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Medicine

Glutammato e ipossia come modello di stress per l'isolato perfuso vertebrati Retina

Published: March 22, 2015 doi: 10.3791/52270

Summary

Con questo studio, si introduce un modello di stress standardizzato per l'isolato retina superfused bovina per futuri test terapeutici preclinica. L'effetto di una ipossia (puro N 2) o di stress glutammato (250 uM glutammato) sulla funzione della retina rappresentato da a- e ampiezze b-onda è stata valutata.

Abstract

Neuroprotezione è stato un forte campo di indagine nella ricerca oculistico negli ultimi decenni e colpisce malattie come il glaucoma, occlusione vascolare retinica, distacco della retina, e la retinopatia diabetica. E 'stato l'oggetto di questo studio di introdurre un modello di stress test standardizzato per il futuro terapeutico preclinica.

Retine bovini sono stati preparati e perfusi con una soluzione standard di ossigeno satura, e l'ERG è stato registrato. Dopo la registrazione di b-onde stabili, ipossia (puro N 2) o di stress glutammato (250 micron glutammato) è stata esercitata per 45 min. Per studiare gli effetti sulla funzione dei fotorecettori da solo, 1 aspartato mM è stato aggiunto per ottenere un-onde. ERG-recupero è stato monitorato per 75 min.

Per ipossia, una diminuzione in onda ampiezza del 87,0% è stato osservato (p <0.01) dopo un tempo di esposizione di 45 min (diminuzione del 36,5% dopo la fine del washout p = 0,03). Inoltre, un dim inizialefacilità di ampiezze b-onda di 87.23% è stato registrato, che ha raggiunto la significatività statistica (p <0.01, diminuzione del 25,5% alla fine del lavaggio, p = 0,03).

Per 250 micron glutammato, una prima riduzione di 7,8% ampiezze un onda (p> 0.05) seguita da una riduzione di 1,9% (p> 0.05). Una riduzione del 83,7% delle ampiezze b-onda (p <0,01) è stato osservato; dopo un lavaggio di 75 min la riduzione è stata del 2,3% (p = 0.62). In questo studio, un modello standardizzato di stress è presentato che può essere utile per identificare i possibili effetti neuroprotettivi in ​​futuro.

Introduction

Neuroprotezione è stato un forte campo di indagine nella ricerca oculistico negli ultimi decenni. La retina è una rete neuronale altamente sensibile che dipende sensibilmente l'ossigenazione ed è fortemente influenzato dal metabolismo delle sue cellule circostanti. Le principali patologie oculari legate a danni delle cellule nervose sono occlusioni vascolari retiniche, glaucoma e distacco della retina.

Occlusione dell'arteria retinica, come esempio per occlusione vascolare retinica, porta ad una improvvisa perdita della vista a causa di ipossia della retina interna 1. E 'spesso associata a patologie vascolari generali 2 e porta ad una perdita visiva permanente 1, con solo l'8% dei pazienti sottoposti acuità visiva significativamente 1. Sebbene fibrinolisi arteriosa è stato suggerito come opzione di trattamento, il beneficio non può essere mostrato in uno studio clinico randomizzato 3.

Glaucoma e distacco della retinaentrambi hanno un aumento della concentrazione di glutammato 4-6. Glutammato in condizioni fisiologiche è rilevato come un trasmettitore eccitatorio tutto il sistema nervoso centrale e della retina interna 7,8. Elevati livelli di glutammato sono stati trovati non solo in glaucoma e distacco della retina 5,6 ma anche in retinopatia diabetica proliferativa 9. Un aumento glutammato eventualmente porta alla eccitotossicità e, di conseguenza, il danno delle cellule nervose 10. Nella maggior parte dei casi di distacco della retina e in alcuni casi di chirurgia proliferative retinopatia diabetica sulla retina (pars plana vitrectomia) sono necessari. Durante pars plana vitrectomia manipolazione meccanica, luce brillante della fibra ottica o sollecitazione di taglio esercitata da elevate portate di soluzioni per l'irrigazione durante lunghi operazioni esercitare un ulteriore stress sulla retina 11,12.

