En Model af glaukom induceret af Circumlimbal sutur i rotter og mus
Summary
Kronisk okulær hypertension er foranlediget ved at anvende en circumlimbal sutur i rotter og mus, fører til funktionelle og strukturelle forringelse af retinal ganglion celler overensstemmelse med glaukom.
Abstract
Circumlimbal sutur er en teknik til at inducere eksperimentelle glaukom i gnavere af kronisk opløftende intraokulært tryk (IOP), en velkendt risikofaktor for grøn stær. Denne protokol viser en trinvis vejledning på denne teknik i lange Evans rotter og mus, C57BL/6. Under fuld narkose anvendes en “pung-streng” sutur på conjunctiva, omkring ækvator og bag limbus af øjet. Kolleger øjet fungerer som et ubehandlet kontrol. I vores undersøgelse, som var en periode på 8 uger for rotter og 12 uger for mus, løbetid forblev IOP forhøjet, målt jævnligt af rebound Tonometri i bevidst dyr uden topikale bedøvelse. I begge arter, syet øjnene viste electroretinogram funktioner overensstemmelse med præferentielle indre retinal dysfunktion. Optisk kohærens tomografi viste selektiv udtynding af retinale nerve fiber lag. Histologi af rotte nethinden i tværsnit fundet reduceret celle tæthed i ganglion cellelag, men ingen ændring i andre cellulære lag. Farvning af fast monterede mus retinae med en ganglion celler specifikke markør (RBPMS) bekræftede ganglion celletab. Circumlimbal sutur er et simpelt, minimalt invasive og omkostningseffektiv måde at fremkalde okulær hypertension, der fører til ganglion celle skade i både rotter og mus.
Introduction
Dyremodeller tilbyde en vigtig platform for laboratorium undersøgelse af cellulære processer underliggende glaukom patogenese, samt for at vurdere potentielle terapeutiske indgreb. Flere inducerbar modeller er blevet udviklet for at producere vedvarende intraokulært tryk (IOP) elevation, den vigtigste risikofaktor for grøn stær. Metoder, der er blevet anvendt for at ophøje IOP omfatter: hypertonisk saltvand injektion i episcleral vener1, laser fotokoagulation af trabekelværket2 eller limbal vener3og intracameral injektion af stoffer såsom Ghost røde blodlegemer4, microbeads5,6 og viskoelastiske agenter7. Hver tilgang har sine fordele og begrænsninger.
En god model for grøn stær skal efterligne sygdomsprocessen, med minimal komplikation som traume, betændelse og medier opaciteter. Disse komplikationer er ofte forbundet med de procedurer, der anvendes til at fremkalde IOP elevation, og kan forvirre fortolkning af resultater. For eksempel har paracentese af forkammeret, selv når fremmede stoffer ikke er indført, vist sig at forårsage traumer og betændelse, der ikke er repræsentativ for typiske glaucomatous ændring8,9. Ud over betydningen af at undgå betændelse, letter opretholde optisk klarhed i vivo billeddannelse og Elektrofysiologi at overvåge sygdomsprogression. Selv om det er uklart i hvilket omfang disse komplikationer kan påvirke sygdommen undersøgelser, kan det være bedre at undgå at trænge ind i øjet under model induktion. Circumlimbal sutur tilgang undgår gennemtrængning af kloden og letter i vivo langsgående vurdering af retinale struktur og funktion. Vigtigere er, denne model adskiller sig fra foregående i sin kapacitet til at returnere IOP til baseline værdier ved fjernelse af sutur når det kræves. IOP normalisering kan være nyttigt for at studere cellulære og molekylære korrelerer reversibel og irreversibel ganglion celle skade10,11,12,13,14.
Denne artikel fokuserer på teknik til model induktion. Karakterisering af retinale skade forårsaget af denne model i rotter og mus kan findes nærmere andetsteds15,16,17,18,19.
Protocol
Representative Results
Discussion
Circumlimbal sutur er en ny model for kronisk okulær hypertension. Ud over de undersøgelser, som de repræsentative resultater er indkøbt16,18, er denne dyremodel blevet udnyttet i en række nylige undersøgelser15,23,24,25 ,26. Sammenligning på tværs af de tidligere betænkninger viser, at metod…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde er finansieret af National sundhed og medicinsk forskning Rådet for Australien project grant (1046203), australsk forskning Rådet fremtid Fellowship (FT130100338).
Materials
| normal saline | Baxter International Inc | AHB1323 | Maintain corneal hydration during surgery |
| Chlorhexadine 0.5% | Orion Laboratories | 27411, 80085 | Disinfection of surgical instrument |
| Isoflurane 99.9% | Abbott Australasia Pty Ltd | CAS 26675-46-7 | Proprietory Name: Isoflo(TM) Inhalation anaaesthetic. Pharmaceutical-grade inhalation anesthetic mixed with oxygen gas for suture procedure |
| ocular lubricant | Alcon Laboratories | 1618611 | Proprietory Name: Genteal, ocular lubricant to keep the other eye moist |
| Needle holder (microsurgery) | World Precision Instruments | 555419NT | To hold needle during ocular surgery |
| Proxymetacaine 0.5% | Alcon Laboratories | CAS 5875-06-9 | Topical ocular analgesia |
| Scissors (microsurgery) | World Precision Instruments | 501232 | To cut excessive suture stump during ligation |
| Surgical drape | Vital Medical Supplies | GM29-612EE | Ensure sterile enviornment during surgery |
| Suture needle for rats (microsurgery) | Ninbo medical needles | 151109 | 8-0 nylon suture attached with round needle, cutting edge 3/8, dual-needle, suture length 30cm |
| Suture needle for mice (microsurgery) | Ninbo medical needles | 160905 | 10-0 nylon suture attached with round needle, cutting edge 3/8, dual-needle, suture length 30cm |
| Tweezers (microsurgery) | World Precision Instruments | 500342 | Manipulate tissues during ocular surgery |
| rebound tonometer | TONOLAB, iCare, Helsinki, Finland | TV02 | for intraocular pressure monitoring |
References
- Morrison, J. C., et al. A rat model of chronic pressure-induced optic nerve damage. Experimental Eye Research. 64 (1), 85-96 (1997).
