Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Neuroscience
Click here for the English version

Neuroscience

באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית ותגובה Optokinetic כמו המפרט מבנית ופונקציונליים מערכת הראייה של עכברים וחולדות

Published: January 10, 2019 doi: 10.3791/58571
Automatic Translation
1, 1, 2, 3, 1, 2, 3, 1
1Department of Neurology, Heinrich-Heine-University Düsseldorf, 2Department of Cell Physiology, Faculty of Biology and Biotechnology, Ruhr-University Bochum, 3Division of Neuroinflammation and Glial Biology, Department of Neurology, University of California San Francisco

Summary

פרוטוקול מפורט להערכה של המפרט מבנית וחזותית בחולדות על ידי תגובת טומוגרפיה ו optokinetic אופטית קוהרנטית מוצג. התוצאות מספקים תובנות בעלות ערך מחקר ophthalmologic, כמו גם רגשיות ונוירולוגיות.

Abstract

טומוגרפיה אופטית קוהרנטית (אוקטובר) היא טכניקה מהירה, לא פולשנית, interferometric ומאפשר הדמיה הרשתית ברזולוציה גבוהה. זה כלי אידיאלי לחקירה של תהליכים הקשורים ניוון מוחיים, neuroprotection, נוירו-תיקון הכוללים מערכת הראייה, כמו אלה correlate לעיתים קרובות עם שינויים ברשתית. כמו את המחוון פונקציונלי תנועות ראש ועין ישימים מבחינה ויזואלית עורר משמשות בדרך כלל ניסיוניות המערבים את הפונקציה חזותי. שילוב של שתי טכניקות מאפשר חקירה ויוו כמותית של מבנה ותפקוד, אשר יכול לשמש כדי לחקור את התנאים פתולוגיים או להעריך את הפוטנציאל של הריפוי. יתרון גדול של טכניקות הציג האפשרות לבצע ניתוחי האורך מאפשר החקירה של תהליכים דינאמיים, הפחתת השתנות, מצמצם את מספר בעלי חיים לצורך הניסויים. הפרוטוקול המתואר שואפת לספק מדריך רכישת וניתוח של סריקות רשתית באיכות גבוהה של עכברים וחולדות באמצעות בעל עלות נמוכה מותאם אישית עם אפשרות לספק הרדמה inhalational. בנוסף, המדריך המוצעת מיועדת כמו חוברת הוראות לחוקרים באמצעות ניתוח התגובה (OKR) optokinetic בחולדות, אשר ניתן להתאים לצרכים הספציפיים ואת האינטרסים שלהם.

Introduction

הבדיקה של מסלול ויזואלי, כחלק של מערכת העצבים המרכזית, הוכח להיות נקודת מוצא יעיל בטיפול לא רק ophthalmologic1,2,3,4,5 , אבל גם נוירולוגיים6,7,8,9,10,11,12,13,14 ,15,16 שאלות. בשנים האחרונות, OCT ו OKR זוהו כלים אנליטיים, לא פולשנית שימושיים כדי להעריך את מגוון גדול של retinopathies, רשתית ביטויים שונים מכרסמים מודלים17,18,19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25. OCT מאפשר רזולוציה גבוהה ומהירה ויוו ויזואליזציה של מורפולוגיה ברשתית, מבנה עכברים וחולדות, עם תוצאות בהתאם טוב עם מקטעים היסטולוגית של חיות retinae26. OKR מהווה שיטה חזקה ומהירה כדי להעריך באופן כמותי את תפקיד הראייה.

התקנים רבים OCT מאפשרים סימולטני קונאפוקלית סריקת לייזר ophthalmoscopy (cSLO) הדמיה עם אורכי גל שונים, אשר מספק מידע אבחון על פתולוגיות ברשתית, קרי, ויזואליזציה של הפקדות lipofuscin או שינויים של הרשתית פיגמנט אפיתל27. יתר על כן, אין ויוו הדמיה של זריחה מתויג תאים בעלי החיים הטרנסגניים הוא אפשרי28,29,30,31,32. עם זאת, היישום של טכנולוגיה OCT במודלים מכרסמים הוא עדיין מאתגר, בעיקר בשל גודל העין קטן. מספר התקנים זמינים מסחרית דרוש עיבודים, לעיתים קרובות גודל אחר מחזיק נדרשת תמונה החיות של מינים שונים. בנוסף, בעלי חיים לדרוש הרדמה למדידה.

OKR התקנים יכול לשמש כדי להעריך את הפונקציה חזותיים במכרסמים. החיות ממוקמות על פלטפורמה במרכז גליל בפועל או וירטואלי הצגת נע grating, אשר החיות המסלול עם הראש רפלקסיבי ותנועות הצוואר. תגובה optokinetic זו מצומצמת או מסולק במקרה של הפחתת או אובדן התפקוד חזותי.