Tutte le malattie di cui hanno in comune che la patologia è localizzato al Retinun solo e posa la comunità oftalmologico con la sfida di trovare il modo di proteggere la retina come un sistema neurosensoriale.

L'elettroretinogramma (ERG) è il metodo standard per la valutazione della funzione in vivo fotorecettore (a-onda) e la funzione della retina interna (b-onda). L'ERG è misurata con argento-elettrodi introdotti nella cornea e gli occhi sono stimolata da un crescente livello di luce per rilevare i difetti di barre o coni o nella retina interna. Diversi difetti nella retina possono essere rilevate da cambiamenti di ampiezza (la forza della risposta) o la latenza (la risposta-intervallo-to-) della ERG. Diverse ERG protocollo e metodi di misurazione (pattern-ERG, multifocale-ERG o campo chiaro ERG) permettono un'ulteriore differenziazione dei difetti. La tecnica della retina isolato è stato introdotto recentemente, consentendo di valutare gli effetti sulla retina senza interferenze da esempio un animale di studioreazioni generali 13,14.

E 'stato lo scopo di questo studio per valutare e introdurre un modello di stress definito e standardizzato per ipossia e lo stress glutammato sulla retina isolata superfused. Quindi, speriamo di gettare le basi per futuri studi sugli effetti neuroprotettivi di alcuni agenti o soluzioni di irrigazione intraoculari.

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Protocol

1. Preparazione di occhi bovini

  1. Ottenere occhi bovini subito dopo la macellazione.
  2. Trasporto gli occhi protetti in "Sickel soluzione" un mezzo speciale contenente NaCl 120 mM, KCl 2 mM, 0,1 mM MgCl 2, 0,15 mM CaCl 2, 1.5 mM NaH 2 PO 4, 13,5 mM Na 2 HPO 4 e 5 mM di glucosio a RT.
  3. Eseguire la preparazione della retina in condizioni adatte scuri con una luce rossa fioca.
  4. Rimuovere la parte anteriore dell'occhio. Eseguire un'incisione ca. equatoriale 4 millimetri posteriormente al limbus. Successivamente rimuovere cornea, iride, corpo ciliare e obiettivo in un unico pezzo. Tenere le retine in Sickel-soluzione.
  5. Meccanicamente allentare i collegamenti vetrose alla superficie retinica e rimuovere il vitreo dalla tazza occhio aperto.
  6. Successivamente suddividere l'occhio in quattro quadranti e pugni fuori turno aree di ca. 7 mm con un trapano.
  7. Separare delicatamente la retinadal epitelio pigmentato e posizionarlo su un dispositivo di registrazione all'interno di una scatola al riparo dalla luce. Il dispositivo di registrazione è costituito da un manutentore plastica con una maglia nel mezzo; posizionare la retina sulla maglia e poi fissare con un anello di plastica direttamente sugli elettrodi.
    NOTA: Il manutentore plastica ha due canali per permettere un flusso costante di fluido.