- Feng, L., Chen, H., Suyeoka, G., Liu, X. A laser-induced mouse model of chronic ocular hypertension to characterize visual defects. Journal of Visualized Experiments. (78), (2013).
- Chiu, K., Chang, R., So, K. F. Laser-induced chronic ocular hypertension model on SD rats. Journal of Visualized Experiments. (10), 549 (2007).
- Quigley, H. A., Addicks, E. M. Chronic experimental glaucoma in primates. I. Production of elevated intraocular pressure by anterior chamber injection of autologous ghost red blood cells. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 19 (2), 126-136 (1980).
- Bunker, S., et al. Experimental glaucoma induced by ocular injection of magnetic microspheres. Journal of Visualized Experiments. (96), (2015).
- Weber, A. J., Zelenak, D. Experimental glaucoma in the primate induced by latex microspheres. Journal of Neuroscience Methods. 111 (1), 39-48 (2001).
- Moreno, M. C., et al. A new experimental model of glaucoma in rats through intracameral injections of hyaluronic acid. Experimental Eye Research. 81 (1), 71-80 (2005).
- Hoyng, P. F., Verbey, N., Thorig, L., van Haeringen, N. J. Topical prostaglandins inhibit trauma-induced inflammation in the rabbit eye. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 27 (8), 1217-1225 (1986).
- Kezic, J. M., Chrysostomou, V., Trounce, I. A., McMenamin, P. G., Crowston, J. G. Effect of anterior chamber cannulation and acute IOP elevation on retinal macrophages in the adult mouse. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 54 (4), 3028-3036 (2013).
- Waisbourd, M., et al. Reversible structural and functional changes after intraocular pressure reduction in patients with glaucoma. Graefe’s Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 254 (6), 1159-1166 (2016).
- Foulsham, W. S., Fu, L., Tatham, A. J. Visual improvement following glaucoma surgery: a case report. BMC Ophthalmology. 14, 162 (2014).
- Anderson, A. J., Stainer, M. J. A control experiment for studies that show improved visual sensitivity with intraocular pressure lowering in glaucoma. Ophthalmology. 121 (10), 2028-2032 (2014).
- Ventura, L. M., Feuer, W. J., Porciatti, V. Progressive loss of retinal ganglion cell function is hindered with IOP-lowering treatment in early glaucoma. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 53 (2), 659-663 (2012).
- Zhao, D., et al. ARVO abstract number 3696 – B0043. annual meeting of Association for Research in Vision and Ophthalmology, Honolulu, Hawaii, USA. , (2018).
- Liu, H. H., et al. Chronic ocular hypertension induced by circumlimbal suture in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 56 (5), 2811-2820 (2015).
- Zhao, D., et al. Characterization of the Circumlimbal Suture Model of Chronic IOP Elevation in Mice and Assessment of Changes in Gene Expression of Stretch Sensitive Channels. Frontiers in Neuroscience. 11, 41 (2017).
- Nguyen, C. T., et al. Simultaneous Recording of Electroretinography and Visual Evoked Potentials in Anesthetized Rats. Journal of Visualized Experiments. (113), (2016).
- Van Koeverden, A. K., He, Z., Nguyen, C. T., Vingrys, A. J., Bui, B. V. Systemic hypertension is not protective against chronic IOP elevation in a rodent model. Scientific Reports. 8 (1), 7107 (2018).
- Rodriguez, A. R., de Sevilla Muller, L. P., Brecha, N. C. The RNA binding protein RBPMS is a selective marker of ganglion cells in the mammalian retina. Journal of Comparative Neurology. 522 (6), 1411-1443 (2014).
- Aihara, M., Lindsey, J. D., Weinreb, R. N. Twenty-four-hour pattern of mouse intraocular pressure. Exp Eye Research. 77 (6), 681-686 (2003).
- Jia, L., Cepurna, W. O., Johnson, E. C., Morrison, J. C. Patterns of intraocular pressure elevation after aqueous humor outflow obstruction in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 41 (6), 1380-1385 (2000).
- Nadal-Nicolas, F. M., Jimenez-Lopez, M., Sobrado-Calvo, P., Nieto-Lopez, L., Canovas-Martinez, I., Salinas-Navarro, M., Vidal-Sanz, M., Agudo, M. Brn3a as a marker of retinal ganglion cells: qualitative and quantitative time course studies in naive and optic nerve-injured retinas. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 50 (8), 3860-3868 (2009).
- Liu, H. H., Flanagan, J. G. A Mouse Model of Chronic Ocular Hypertension Induced by Circumlimbal Suture. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 58 (1), 353-361 (2017).
- Liu, H. H., He, Z., Nguyen, C. T., Vingrys, A. J., Bui, B. V. Reversal of functional loss in a rat model of chronic intraocular pressure elevation. Ophthalmic & Physiological Optics. 37 (1), 71-81 (2017).
- Liu, H. H., Zhang, L., Shi, M., Chen, L., Flanagan, J. G. Comparison of laser and circumlimbal suture induced elevation of intraocular pressure in albino CD-1 mice. PLoS One. 12 (11), 0189094 (2017).
- Shen, H. H., et al. Intraocular Pressure Induced Retinal Changes Identified Using Synchrotron Infrared Microscopy. PLoS One. 11 (10), 0164035 (2016).
