Сетчатка является узкоспециализированной глазной структурой, ответственной за преобразование входящей световой энергии в электрические сигналы, которые затем обрабатываются мозгом для визуального восприятия. Сетчатка человека содержит динамический диапазон типов клеток, высокоорганизованных в уникальную ламеллярную структуру, состоящую из двух синаптических и трех ядер слоя1 (рисунок 1). Гомеостаз сетчатки поддерживается сложными связями между нейроретинальными клетками, кровеносными сосудами, нервами, соединительными тканями и RPE1. Из-за сложной анатомии и физиологии сетчатки механизмы многих заболеваний сетчатки до сих пор остаются плохо изученными2,3,4,5. Для лучшего изучения заболеваний сетчатки были разработаны модели HORC6,7,8,9. По сравнению с исследованиями на животных и культурами in vitro, модели HORC являются преимуществами, поскольку они сохраняют динамическую клеточную среду и сложные нейрососудистые взаимодействия in situ, обеспечивая хорошую модель для клинической трансляции.

Рисунок 1:Задние глазные структуры человеческого глаза. Спереди к задней части слои сетчатки: слой нервных волокон (NFL), слой ганглиозных клеток (GCL), внутренний плексиформный слой (IPL), внутренний ядерный слой (INL), внешний плексиформный слой (OPL), внешний ядерный слой (ONL), внутренний сегмент фоторецептора (IS) и внешний слой фоторецептора (OS). Клетки внутри сетчатки включают ганглионные клетки (синий), амакриновые клетки (желтые), биполярные клетки (красные), горизонтальные клетки (фиолетовые), палочковые фоторецепторы (розовый) и колбочка фоторецепторов (зеленый). Стекловидное стекло расположено перед сетчаткой. RPE, мембрана Бруха, хориоида и склера расположены с задней частью сетчатки. Обратите внимание, что показанное изображение является только схематическим представлением сетчатки, и соотношение клеток / связности сетчатки в каждом слое может не указывать на настройку in vivo. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы просмотреть увеличенную версию этого рисунка.
Ранее охарактеризованные протоколы HORC6,7,8,9 включали отделение сетчатки от лежащей в основе RPE-сосудистой оболочки и склеры с использованием хирургического трефина. Однако без поддержки, обеспечиваемой этими нижележащие структурами, полупрозрачная сетчатка становится хлипкой, трудной в обращении, а такие инструменты, как щипцы, могут легко нарушить ее целостность. Кроме того, было показано, что изоляция сетчатки в культуре без RPE вызывает апоптоз ганглиозных клеток и дегенерацию фоторецепторов10,11,12. Таким образом, альтернативный протокол HORC, который минимизирует потерю целостности сетчатки и лучше имитирует среду in vivo, был бы полезен. Это особенно важно при изучении механизмов заболевания сетчатки, так как физическая травма во время эксплантирования может привести к артефактам. Поэтому целью этого исследования была разработка новой модели HORC, которая включает в себя RPE-хориозию и склеру для защиты целостности сетчатки во время эксплантной обработки и культуры.
Для достижения этой цели экстрагировали экспланты сетчатки, «зажатые» между остаточным стекловидным стекловидным и лежащим в основе RPE-сосудистой оболочкой и склерой. В сэндвич-эксплантах стекловидное стекло утяжелит сетчатку, чтобы предотвратить отслоение и складчатку сетчатки, тогда как жесткая, волокнистая склера действует как каркас для структурной поддержки и точка контакта для щипцов. Более того, животные модели показали, что сохранение RPE в культуре может предотвратить дегенерацию сетчатки и глиальную пролиферацию, реакцию клеток Мюллера на сигналы опасности, такие как гипоксия и воспаление10,11,12.
Чтобы охарактеризовать модель, экспланты сэндвич-сетчатки окрашивали гематоксилином и эозином (H&E) для оценки анатомических структур и проводили иммуногистохимию (IHC), маркируя экспланты терминальной дезоксинуклеотидилтрансферазой dUTP nick end labeling (TUNEL, апоптотический клеточный маркер), глиальным фибриллярным кислым белком (GFAP, воспаление сетчатки и маркер активации клеток Мюллера) и виментином, маркером целостности клеток Мюллера. Чтобы определить, может ли эта модель быть индуцирована на развитие молекулярных признаков заболевания, экспланты подвергались воздействию высокого уровня глюкозы (HG) с провоспалительными цитокинами (Cyt), интерлейкином-1β (IL-1β) и фактором некроза опухоли α (TNF-α), культивируемой средой, которая, как было показано, имитирует диабетическую ретинопатию (DR) как в моделях клеточных, так и в животных моделях заболеваний13,14,15. Анализы Luminex использовались в модели DR для измерения цитокинов, высвобождаемых в культурную среду.