2. Registrazione del Elettroretinogramma (ERG)

  1. Per registrare l'elettroretinogramma, utilizzare due elettrodi di argento / cloruro di argento-su entrambi i lati della retina e profumato retina ad una velocità costante di perfusione ca. 1 ml / min e temperatura costante di 37 ° C. Utilizzare il "Sickel-soluzione" satura di ossigeno.
  2. Prima di avviare la misurazione, scuro adattare la retina (proteggerlo dalla luce durante tutte le misure) e utilizzare gli intervalli di stimolo di cinque minuti. Utilizzare un 1 Hz singolo flash allo xeno bianco per la stimolazione con un'intensità impostato 6.3 mlx sulla superficie della retina. Uso calibrato filtri di densità neutri e uno stimolo luce 10 usec controllato da un timer in modo da avere una risposta ottimale.
  3. Per misurare ed elaborare i dati, filtrare l'ERG e amplificarlo (100 Hz filtro passa alto, 50 filtro notch Hz, 100.000 x amplificazione) utilizzando un RPS312RM amplificatore Grass. Prova a filtrare le eventuali frequenze di disturbo che possono disturbare il segnale. Per elaborare i dati, utilizzare una scheda di acquisizione dati digitali da analogico a un computer desktop (PC compatibile).
  4. Dopo il periodo di adattamento al buio sotto perfusione costante misurare le ampiezze del segnale elettrico fino sono registrati ampiezze b-onda stabili.
    NOTA: Le ampiezze sono considerate stabili se cinque misurazioni singole raggiungono un valore medio e discostano meno del 10%. Un buon esempio di singole misurazioni è riportata nella figura 1.
  5. Per iniziare il test, sostituiscono l'ossigeno puro o azoto puro (numero di singoli esperimenti, n = 5) per verificare ipossiao 250 micron glutammato (n = 5).
  6. Registrare le risposte elettriche ogni 5 minuti per 45 min.
  7. Dopo il periodo di prova, profumato le retine con medie standard satura di ossigeno per 75 minuti e guardare i cambiamenti di ampiezza b-wave. Questa è la fase di washout. Misurare l'ampiezza dell'onda b dal trogolo di un onda al picco del b-onda.
  8. Per studiare l'effetto di ipossia o glutammato sulle potenzialità fotorecettori in condizioni scotopiche, sopprimere la b-wave con l'aggiunta di 1 mM di soluzione nutritiva.
  9. Dopo aver registrato un potenziale fotorecettore stabile per 30 min, eseguire la procedura come prima, esponendo le retine 45 min alle diverse soluzioni di irrigazione con 1 mM aspartato. Utilizzare lo stesso periodo di washout (passo 2,8), come accennato in precedenza.

Analisi 3. Dati

  1. Per valutare statisticamente i dati, garantire una distribuzione normale per tutti i dati, ad esempio utilizzando il Kolmogorov-SmirnovTest 15.
  2. Calcolare la riduzione delle a- e b-onda ampiezze in percentuale dopo la fase di esposizione rispetto all'ultima misura prima dell'esposizione. Confrontare la riduzione delle ERG-ampiezze dopo 45 min - al termine del periodo di esposizione - ERG misurata prima dell'applicazione.
  3. Confrontare l'onda a- e b- al termine della fase di washout all'ampiezza corrispondente prima dell'esposizione ad esaminare una possibile ripresa.
  4. Per l'analisi statistica, utilizzare il software statistico JMP software o software SPSS. Calcolare i dati tutto come media ± deviazione standard. Stimare significatività con il test statistico appropriato.
    NOTA: Questi test potrebbero essere diverse a seconda del campo di applicazione sperimentale. In questa impostazione, utilizzare paired t-test di Student.

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Representative Results

Dopo 1 ora di perfusione dei preparati della retina con una soluzione standard di ossigeno-saturi (Figure 1A e B) ERG-ampiezze mostravano stabilizzazione e meno variazione ampiezze tra singole misurazioni. pH, pressione osmotica, la temperatura, e pO 2 (tranne per il test ipossia) sono state mantenute costanti per tutte le prove.

Per isolare il segnale fotorecettore dal segnale della retina interna, 1 mM aspartato è stato aggiunto alla soluzione standard per sopprimere la b-onda (Figura 1A). Durante il test degli effetti di ipossia, una diminuzione in onda ampiezza del 87,0% è stato osservato (p <0.01) dopo un tempo di esposizione di 45 minuti. Al termine del lavaggio, una diminuzione del 36,5% è stato osservato che era statisticamente significativa (p = 0,03, Figura 2A). Inoltre, un calo iniziale delle ampiezze b-onda di 87.23% è stato registrato, che significatività statistica ugualmente raggiunto (p <0.01). In questa impostazione una riduzione del 25,5%è stato notato, che era statisticamente significativa (p = 0,03, figura 2B).