המטרה של פרוטוקול זה היא להציג את המדריך מדידת עובי הרשתית באמצעות מכשיר OCT זמינים מסחרית עם בעל מותאם אישית במתן הרדמה נשימתית. הפרוטוקול מדגים כיצד לנתח סריקות אמצעי אחסון באמצעות התוכנה המצורפת על ידי היצרן. בדיקה חזותית, המטרה היא לספק הוראות כיצד להשתמש במערכת זמינים מסחרית כדי להעריך את OKR.

Protocol

כל ההליכים בבעלי חיים בוצעו בהתאם להנחיות ניסיוני שאושרו על-ידי רשויות אזוריות (המדינה הסוכנות עבור טבע, איכות הסביבה, הגנת הצרכן; הפניה מספר 84-02.04.2014.A059) ו לציית האגודה במחקר חזון והצהרת רפואת עיניים (ארוו) שימוש של החיות לרפואת עיניים, מחקר חזון ואת אירופה הוראת 2010/63/האיחוד האירופי בנושא ההגנה על בעלי חיים משמשים למטרות מדעיות.

1. קונאפוקלית סריקת לייזר טומוגרפיה Ophthalmoscopy-אופטית קוהרנטית

הערה: הפרוטוקול עבור cSLO-אוקטובר מדידה היא יכולת הסתגלות עבור כל זני מעבדה עכברים וחולדות.

  1. ההכנות הדמיה טרום הקמה
    הערה: לתצורת המערכת של המכשיר OCT בשימוש פרוטוקול זה כבר היה תיאר במקום31.
  2. מכרסמים לקראת הרדמה נשימתית
    1. הכנס למכרסמים תא אינדוקציה ולהגדיר את מכשיר אידוי ריכוז איזופלוריין של 2%-2 ל'/דקה O2.
    2. בדוק אם למכרסמים הינו ומורדמת באמצעות צובט את הזנב, הסר אותו מן החדר, עטוף אותו במגבת נייר כדי לחמם את זה.
    3. הכנס למכרסמים מותאם אישית מחזיק33 לעשוק את החותכות בלסת העליונה בסרגל ביס משולב של היצירה הפה, מחובר את מכשיר אידוי (2.5% איזופלוריין ב 2 ל'/דקה O2).
    4. החל טיפה אחת של Phenylephrine 2.5%-Tropicamide 0.5% על כל עין על התרחבות האישון.
    5. . תנגב את הנוזל העודף של טיפות עיניים לאחר 1 דקות ולסוך את העיניים עם ג'ל אופטלמולוגיות מתיל-תאית מבוססת (למשל, טיפות עיניים 0.3% hypromellose) כדי למנוע ייבוש אאוט, עכירות של הקרנית.
    6. המקום מותאם אישית עדשות מגע (+4 diopters) על העין העכבר ביד או באמצעות מלקחיים. לכסות את העין עכברוש עם צלחת זכוכית (למשל, סיבוב coverslip זכוכית 12 מ מ קוטר) ללא מאפיינים אופטיים כדי להבטיח משטח המטוס.
      הערה: צג קצב נשימה במהלך הרדמה. להגדיל או להקטין ריכוז איזופלוריין במידת הצורך.
  3. מדידה וניתוח
    הערה: הקפד לבצע ואת הדו ח את המידות OCT בקנה אחד עם המלצות APOSTEL34 ולבצע בקרת איכות על-פי קריטריונים קונצנזוס35אוסקר-ליברות. כמו המלצות אלה פותחו עבור דמויות אנושיות OCT, מספר קריטריונים אינם או רק חלקית הישימים.
    1. לשיקוף של עין שמאל, הצב בעל כפי שהוצג ב- איור 1A כדי להבטיח כי הנורה עין שמאל של הפנים מכרסם את המצלמה.
    2. לחץ על לחצן התחל בפינה הימנית בתצוגת לוח הבקרה כדי להפעיל את מצב רכישה.
    3. הגדר את ידית מסנן R ובחר BR + OCT עבור השתקפות כחול הפונדוס הדמיה ורכישה B-scan בלוח הבקרה.
    4. מרחק מיקוד מוגדר כ 38 diopters באמצעות הידית להתמקד בצד האחורי של המצלמה, תקריב על הרשתית, עד אוקטובר הסריקה הוא נראה לעין על המסך.
