$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Взаимодействие между нейрональными и сосудистыми элементами сетчатки в здоровом и болезненном состояниях традиционно изучается в иммунофлуоресцентных исследованиях на физических срезах парафиновой или криофиксированной ткани сетчатки или на плоских препаратах сетчатки1. Тем не менее, разрезание тканей нарушает непрерывность нейронов и сосудов сетчатки, и хотя трехмерная реконструкция соседних участков сетчатки предлагается в качестве возможного решения, она все еще подвержена ошибкам и артефактам. Препараты для плоского крепления сетчатки также заметно нарушают целостность сосудистых и нейрональных элементов сетчатки и географическую связь между соседними областями сетчатки2. В качестве альтернативы недавно была введена визуализация целой сетчатки для визуализации трехмерных проекций нейронных и сосудистых компонентов сетчатки в их естественном анатомическом положении 2,3,4,5.
При визуализации интактной целой сетчатки флуоресцентные сигналы от сосудистых и нейрональных элементов соседних участков сетчатки (плитки) интактной целой сетчатки регистрируются с помощью светового листового микроскопа; Затем эти плитки «сшиваются» вместе, чтобы воссоздать трехмерное изображение всей сетчатки 2,3,4,5,6. Визуализация целой сетчатки обеспечивает беспрецедентное изображение сетчатки для изучения патогенеза сосудистых, дегенеративных и воспалительных заболеваний сетчатки 2,3,4,5,6. Например, Prahst et al. выявили ранее «недооцененную» узловатую морфологию патологических сосудистых пучков, аномальную подвижность клеток и измененную динамику филоподий в модели кислород-индуцированной ретинопатии (ОИР) с использованием визуализации целой сетчатки в реальномвремени. Аналогичным образом, Henning et al., Singh et al., and Chang et al. продемонстрировали сложную трехмерную сосудистую сеть сетчатки в неповрежденной целой сетчатке 3,4,6. Vigouroux et al. использовали метод визуализации целого глаза, чтобы показать организацию сетчатки и зрительных проекций в перинатальном периоде5. Для того, чтобы иметь возможность создавать такие беспрецедентные трехмерные изображения сетчатки, протоколы визуализации целой сетчатки преодолевают два основных ограничения: 1) наличие непрозрачных и пигментированных покрытий глазного яблока (склеры, сосудистой оболочки и РПЭ) и 2) ограниченное проникновение света через всю толщину сетчатки, вызванное светорассеивающими свойствами ядерных и плексиформных слоев сетчатки. Henning et al. и Vigouroux et al. применили H2O2 отбеливание пигментов сосудистой оболочки / RPE для получения изображения неповрежденной сетчатки 3,5. Тем не менее, отбеливание не подходит для линий животных с эндогенными флуорофорами, такими как зеленый флуоресцентный белок (GFP) или после иммунофлуоресцентного окрашивания in vivo 3,5,7. Кроме того, метод Henning et al. по лечению H2O2 проводился в водных условиях, которые могут генерировать микропузырьки, приводящие к отслоению сетчатки. Кроме того, лечение H2O2 проводилось при температуре 55 °C, что еще больше ухудшает аффинность к тканевым антителам. Кроме того, отбеливание может привести к сильной автофлуоресценции, происходящей из окисленного меланина8. Другие протоколы депигментации для срезов глаза с использованием перманганата калия и щавелевой кислоты позволили удалить пигменты РПЭ в эмбриональных срезах, но было также показано, что этот метод депигментации снижает эффективность иммуномечения. В качестве альтернативы отбеливанию Prahst et al., Singh et al., and Chang et al. удалили склеру, сосудистую оболочку и роговицу, чтобы сделать всю сетчатку доступной для света микроскопа 2,4,6. Тем не менее, удаление роговицы, хрусталика и периферической сетчатки может деформировать и разрушить периферическую сетчатку и гиалоидные сосуды, что делает эти методы непригодными для изучения периферической сетчатки и гиалоидной сосудистой системы.
Все доступные в настоящее время протоколы визуализации целого глаза включают использование этапа оптического очищения тканей для преодоления светорассеивающих свойств слоев сетчатки 2,3,4,5. Оптическая очистка тканей делает сетчатку прозрачной для света микроскопа путем выравнивания показателя преломления данной ткани, в данном случае сетчатки, по всем ее клеточным и межклеточным элементам для минимизации рассеянияи поглощения света. Сосудистая оболочка и РПЭ должны быть удалены или отбелены перед нанесением оптического очищения тканей на сетчатку, так как пигментные оболочки глазного яблока (сосудистая оболочка и РПЭ) не могут быть достаточно очищены 6,12,13,14,15,16,17,18.
Участие и вклад стекловидного тела и гиалоидной сосудистой системы в патологические состояния, такие как ретинопатия недоношенных (РН), персистирующая сосудистая сеть плода (ПФВ), болезнь Норри и болезнь Стиклера, лучше всего изучаются, когда сетчатка и гиалоидные сосуды не нарушены при подготовке тканей 19,20,21,22,23. Существующие методы визуализации целой сетчатки либо удаляют передний отрезок глаза, что естественным образом разрушает стекловидное тело и его сосудистую сеть, либо применяют отбеливающие агенты, которые могут удалять эндогенные флуорофоры. Опубликованные методы визуализации стекловидного тела и сосудистой сети в их неповрежденном, нетронутом состоянии отсутствуют. Здесь мы описываем метод визуализации всей сетчатки и стекловидного тела, который состоит из хирургического рассечения пигментированных и непрозрачных покрытий глазного яблока, модифицированной оптической просветленной ткани, оптимизированной для сетчатки, и флуоресцентной микроскопии световых листов. Ниже подробно описаны этапы подготовки образцов, оптической очистки тканей, световой листовой микроскопии и обработки изображений.