Dopo l'esposizione di 250 micron glutammato, una riduzione non significativa del 7,8% di un onda ampiezze è stato rilevato dopo (p> 0.05) l'intervallo di tempo definito. Questo è stato seguito da una non significativa riduzione del 1,9% (p> 0.05, Figura 3A). Singole misurazioni sono mostrati nella Tabella 1 e 2.

Per quanto riguarda la b-wave, ampiezze di ERG diminuito del 83,7% sono stati registrati che erano statisticamente significativa (p <0.01, Figura 3B). Al termine del lavaggio, una ripresa b-wave stato osservato un conseguente non significativa riduzione del 2,3% dopo 75 minuti di perfusione con soluzione standard (p = 0,62).

Figura 1
Figura 1: Esempio di una misurazione ERG isolato dalla retina bovina perfuso (A) L'a-onda è mostrato in.l'ERG della isolato retina bovina perfusione. La b-wave viene soppressa con l'aggiunta di aspartato 1 mM alla soluzione nutritiva. (B) Il b-wave è dominante in condizioni di luce scotopiche. Viene utilizzato un impulso di 10 ms luce a una intensità di 6,3 MLX.

Figura 2
Figura 2: Effetti dell'ipossia dopo un tempo di esposizione di 45 min in (A) un onda e sul (B) b-wave ampiezza della ERG. Media di serie rappresentativo di droga (n = 5). La barra orizzontale sopra la curva scandisce il tempo ipossia. La linea tratteggiata (A) segna l'applicazione di aspartato 1 mM di smascherare potenziale fotorecettori. Deviazioni standard per ogni serie di esperimenti vengono fornite direttamente prima e dopo l'applicazione, nonché al termine del processo. L'analisi statistica è stata effettuata presso i punti temporali utilizzando la deviazione standard (immediatamente prima e dopo Application nonché al termine del processo): (A) Una diminuzione in onda ampiezza del 87,0% è stato osservato dopo un tempo di esposizione di 45 minuti rispetto all'inizio del processo. Alla fine del processo, è stata notata una significativa diminuzione del 36,5%. (B) Una significativa diminuzione ampiezze b-onda di 87.23% è stato registrato alla fine del tempo di esposizione. Alla fine del processo, è stata osservata una riduzione significativa del 25,5%.

Figura 3
Figura 3:. Effetti di 250 mM glutammato applicata per 45 minuti in (A) di ampiezza di onda e (B) b-wave ampiezza della ERG della isolato perfuso bovina retina medio di serie rappresentativo di droga (n = 5) . La barra orizzontale sopra la curva segna l'applicazione di glutammato. La linea tratteggiata (A) segna l'applicazione di aspartato 1 mM di smascherare potenziale fotorecettori. Stadeviazioni ndard per ogni serie di esperimenti vengono fornite direttamente prima e dopo l'applicazione, nonché al termine del processo. L'analisi statistica è stata effettuata nei punti temporali con la deviazione standard (direttamente prima e dopo l'applicazione, nonché al termine del processo): (A) Dopo il tempo di esposizione di 250 micron glutammato una non significativa riduzione di un onda ampiezze (7,8%) è stato rilevato. Alla fine del processo, è stata trovata una non significativa riduzione del 1,9%. (B) Per quanto riguarda la b-wave, diminuito significativamente ampiezze di ERG dal 83,7% sono stati registrati. Alla fine del processo, è stata notata una non significativa riduzione del 2,3%.