      הערה: את המדידה הראשונה, ליד הפניה יש להתאים למדידה מכרסמים. להקיש את הצירוף Ctrl + Alt + Shift + O ולהתאים את הערך של הזרוע ההתייחסות בחלון פתוח עד אוקטובר-הסריקה מופיעה על המסך.
    5. כדי להבטיח נתיב קרן דרך האמצע של התלמיד עם זווית אורתוגונלית ברשתית, כל המטוסים, מקם את התקליטור האופטי במרכז השדה מואר (BR) ולהתאים אופקיים ואנכיים קו B סריקות ברמה אופקית על ידי סיבוב/מפנה המחזיק (איור 1B) או הזזת המצלמה.
    6. בחר את מצב סריקה של אמצעי האחסון ולהגדיר אותו לסריקות-25 B במצב ברזולוציה גבוהה ב 50 אוטומטי מעקב בזמן אמת אחר (אמנות, עם רסטר מ 50 בממוצע של סריקות) במסך התוכנה.
    7. מרכז באמצע של הרשת סריקת אמצעי האחסון בדיסק האופטי ולהתחיל רכישה על-ידי הקשת את הידית רגישות שחור ולאחר מכן תתחבר בלוח הבקרה.
    8. הגדר את ידית מסנן A, בחר Florescence אוטומטי כחול (BAF) בלוח הבקרה ולהתאים בהירות תמונה עם הידית רגישות. הקש את רגישות כפתור ולאחר מכן תתחבר התמונה פלואורסצנט תאים (למשל, EGFP) או פיקדונות פלורסנט אוטומטית.
    9. למרוח ג'ל אופטלמולוגיות העין של מכרסמים כדי למנוע התייבשות, לשים את החיה בכלוב נפרד עם מקור חום.
    10. לפקח על מכרסמים עד החלים לחלוטין מן ההרדמה, בכלוב נפרד והוא שוכן בנפרד. כאשר בעל-החיים אמבולטורי, להחזיר אותו לכלוב הביתה.
    11. לצורך ניתוח של הסריקות אמצעי אחסון, להשתמש את פילוח אוטומטית של התוכנה של המכשיר OCT על-ידי לחיצה ימנית על הסריקה ובחר פילוח אז כל השכבות. ודא כי האיכות של התמונות OCT מספיקה ולהגדיר את המכנסונים איכות עבור כל ערכה של ניסויים, למשל> 20 דציבלים.
    12. לבצע תיקון ידני של השכבות על-ידי לחיצה כפולה על הסריקה הרצוי, בחר עובי הפרופיל ולחץ על ערוך שכבה Segmentations. בחר שכבה אחת, למשל, הקש ILM עבור הגבלת הממברנה הפנימית, ולתקן, במידת הצורך, הקו הירוק על-ידי הזזת נקודות אדומות על ידי לגרור ולשחרר המיקום הנכון.
      הערה: ודא כי החוקר מבצע את התיקון ידנית היא מתעוורת עבור הקבוצות ניסיוני.
    13. בחר את הכרטיסיה עובי מפה ובחרו את הטיפול מוקדם 1, 2, 3 מ מ של רשת המחקר (ETDRS) רטינופתיה סוכרתית. מרכז המעגל הפנימי בדיסק האופטי (איור 2, משמאל).
    14. חישוב עובי שכבות הרשתית מתוך הערכים עובי שמספקת התוכנה עבור המגזרים רשתית שונות של עניין. כדי לחשב ערכי כלומר עובי האחסון סריקות, השתמש של כל 1, 2, 3 מ מ ETDRS רשת, אשר מכסה זווית של-25°, למעט המעגל הפנימי 1 מ מ, אשר מכיל את התקליטור האופטי (איור 2, נכון).
    15. לבצע ניתוח סטטיסטי באמצעות תוכנה מתאימה. אם בשתי העיניים של חיה הינם כלולים, שקול מודל סטטיסטי לדעה בתוך הנושא הבין-עין מתאמים (למשל, כללית הערכת משוואות או מעורב מודלים ליניאריים), כמו העיניים של נושא אחד תלויות מבחינה סטטיסטית36 .

