina | Butler Schein Animal Health | NDC 11695-0550-1 | 100 mg / kg |
| xilazina | LLOYD Inc. de Iowa | NADA 139-236 | 10 mg / kg |
| solução de sulfato de atropina | Alcon Labs, Inc. | NDC 61314-303-02 | 1%, Rx only |
| Equipment | |||
| Slit Lamp, TOPCON | Visual Systems Inc | SL-3E | alimentado por PS-30A |
| OptoMotry 1.8.0 virtual | CerebralMechanics Inc. | ||
| sistema de teste optocinético | CerebralMechanics Inc. | ||
| Tonômetro, TonoLab, para camundongos | de suprimentos | ||
| Sunbeam Products Inc | 722-810 | ||
| Laser de argônio | Coherent Inc | Ultima 2000SE | |
| DECAPICONE Suporte de cone de plástico | Braintree Sci Inc. | MDC-200 | para mouse |
Referências
- Gupta, N., Yucel, Y. H. Glaucoma as a neurodegenerative disease. Curr. Opin. Ophthalmol. 18, 110-114 (2007).
- Quigley, H. A. Neuronal death in glaucoma. Prog. Retin. Eye Res. 18, 39-57 (1999).
- McKinnon, S. J., Schlamp, C. L., Nickells, R. W. Mouse models of retinal ganglion cell death and glaucoma. Experimental Eye Research. 88, 816-824 (2009).
- Pang, I. H., Clark, A. F. Rodent models for glaucoma retinopathy and optic neuropathy. J. Glaucoma. 16, 483-505 (2007).
- Levkovitch-Verbin, H., et al. Translimbal laser photocoagulation to the trabecular meshwork as a model of glaucoma in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 43, 402-410 (2002).
- Aihara, M., Lindsey, J. D., Weinreb, R. N. Experimental mouse ocular hypertension: establishment of the model. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 44, 4314-4320 (2003).
- Grozdanic, S. D. Laser-induced mouse model of chronic ocular hypertension. Investigative ophthalmology & visual science. 44, 4337-4346 (2003).
- Sappington, R. M., Carlson, B. J., Crish, S. D., Calkins, D. J. The microbead occlusion model: a paradigm for induced ocular hypertension in rats and mice. Investigative ophthalmology & visual science. 51, 207-216 (2010).
- Ding, C., Wang, P., Tian, N. Effect of general anesthetics on IOP in elevated IOP mouse model. Experimental Eye Research. 92, 512-520 (2011).
- Kalesnykas, G., et al. Retinal ganglion cell morphology after optic nerve crush and experimental glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53, 3847-3857 (2012).
- Shareef, S. R., Garcia-Valenzuela, E., Salierno, A., Walsh, J., Sharma, S. C. Chronic ocular hypertension following episcleral venous occlusion in rats. Experimental Eye Research. 61, 379-382 (1995).
- Chiu, K., Chang, R., So, K. F. Laser-induced chronic ocular hypertension model on SD rats. J. Vis. Exp. (10), e549(2007).
- Fu, C. T., Sretavan, D. Laser-induced ocular hypertension in albino CD-1 mice. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 51, 980-990 (2010).
- Rangarajan, K. V. Detection of visual deficits in aging DBA/2J mice by two behavioral assays. Curr. Eye Res. 36, 481-491 (2011).
- Wang, L., et al. Direction-specific disruption of subcortical visual behavior and receptive fields in mice lacking the beta2 subunit of nicotinic acetylcholine receptor. J. Neurosci. 29, 12909-12918 (2009).
- Douglas, R. M., et al. Independent visual threshold measurements in the two eyes of freely moving rats and mice using a virtual-reality optokinetic system. Visual Neuroscience. 22, 677-684 (2005).
- Prusky, G. T., Alam, N. M., Beekman, S., Douglas, R. M. Rapid quantification of adult and developing mouse spatial vision using a virtual optomotor system. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 45, 4611-4616 (2004).
- Morrison, J. C., et al. A rat model of chronic pressure-induced optic nerve damage. Experimental Eye Research. 64, 85-96 (1997).
- Cone, F. E., et al. The effects of anesthesia, mouse strain and age on intraocular pressure and an improved murine model of experimental glaucoma. Experimental Eye Research. 99, 27-35 (2012).
- Liu, X., et al. Brain-derived neurotrophic factor and TrkB modulate visual experience-dependent refinement of neuronal pathways in retina. J. Neurosci. 27, 7256-7267 (2007).
- Liu, X., et al. Regulation of neonatal development of retinal ganglion cell dendrites by neurotrophin-3 overexpression. The Journal of Comparative Neurology. 514, 449-458 (2009).
- Sun, W., Li, N., He, S. Large-scale morphological survey of mouse retinal ganglion cells. The Journal of Comparative Neurology. 451, 115-126 (2002).
- Feng, L., et al. Sustained Ocular Hypertension Induces Dendritic Degeneration of Mouse Retinal Ganglion Cells that Depends on Cell-type and Location. Investigative Ophthalmology & Visual Science. , (2013).
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Reimpressões e permissões