<td align = "right"> 0,836660027 <td align = "right"> 2,966479395
Time [min] dell'ampiezza b-wave [mV] SD un-onda di ampiezza [mV] SD
0 9.2 -10.4 1,140175425
5 9.2 1,095445115 -10 1
10 10 0 -10,6 0,547722558
15 9.4 1,140175425 -9,6 0,547722558
20 9.4 0,547722558 -10 1
25 9.4 0,894427191 -10.8 0,447213595
4.2 2,774887385 -6.6 2.50998008
35 4 2,449489743 -5 2,236067977
40 3.8 1,788854382 -5 1
45 3.6 1,341640786 -5 2,121320344
50 2.4 1,140175425 -4 1,870828693
55 2.2 0,836660027 -3.4 1,140175425
60 2.6 0,547722558 -3.4 1,816590212
65 1.8 0,836660027 -2.8 1,303840481
70 1.2 0,447213595 -1.4 0,894427191
75 4.2 0,836660027 -5.2 2,683281573
80 5.8 1,303840481 -6 2,828427125
85 1,095445115 -4.8 0,836660027
90 6.8 1,095445115 -6.2 2,387467277
95 7.4 1,816590212 -5.6 2,302172887
100 6.4 0,547722558 -6.2 2,863564213
105 6.6 0,894427191 -7.2 2,049390153
110 6.2 1,643167673 -6.4
115 8.8 3,898717738 -6 3.16227766
120 7.4 1,516575089 -6 2.34520788
125 6.8 1,095445115 -6 2,645751311
130 7 1 -6.6 1,816590212

Tabella 1: Kolmogorov-Smirnov risultati.

Time [min] dell'ampiezza b-wave [mV] SD un-onda di ampiezza [mV] SD
0 9.25 0.5 -10 1
5 10.5 0,577350269 -10 1
10 10.25 0.5 -10.4 0,894427191
15 10.5 0,577350269 -9,6 0,894427191
20 10 0,816496581 -9,6 0,547722558
25 10.75 0.5 0,836660027
30 3 1,825741858 -8.4 2,701851217
35 6 3,559026084 -9 1
40 5.25 2.62995564 -8.4 2,966479395
45 2.75 2,061552813 -9 1,414213562
50 2.75 0,957427108 -8 0,707106781
55 1 -10.2 1,095445115
60 2.25 0,957427108 -8.4 1,816590212
65 2 1,414213562 -8.6 1,140175425
70 1.75 0.5 -9.4 2,701851217
75 8 3,464101615 -9.2 2.28035085
80 9.5 3,696845502 -9 1
85 8 2,160246899 -10.8 2.48997992
90 8.25 0,957427108 -9.2 2,167948339
95 9.25 2,872281323 -10 1,870828693
100 9.75 0,957427108 -9,6 1,140175425
105 13.5 3,872983346 -9.2 1,643167673
110 11.75 -9,6 1,140175425
115 9 1,825741858 -10 1,870828693
120 11 3,366501646 -9.8 1,303840481
125 11 2,708012802 -10.8 0,447213595
130 10.5 0,577350269 -10 1

Tabella 2: Le misurazioni rappresentative di ipossia per ampiezze b-onda e ampiezze di un onda.

Il glutammato a-onda di dati Glutammato dati b-wave Ipossia dati a-onda Ipossia dati b-wave
D 0,103827009 0.17415038 0,195 0,125
p-value 0,928603977 0,375501627 0,250 0,781
alfa 0.05 0.05 0.05 0.05

Tabella 3: misurazioni rappresentative di 250 micron glutammato per ampiezze b-onde e onde ampiezze.

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Discussion

In questo studio, è stato trovato un significativo rilievo l'ampiezza dell'onda b dopo 45 min di ipossia. Tale riduzione è ancora significativo dopo la fase di lavaggio. Potrebbe essere osservato un effetto simile sul potenziale fotorecettori.

I risultati sono supportati da altri dati pubblicati 16 e ci danno l'opportunità di studiare i possibili effetti neuroprotettivi dopo ipossia.