2. Optokinetic תגובה

הערה: בחלק זה, מסופק המדריך מפורט OKR המידות של עכברים וחולדות, אשר ניתן להתאים לצרכים ספציפיים.

  1. ההכנות מדידה טרום הקמה
    1. הפעל את המחשב. לאחר יש אתחול המערכת, הפעל המסכים של התא בדיקה כמתואר בפירוט רב יותר במקום אחר37.
    2. בחר את הפלטפורמה המתאימה עבור המידה של עכברים או חולדות.
      הערה: גודל פלטפורמה נבחרה בהתבסס על גודל הגוף למכרסמים. בעל החיים צריך להיות מסוגל לשבת כמו שצריך על פלטפורמה ללא היכולת להסתובב.
    3. פתח בחלון הגדרות מראש על-ידי לחיצה כפולה על התוכנה, בחר קבוצה חדשה ובחר את שם הקבוצה, מספר נושאים, מינים זנים. בחר גירוי משתנה: תדירות מרחבית/זמני, רגישות חדות, מהירות או התמצאות בתפריט הנפתח, והקש ליצור קבוצה חדשה.
    4. להתמקד על פלטפורמת בכך ששינה את הטבעת המוקד של המצלמה על גבי התא, לכייל את המערכת על ידי יישור (גרור ושחרר) העיגול האדום סביב העיגול השחור על הרציף.
  2. מדידה וניתוח
    1. במקום החיה על הרציף, תן לו להסתגל לסביבה עבור ~ 5 דקות להרים החיה בחזרה על פלטפורמה לנחיתה (איור 3 א).
    2. בחר נושא מספר תנאי בפינה הימנית העליונה של המסך תוכנה (איור 3B). גירוי אחד משתנה, הגירויים אחרים נשמרים קבועים. זה אושר על ידי סמל מנעול פתוח או סגור מנעול ליד הגירוי.
    3. המדידה התחל על-ידי בחירת ◄ כן או ■ לא, אם החיה עוקב אחר או אינה עוקבת אחר, בהתאמה.
      הערה: מעקב עם כיוון השעון מקביל המעקב נגד כיוון השעון ושמאלה אל העין הימנית. התוכנה משנה באופן אקראי את הכיוון של הרשת נע.
    4. בחר את גודל שלב הגירוי באופן ידני על-ידי לחיצה על החצים למעלה , למטה ליד הגירוי משתנה או לתת זה להתאים באופן אוטומטי על-ידי התוכנה, אם סף הגירוי מתכנסת.
    5. לקבלת תוצאות אופטימליות, להנפיש החיה, , למשל על ידי גבוהה שורק נשמע במבלט, על-ידי לחיצה על סימן התיבה שחור או לבן על המסך תוכנה. בצע פעולות אלה שוב ושוב במקרה של מדידות ממושך.
    6. עבור ניתוח נתונים, בחר את הכרטיסיה סיכום , לחץ על קובץ | ייצוא טבלה/גרף כדי לייצא ערכת הנתונים הרצוי.
    7. לבצע ניתוח סטטיסטי באמצעות התוכנה הרצויה (ראה גם שלב 1.3.15).

Representative Results

באמצעות 3rd דור OCT הדמיה ב המיאלין אוליגודנדרוציטים גליקופרוטאין (ש א) פפטיד המושרה מודלים העכבר ניסיוני אוטואימוניות דלקת המוח וחוט השדרה (EAE), סעיפים מורפולוגי ברזולוציה גבוהה של הרשתית העכבר התקבלו. באמצעות טכנולוגיה זו, היכולות מגן מחומרים שונים היו והפגינו17. הערכים עובי השכבות ברשתית הפנימי (IRL) שהתקבלו הם טובים בהתאם המספרים של תאי גנגליון (מהרשות לשיקום האסיר) מתקבל על ידי צביעת היסטולוגית של הרשתית wholemounts (איור 4).

OKR ניטור מספק פונקציונלי readout הקשורים ניוון מוחיים ראיתי על-ידי OCT. בניסויים אלה, תפקיד הראייה לאומדן כמו תדירות מרחבית OKR, ואת הנזק neuroaxonal העריכו כמו IRL דליל על-ידי OCT, היו קרובים הקורלציה17. יכול להיות מועסק פרוטוקולים שונים כדי לבחון את חדות הראייה על ידי שינוי תדירות מרחבית או הזמנית, רגישות חדות, התמצאות או מהירות של הרשת נע. במודל EAE, זוהה של תדירות מרחבית משופרת של 0.05 מחזורים/תואר (c/d) של בעלי חיים מטופלים עם חומר 1 בהשוואה ל ש א-EAE שלא טופלו עכברים (איור 5).

Figure 1
איור 1: מותאם אישית מחזיק למדידה OCT. (א) OCT הדמיה של עכבר C57BL/6J שימוש מותאם אישית מחזיק33 ו- (B) ציר הסיבוב סביב העין מכרסמים. הוא הפגין סיבוב במטוס רוחבי (משמאל) ולא במישור צירית (מימין). איור זה שונה מדיטריך, מ et al.33. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 2
איור 2: OCT פוסט ניתוח רכישת. "1, 2, 3 מ מ" רשת ETDRS בפרוטוקול 25 B-scan נפח (משמאל). עובי שכבות הרשתית מסופק עבור המגזרים השונים הרשתית על ידי התוכנה (מימין). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 3
איור 3: OKR מדידה של עכברים, גירוי הגדרות. מבט מלמעלה (א) דרך המצלמה ניתוח עכבר C57BL/6J על פלטפורמת בבית הבליעה. (B) ממשק המשתמש ואת ההגדרות של התוכנה OKR. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 4
איור 4: C57BL/6J עכברים עם ש א EAE הצג מסלול המחלה הקלוש כאשר מטופלים עם חומר 1 לעומת שולט לא מטופל. (א) התנוונות רשתית לשכבות הפנימיות הוא מופחת (B) ולא במישור הקליני EAE הציון הוא נחלש במהלך הקורס EAE כאשר חומר 1 היה מנוהל. עכברים זכו מדי יום, OCT מדידות בוצעו מדי חודש על פני תקופה של 120 ימים. הגרפים מייצגים את אומר, שגיאת תקן של חיות לפחות עשרה לכל קבוצה. (*p < 0.05, * * *p < 0.001, אזור תחת עקומת מאת אנובה לעומת הבדיקה לאחר הוק של Dunnett). (ג) השינוי עובי IRL הוא בהתאם טוב עם אובדן מהרשות לשיקום האסיר (* * *p < 0.001, מאת אנובה עם הבדיקה לאחר הוק של Dunnett בהשוואה ל ש א לא מטופל עכברים). אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Figure 5
איור 5: OKR מדידה של C57BL/6J עכברים עם ש א-EAE. (א) OKR מגלה ראייה משופרת של חיות מטופלים עם חומר 1 בהשוואה שלא טופלו עכברים EAE ש א נמדדת סף בתדר המרחבי בדיקות על פני תקופה של 120 ימים. הגרפים מייצגים את מתכוונת שגיאת תקן של חיות לפחות שש לכל קבוצה (* *p < 0.01, * * *p < 0.001, אזור תחת עקומת מאת אנובה לעומת הבדיקה לאחר הוק של Dunnett). (B) תמונה של עכבר C57BL/6J בחדר הבדיקה. אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.