Dopo 45 min di esposizione 250 mM glutammato, abbiamo trovato un effetto statisticamente significativa solo sull'ampiezza b-onda che era pienamente reversibile alla fine del periodo di washout. Il potenziale dei fotorecettori non è stato influenzato da 250 micron glutammato. Il fatto che solo la retina interna risente ipossia indica che i cambiamenti sono molto sottili e che, quindi, hanno un indicatore molto sensibile e standardizzato per possibili neuroprotezione. Aspartate inibisce specificamente la trasmissione dal fotorecettore a all'orizzonteal o cellule bipolari e quindi sopprime la b-wave.

Questo dato è in contrasto con i risultati di DG verde e Kapousta-Bruneau NV, che ha trovato che, con concentrazioni di 250 e 500 mm glutammato loro registrazione b-onde erano più stabili nel tempo rispetto ai soli 17 mezzi. Per spiegare questa contraddizione alcune differenze nelle impostazioni devono essere presi in considerazione: Sickel-soluzione è stata utilizzata in questo modello altra pubblicazione impiegata Ringer soluzione.

Le misurazioni sono state effettuate con un array l'altra pubblicazione con un singolo elettrodo. Occhi bovini da macello sono stati utilizzati, mentre l'altra pubblicazione descritto occhi ratto freschi. L'effetto era reversibile con un'inibizione temporale a concentrazioni elevate glutammato. È comunemente noto che una certa quantità molto bassa di glutammato è necessario per una buona manutenzione dell'occhio e che quantità maggiori sono tossici. Potremmo supporre che negli occhi bovini da slaughterhouse più glutammato è stato rilasciato, rispetto per gli occhi appena preparate con conseguente livelli di glutammato essere diverso da quello previsto dal glutammato sperimentalmente aggiunto.

Misurazione della risposta utilizzando una matrice su tutta la retina piuttosto che un elettrodo, che è influenzato principalmente dalle cellule vicine, potrebbe anche portare ad un tempo di sopravvivenza più lungo a causa di danni meccanici inferiori. Infine, la composizione del materiale è cruciale. Nel 1960, il Prof. Sickel pesantemente investito nello sviluppo di questo mezzo specializzato per queste misure e lui è stato in grado di trovare un supporto ottimizzato senza bisogno di glutammato una risposta retinica stabile 13,14.

Il modello descritto si basa su una retina isolato piuttosto che un animale intero. In un sistema in vivo, l'occhio è isolato dal sangue-retina barriera da altri organi dell'animale. Il vantaggio di questo modello è che interferire parametri in animali dello studio, come l'anestesiao la posizione degli elettrodi non si verificano, che permette un elevato grado di standardizzazione. La standardizzazione è un punto critico in esperimenti su animali, in particolare per quanto riguarda l'occhio 18.

Le limitazioni di questo metodo sono il breve periodo di test e il fatto, che non è un modello animale. Sappiamo per esperienza che ampiezze ERG rimangono stabili per circa 8 ore, quindi il periodo di prova di cui l'introduzione può essere esteso ad una esposizione più lungo e periodo di follow-up, ma si dovrebbe sempre considerare che più a lungo un singolo esperimento è esteso, la più probabile si verifichi superiori deviazioni standard.

Uno svantaggio del modello è quindi che studi a lungo termine possono essere eseguite e solo una quantità limitata di manipolazioni retina sono possibili. Per vasta manipolazione e ERGs speciali come ERG multifocale guidato da SLO come descritto in Dutescu et al., Ad esempio, in vivo esperimentos sono necessari 19.

Questo modello può essere facilmente utilizzato per umani espiantati retine esempio da occhi enucleati. Poiché questo materiale sensibile è complicato da ottenere, esperimenti su retine di bovini sono più fattibili, ma devono essere interpretati tenendo questo in mente.

I passaggi critici nel protocollo trasportano e preparare la retina in condizioni adatte scure. Questo è importante per ottenere le massime possibili risposte. A volte può prendere un paio di minuti per separare delicatamente la retina da dell'epitelio pigmentato sottostante. Gentle scuotimento della retina perforato volte facilita questo processo. Pur ponendo la retina in rete, è importante posizionare la retina con la retina esterna in rete. Dopo trephanization, i bordi della retina si piega leggermente verso l'alto indica la posizione del livello della retina interna.

La retina bovina è più simile alla retina umana comparazioned alla retina dell'occhio roditori causa di un simile rapporto vitreo-lente e una struttura vascolare che assomiglia a quella dell'occhio umano 20; pertanto, anche se piccoli animali da laboratorio come ratti o topi sono ampiamente utilizzati per testare biocompatibilità retinica, studi di tossicità eseguiti su questi animali sono spesso meno applicabili all'uomo 20. Analisi filogenetica del gene myocilin - un gene che nella sua forma mutata autosomica dominante provoca giovanile glaucoma ad angolo aperto - indica che il gene bovino è più strettamente correlato al gene umano di quello del ratto o il mouse 21. Myocilin si trova nelle cellule trabecolato, nonché nella retina. Finalmente abbiamo mostrato una buona correlazione tra bovini e ERG umane isolate e gli effetti ERG 12.

Nel nostro modello aspartato è stato impiegato per smascherare il fotorecettore potenziale P III abolendo la b-wave. Questo dà il ricercatore la possibilità di differenziaretra gli effetti sulla rete interna della retina e la funzione dei fotorecettori 22. Mentre il b-onda è un parametro molto più sensibile per quanto riguarda la funzione integrata, l'ampiezza a-onda è più stabile e più resistente alle sollecitazioni, a causa del fatto che l'a-onda riflette solo la reazione dei fotorecettori alla luce esso. Al contrario, il b-onda dipende interazioni cellula-cellula di diverse cellule retiniche e l'attività dei fotorecettori. Utilizzando aspartato per isolare l'a-onda è possibile esaminare l'effetto di manipolazioni sui soli 23 fotorecettori.

In questo studio è stato valutato un modello tossicità neuronale standardizzato che può essere utilizzato per testare agenti neuroprotettivi. Come prospettiva sarà interessante correlare funzione elettrofisiologica con l'analisi delle proteine, biochimica o per correlare funzione con il metabolismo cellulare o addirittura espressione di mRNA.

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Materials

Name Company Catalog Number Comments
120 mM NaCl  Merck Pharma, Germany 1,064,041,000
2 mM KCl,   Merck Pharma, Germany 1,050,010,250
0.1 mM MgCl2,  Merck Pharma, Germany 58,330,250
0.15 mM CaCl2 Merck Pharma, Germany 111 TA106282
1.5 mM NaH2PO4/13.5 mM Na2HPO4   Merck Pharma, Germany 1,065,860,500
5 mM glucose Merck Pharma, Germany 40,741,000