Discussion

פרוטוקול זה מספק הוראה המדידות עובי, הבחינה של תפקיד הראייה בחולדות. המפרט חזותיים משמשים יותר ויותר המחקר translational18,26,38,39,40 , המתעכבים בקלות ניסויים קליניים. היתרון המשמעותי של OCT בהשוואה חקירות היסטולוגית בניסויים על בעלי חיים היא ניתוחי האורך עלול לאפשר החקירה של תהליכים פתולוגיים דינאמיים, בעיקר צמצום מידת ההשתנות ואת המספר של בעלי החיים זקוקים לכל מחקר. יתר על כן, אין ויוו הדמיה עם OCT כפוף לא יציבות, חיתוך או צביעת חפצים, אשר עשוי להשפיע על עובי השכבה בחקירות היסטולוגית.

אולם, כיוון אורתוגונלית קרן הלייזר בתוך כל המטוסים ביחס הרשתית הוא שלב קריטי כדי להבטיח את האיכות ואת הפארמצבטית הערכים עובי. זה דורש אימון של החוקר, והוא חובה לפני הרכישה של OCT סריקות. בנוסף, כפי המכשירים מסחרי נבנים עבור יישומים אנושי, איכות התמונות OCT מכרסמים הוא עדיין נחות בהשוואה ל- B-סריקות של בני אדם חולים. בחוויה של המחברים, זה יכול להיות קשה להבחין את רשתית הפנימי שונה שכבות (סיבי עצב ברשתית שכבה, שכבת תאים גנגליון, השכבה הפנימית plexiform) במהלך תיקון ידני. לכן מומלץ ניתוח שכבות אלה כמו הבדיקה מורכב (IRL).

הגדרת הניסוי מספקת אפשרות לקבלת הרדמה נדיפים, למשל, נשימתית איזופלוריין, אשר הוא, מניסיוננו, יותר קל לשלוט מאשר זריקות הרדמה, למשל, קטמין-חריגות השירותים הווטרינריים41,42 , מפחיתה את הסיכון התעוררות מוקדמת של מכרסמים במקרה של רכישה יותר פעמים (למשל, בעת ביצוע הדמיה של תאים עם תוויות ברורות fluorescently). מחקר ראשוני, נפח הסריקות אותרו כמו הפרוטוקולים עם הגבוה ביותר תוקף ומהימנות. מהימנות הבחינה מדרג בין ובדיקה מעולה כאשר נפח סריקות למעט החלק המרכזי המכיל את התקליטור האופטי היו העריך עם ICC ערכים (מקדם המתאם אינטרה-class) מעל 0.85 עבור כל הערכות.

המדד של התגובה optokinetic מבוסס על רפלקס לא רצוני optokinetic, אשר מתרחשת בתגובה שדה נע באופן רציף. בחולדות, בניגוד מינים אחרים, התנועה כרוך לא רק העיניים, אבל הראש הזה, אשר בקלות ניתן לאתרם באמצעות המצלמה.

הבחנה בין "מעקב" או נורמלי תנועות ההתנהגות של בעלי החיים דורש הכשרה של החוקר וזה חשוב להיות עיוור עבור קבוצת הניסוי. בנוסף, בעלי החיים זקוקים שלב התאקלמות כדי להכיל את ההגדרה ניסיוני ובמהלכה מדידה ותיק פרוטוקולים, החיות חייב להיות אנימציה שוב ושוב כדי להבטיח כי "אין מעקב" הוא בשל להגיע לסף OKR ולא על הפחתת תשומת לב. יש גם השתנות המתח משמעותי לגבי הפונקציה חזותי של מעבדה עכברים וחולדות43,44. לכן צריך ניתן להעריך את חדות הראייה של מכרסם לפני שהם נבדקים זנים מסוימים, כגון עכברים SJL, אפילו עשוי להיות לא מתאים מדידות OKR, כפי שהם homozygous עבור אלל Pde6brd1 (ניוון הרשתית 1).