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References

  1. Varma, D. D., Cugati, S., Lee, A. W., Chen, C. S. A review of central retinal artery occlusion: clinical presentation and management. Eye (Lond). 27, 688-697 (2013).
  2. Resch, M., Suveges, I., Nemeth, J. Hypertension-related eye disorders). Orv Hetil. 154, 1773-1780 (2013).
  3. Feltgen, N., et al. Multicenter study of the European Assessment Group for Lysis in the Eye (EAGLE) for the treatment of central retinal artery occlusion: design issues and implications. EAGLE Study report no. 1 : EAGLE Study report no. 1. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 244, 950-956 (2006).
  4. Dreyer, E. B., Zurakowski, D., Schumer, R. A., Podos, S. M., Lipton, S. A. Elevated glutamate levels in the vitreous body of humans and monkeys with glaucoma. Arch Ophthalmol. 114, 299-305 (1996).
  5. Bertram, K. M., et al. Amino-acid levels in subretinal and vitreous fluid of patients with retinal detachment. Eye (Lond). 22, 582-589 (2008).
  6. Diederen, R. M., et al. Increased glutamate levels in the vitreous of patients with retinal detachment). Exp Eye Res. 83, 45-50 (2006).
  7. Ientile, R., et al. Apoptosis and necrosis occurring in excitotoxic cell death in isolated chick embryo retina. J Neurochem. 79, 71-78 (2001).
  8. Mali, R. S., Cheng, M., Chintala, S. K. Plasminogen activators promote excitotoxicity-induced retinal damage. FASEB J. 19, 1280-1289 (2005).
  9. Ambati, J., et al. Elevated gamma-aminobutyric acid, glutamate, and vascular endothelial growth factor levels in the vitreous of patients with proliferative diabetic retinopathy. Arch Ophthalmol. 115, 1161-1166 (1997).
  10. Vorwerk, C. K., et al. Depression of retinal glutamate transporter function leads to elevated intravitreal glutamate levels and ganglion cell death. Invest Ophthalmol Vis Sci. 41, 3615-3621 (2000).
  11. Schultheiss, M., et al. Dulbecco's Modified Eagle Medium is neuroprotective when compared to standard vitrectomy irrigation solution. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 251, 1613-1619 (2013).
  12. Januschowski, K., et al. Comparing the effects of two different irrigation solutions on an isolated perfused vertebrate retina. Ophthalmic Res. 48, 59-66 (2012).
  13. Sickel, W. Respiratory and Electrical Responses to Light Simulation in the Retina of the Frog. Science. 148, 648-651 (1965).
  14. Luke, M., et al. The isolated perfused bovine retina--a sensitive tool for pharmacological research on retinal function. Brain research. Brain research protocols. 16, 27-36 (2005).
  15. Henderson, A. R. Testing experimental data for univariate normality. Clinica chimica acta; international journal of clinical chemistry. 366, 112-129 (2006).
  16. Alt, A., et al. The neuroprotective potential of Rho-kinase inhibition in promoting cell survival and reducing reactive gliosis in response to hypoxia in isolated bovine retina. Cell Physiol Biochem. 32, 218-234 (2013).
  17. Green, D. G., Kapousta-Bruneau, N. V. Electrophysiological properties of a new isolated rat retina preparation. Vision research. 39, 2165-2177 (1999).
  18. Richter, S. H., Garner, J. P., Wurbel, H. Environmental standardization: cure or cause of poor reproducibility in animal experiments. Nat Methods. 6, 257-261 (2009).
  19. Dutescu, R. M., et al. Multifocal ERG recordings under visual control of the stimulated fundus in mice. Investigative ophthalmology & visual science. 54, 2582-2589 (2013).
  20. Perlman, I. Testing retinal toxicity of drugs in animal models using electrophysiological and morphological techniques. Doc Ophthalmol. 118, 3-28 (2009).
  21. Mukhopadhyay, A., Gupta, A., Mukherjee, S., Chaudhuri, K., Ray, K. Did myocilin evolve from two different primordial proteins. Mol Vis. 8, 271-279 (2002).
  22. Januschowski, K., et al. Evaluating retinal toxicity of a new heavy intraocular dye, using a model of perfused and isolated retinal cultures of bovine and human origin. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 250, 1013-1022 (2012).
  23. Luke, M., et al. The isolated perfused bovine retina--a sensitive tool for pharmacological research on retinal function. Brain Res Brain Res Protoc. 16, 27-36 (2005).

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Glutammato e ipossia come modello di stress per l&#39;isolato perfuso vertebrati Retina
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Januschowski, K., Müller, S.,More

Januschowski, K., Müller, S., Krupp, C., Spitzer, M. S., Hurst, J., Schultheiss, M., Bartz-Schmidt, K. U., Szurman, P., Schnichels, S. Glutamate and Hypoxia as a Stress Model for the Isolated Perfused Vertebrate Retina. J. Vis. Exp. (97), e52270, doi:10.3791/52270 (2015).

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