לסיכום, בחינת תפקיד הראייה ומורפולוגיה ברשתית במודלים של בעלי חיים מאפשר החקירות לא פולשנית, האורך של נזק תפקודי מבניים המתרחשים בהקשר של EAE והוא עשוי להיות שימושי במודלים אחרים המערבים את התמונה מערכת, כולל אך לא מוגבל הדגמים של retinopathies או פציעה של עצב הראייה.

Disclosures

לא קשור לעבודה. הציגו שהמחברים מצהירים על גילויים הפיננסיים הבאים:

דיטריך מייקל קיבל רמקול honoraria נוברטיס. אנדרס קרוס-Herranz הוא בחור דוקטורט של האגודה לטרשת נפוצה הלאומית. ארי ג'יי ירוק מוגש למועצה המדעית המייעצת של MedImmune, נוברטיס, OCTIMS, ראשית החיים 5 ו Bionure; היא עורכת-משנה לנוירולוגיה ג'אמה; היה חבר מועצת המנהלים העריכה לנוירולוגיה; בעל פטנט על מולקולות remyelination מסלולים; יש להתייעץ עם הקמתה 5 מדעי; המחקר קיבל תמיכה של נוברטיס פארמה OCTIMs הקמתה מדעי ההזמנות, NINDS, ניה, חברה MS לאומית, Sherak קרן, קרן הילטון; מחזיק מניות או אופציות הקמתה 5; שימש כעד מומחה-v Mylan פארמה טבע. הנס פטר הארטונג קיבלה דמי הגשה על ועדות ההיגוי של Biogen איידק, GeNeuro, סאנופי ג'נזיים, מרק, נוברטיס פרמצבטיקה, Octapharma, Opexa הרפוי, טבע, MedImmune, Bayer HealthCare, קדימה פארמה, ו רוש דמי הגשה על לוחות המייעצת Biogen איידק, סאנופי ג'נזיים, מרק, נוברטיס פרמצבטיקה, Octapharma, Opexa הרפוי, במוטורולה, רוש, הרצאה תעריפים מעת Biogen איידק ג'נזיים סאנופי, מרק, נוברטיס פרמצבטיקה , Octapharma, Opexa הרפוי, במוטורולה, MedImmune ורוש. פיליפ אלברכט קיבל פיצוי על ההגשה על גבי לוחות המדעית המייעצת Ipsen, נוברטיס, Biogen; הוא קיבל רמקול honoraria ולנסוע תמיכה נוברטיס, טבע, Biogen, תרופות Merz, Ipsen, Allergan, Bayer Healthcare, איסיי, UCB, גלקסו סמית קליין; הוא קיבל תמיכה במחקר של נוברטיס, Biogen, טבע, Merz תרופות, Ipsen רושה. המחברים אחרים מדווחים אין גילויים.

Acknowledgments

עבודה זו נתמכה על ידי מענקים של ד ר רוברט Pfleger-קרן Ilselore Luckow-קרן, כמו גם Biogen ואת נוברטיס על אבא איור 1B שוחזר מ "לכל הגוף סימולטורי לפי מיקום עבור הדמיה עינית של מרדימים עכברים וחולדות: מדריך עשה זאת בעצמך. דיטריך, מ., קרוס-Herranz, ת., Yiu, ה, Aktas, O..., ברנדט, א. א, הארטונג, HP., ירוק, א, אלברכט, עיניים פתוחות עמ' BMJ. 1 (1), e000008, 2017" באישור BMJ קבוצת פרסום בע מ

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Heidelberg Spectralis HRA+OCT system  Heidelberg Engineering, Germany N/A ophthalmic imaging platform system
Heidelberg Eye Explorer Heidelberg Engineering, Germany N/A Version 1.9.10.0
blue 25D non-contact  lens Heidelberg Engineering, Germany N/A lens for rodent mesurement
OptoMotry CerebralMechanics Inc., Canada N/A system for visual function analysis
OptoMorty HD software CerebralMechanics Inc., Canada N/A Version 2.1.0
Inhalation Anesthetic Isoflurane Piramal Critical Care, Bethlehem, PA, USA  803250 inhalation anesthetic
Phenylephrin 2.5%-Tropicamide 0.5%  University Hospital Düsseldorf, Germany N/A pupillary dilation 
Visc-Ophtal Dr. Robert Winzer Pharma GmbH, Berlin, Germany 58407 ophthalmologic eye gel
GraphPad Prism GraphPad Software Inc, San Diego, CA, USA N/A statistical analysis software, Version 5.00
IBM SPSS Statistics IBM Corporation, Armonk, New York, USA N/A statistical analysis software, Version 20

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Folgar, F. A., Jaffe, G. J., Ying, G. -S., Maguire, M. G., Toth, C. A. Comparison of optical coherence tomography assessments in the comparison of age-related macular degeneration treatments trials. Ophthalmology. 121 (10), 1956-1965 (2014).
  2. Mowatt, G., et al. Optical coherence tomography for the diagnosis, monitoring and guiding of treatment for neovascular age-related macular degeneration: a systematic review and economic evaluation. Health Technology Assessment. 18 (69), 1-254 (2014).
  3. Schlanitz, F. G., et al. Identification of Drusen Characteristics in Age-Related Macular Degeneration by Polarization-Sensitive Optical Coherence Tomography. American Journal of Ophthalmology. 160 (2), 335-344 (2015).
  4. Makiyama, Y., et al. Prevalence and spatial distribution of cystoid spaces in retinitis pigmentosa: investigation with spectral domain optical coherence tomography. Retina. 34 (5), 981-988 (2014).
  5. Al Rashaed, S., Khan, A. O., Nowilaty, S. R., Edward, D. P., Kozak, I. Spectral-domain optical coherence tomography reveals prelaminar membranes in optic nerve head pallor in eyes with retinitis pigmentosa. Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology. 22, (2015).
  6. Albrecht, P., et al. Retinal pathology in idiopathic moyamoya angiopathy detected by optical coherence tomography. Neurology. 85 (6), 521-527 (2015).
  7. Albrecht, P., Fröhlich, R., Hartung, H. -P., Kieseier, B. C., Methner, A. Optical coherence tomography measures axonal loss in multiple sclerosis independently of optic neuritis. Journal of Neurology. 254 (11), 1595-1596 (2007).
  8. Albrecht, P., et al. Retinal neurodegeneration in Wilson's disease revealed by spectral domain optical coherence tomography. PLoS One. 7 (11), e49825 (2012).
  9. Albrecht, P., et al. Optical coherence tomography in parkinsonian syndromes. PLoS One. 7 (4), e34891 (2012).
  10. Albrecht, P., et al. Degeneration of retinal layers in multiple sclerosis subtypes quantified by optical coherence tomography. Multiple Sclerosis Journal. 18 (10), 1422-1429 (2012).
  11. Bhaduri, B., et al. Detection of retinal blood vessel changes in multiple sclerosis with optical coherence tomography. Biomedical Optics Express. 7 (6), 2321-2330 (2016).
  12. Knier, B., et al. Optical coherence tomography indicates disease activity prior to clinical onset of central nervous system demyelination. Multiple Sclerosis Journal. 22 (7), 893-900 (2016).
  13. Ringelstein, M., et al. Subtle retinal pathology in amyotrophic lateral sclerosis. Annals of Clinical and Translational Neurology. 1 (4), 290-297 (2014).
  14. Ringelstein, M., et al. Retinal pathology in Susac syndrome detected by spectral-domain optical coherence tomography. Neurology. 85 (7), 610-618 (2015).
  15. Satue, M., et al. Relationship between Visual Dysfunction and Retinal Changes in Patients with Multiple Sclerosis. PLoS One. 11 (6), e0157293 (2016).
  16. Thomson, K. L., Yeo, J. M., Waddell, B., Cameron, J. R., Pal, S. A systematic review and meta-analysis of retinal nerve fiber layer change in dementia, using optical coherence tomography. Alzheimer's & Dementia. 1 (2), 136-143 (2015).
  17. Dietrich, M., et al. Early alpha-lipoic acid therapy protects from degeneration of the inner retinal layers and vision loss in an experimental autoimmune encephalomyelitis-optic neuritis model. Journal of Neuroinflammation. 15 (1), 71 (2018).
  18. Knier, B., et al. Neutralizing IL-17 protects the optic nerve from autoimmune pathology and prevents retinal nerve fiber layer atrophy during experimental autoimmune encephalomyelitis. Journal of Autoimmunity. 56, 34-44 (2014).
  19. Augustin, M., et al. In Vivo Characterization of Spontaneous Retinal Neovascularization in the Mouse Eye by Multifunctional Optical Coherence Tomography. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 59 (5), 2054-2068 (2018).
  20. Tode, J., et al. Thermal Stimulation of the Retina Reduces Bruch's Membrane Thickness in Age Related Macular Degeneration Mouse Models. Translational Vision Science & Technology. 7 (3), 2 (2018).
  21. Gabriele, M. L., et al. Optic nerve crush mice followed longitudinally with spectral domain optical coherence tomography. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (5), 2250-2254 (2011).
  22. Carpenter, C. L., Kim, A. Y., Kashani, A. H. Normative Retinal Thicknesses in Common Animal Models of Eye Disease Using Spectral Domain Optical Coherence Tomography. Advances in Experimental Medicine and Biology. 1074, 157-166 (2018).
  23. Alam, N. M., et al. A mitochondrial therapeutic reverses visual decline in mouse models of diabetes. Disease Models & Mechanisms. 8 (7), 701-710 (2015).
  24. Bricker-Anthony, C., Rex, T. S. Neurodegeneration and Vision Loss after Mild Blunt Trauma in the C57Bl/6 and DBA/2J Mouse. PLoS One. 10 (7), e0131921 (2015).
  25. Segura, F., et al. Assessment of Visual and Chromatic Functions in a Rodent Model of Retinal Degeneration. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 56 (11), 6275-6283 (2015).
  26. Fischer, M. D., et al. Noninvasive, in vivo assessment of mouse retinal structure using optical coherence tomography. PLoS One. 4 (10), e7507 (2009).
  27. Ward, M. E., et al. Individuals with progranulin haploinsufficiency exhibit features of neuronal ceroid lipofuscinosis. Science Translational Medicine. 9 (385), (2017).
  28. Chauhan, B. C., et al. Longitudinal in vivo imaging of retinal ganglion cells and retinal thickness changes following optic nerve injury in mice. PLoS One. 7 (6), e40352 (2012).
  29. Lidster, K., et al. Neuroprotection in a novel mouse model of multiple sclerosis. PLoS One. 8 (11), e79188 (2013).
  30. Munguba, G. C., et al. Nerve fiber layer thinning lags retinal ganglion cell density following crush axonopathy. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 55 (10), 6505-6513 (2014).
  31. Kokona, D., Jovanovic, J., Ebneter, A., Zinkernagel, M. S. In Vivo Imaging of Cx3cr1gfp/gfp Reporter Mice with Spectral-domain Optical Coherence Tomography and Scanning Laser Ophthalmoscopy. Journal of Visualized Experiments. (129), (2017).
  32. Leung, C. K. S., et al. In vivo imaging of murine retinal ganglion cells. Journal of Neuroscience Methods. 168 (2), 475-478 (2008).
  33. Dietrich, M., et al. Whole-body positional manipulators for ocular imaging of anaesthetised mice and rats: A do-it-yourself guide. BMJ Open Ophthalmology. 1 (1), e000008 (2017).
  34. Cruz-Herranz, A., et al. The APOSTEL recommendations for reporting quantitative optical coherence tomography studies. Neurology. 86 (24), 2303-2309 (2016).
  35. Tewarie, P., et al. The OSCAR-IB consensus criteria for retinal OCT quality assessment. PLoS One. 7 (4), e34823 (2012).
  36. Fan, Q., Teo, Y. -Y., Saw, S. -M. Application of advanced statistics in ophthalmology. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (9), 6059-6065 (2011).
  37. 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 (12), 4611-4616 (2004).
  38. Groh, J., Stadler, D., Buttmann, M., Martini, R. Non-invasive assessment of retinal alterations in mouse models of infantile and juvenile neuronal ceroid lipofuscinosis by spectral domain optical coherence tomography. Acta Neuropathologica Communications. 2, 54 (2014).
  39. Seeliger, M. W., et al. In vivo confocal imaging of the retina in animal models using scanning laser ophthalmoscopy. Vision Research. 45 (28), 3512-3519 (2005).
  40. Shindler, K. S., Guan, Y., Ventura, E., Bennett, J., Rostami, A. Retinal ganglion cell loss induced by acute optic neuritis in a relapsing model of multiple sclerosis. Multiple Sclerosis Journal. 12 (5), 526-532 (2006).
  41. Calderone, L., Grimes, P., Shalev, M. Acute reversible cataract induced by xylazine and by ketamine-xylazine anesthesia in rats and mice. Experimental Eye Research. 42 (4), 331-337 (1986).
  42. Szczesny, G., Veihelmann, A., Massberg, S., Nolte, D., Messmer, K. Long-term anaesthesia using inhalatory isoflurane in different strains of mice-the haemodynamic effects. Zeitschrift für mikroskopisch-anatomische Forschung. 38 (1), 64-69 (2004).
  43. Prusky, G. T., Harker, K., Douglas, R. M., Whishaw, I. Q. Variation in visual acuity within pigmented, and between pigmented and albino rat strains. Behavioural Brain Research. 136 (2), 339-348 (2002).
  44. Wong, A. A., Brown, R. E. Visual detection, pattern discrimination and visual acuity in 14 strains of mice. Genes, Brain, and Behavior. 5 (5), 389-403 (2006).

Tags

מדעי המוח גיליון 143 טומוגרפיה אופטית קוהרנטית תגובה optokinetic הדמיה עינית מסלול ויזואלי מחזיק מודלים מכרסמים
באמצעות טומוגרפיה אופטית קוהרנטית ותגובה Optokinetic כמו המפרט מבנית ופונקציונליים מערכת הראייה של עכברים וחולדות
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Dietrich, M., Hecker, C., Hilla, A., … More

Dietrich, M., Hecker, C., Hilla, A., Cruz-Herranz, A., Hartung, H. P., Fischer, D., Green, A., Albrecht, P. Using Optical Coherence Tomography and Optokinetic Response As Structural and Functional Visual System Readouts in Mice and Rats. J. Vis. Exp. (143), e58571, doi:10.3791/58571 (2019).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter