Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

الكي الكامل الدائرة للضفيرة الوعائية الداكنة حول القزحية للزرق المستحث جراحيا في القوارض

Published: February 15, 2022 doi: 10.3791/63442

Summary

الهدف من هذا البروتوكول هو توصيف نموذج جديد للتنكس العصبي الزرق على أساس الكي الحراري 360 درجة للضفيرة الوعائية الحوفية ، مما يؤدي إلى ارتفاع ضغط الدم العيني تحت الحاد.

Abstract

الجلوكوما ، السبب الرئيسي الثاني للعمى في جميع أنحاء العالم ، هو مجموعة غير متجانسة من اضطرابات العين التي تتميز بتلف هيكلي في العصب البصري وتنكس خلايا العقدة الشبكية (RGC) ، مما يؤدي إلى خلل بصري عن طريق مقاطعة نقل المعلومات البصرية من العين إلى الدماغ. ارتفاع ضغط العين هو عامل الخطر الأكثر أهمية. وهكذا ، تم تطوير عدة نماذج من ارتفاع ضغط الدم في العين في القوارض إما من خلال الأساليب الجينية أو التجريبية للتحقيق في أسباب وآثار المرض. من بين هؤلاء ، تم الإبلاغ عن بعض القيود مثل الغزو الجراحي ، والتقييم الوظيفي غير الكافي ، ومتطلبات التدريب المكثف ، والامتداد المتغير للغاية لتلف الشبكية. يميز العمل الحالي طريقة بسيطة ومنخفضة التكلفة وفعالة للحث على ارتفاع ضغط الدم العيني في القوارض ، بناء على الكي في درجة حرارة منخفضة ودائرة كاملة للضفيرة الوعائية الحوفية ، وهو مكون رئيسي لتصريف الخلط المائي. يوفر النموذج الجديد ارتفاع ضغط الدم تحت الحاد سهل تقنيا وغير جراحي وقابل للتكرار ، ويرتبط ب RGC التدريجي وتنكس العصب البصري ، ومعدل استرداد سريري فريد بعد الجراحة يسمح بإجراء دراسات وظيفية في الجسم الحي من خلال كل من الطرق الفيزيولوجية الكهربية والسلوكية.

Introduction

تفهم الأدبيات الطبية الجلوكوما على أنها مجموعة غير متجانسة من اعتلالات الأعصاب البصرية التي تتميز بالتنكس التدريجي لخلايا العقدة الشبكية (RGCs) ، والتشعبات ، والسوما ، والمحاور العصبية ، مما يؤدي إلى الحجامة الهيكلية (الحفر) للقرص البصري والتدهور الوظيفي للعصب البصري ، مما يؤدي إلى الإصابة في الحالات غير المنضبطة عن طريق مقاطعة نقل المعلومات البصرية من العين إلى الدماغ1. الجلوكوما هو حاليا السبب الأكثر شيوعا للعمى الذي لا رجعة فيه في جميع أنحاء العالم ، ومن المتوقع أن يصل إلى ما يقرب من 111.8 مليون شخص فيعام 2040 2 ، مما يؤثر بعمق على نوعية حياة المرضى (QoL) ويؤدي إلى مخاوف اجتماعية واقتصادية كبيرة3.

ارتفاع ضغط العين (IOP) هو واحد من أهم عوامل الخطر القابلة للتعديل والوحيدة لتطوير وتطور الجلوكوما. من بين الأنواع المتعددة من الجلوكوما ، ترتبط جميعها ، باستثناء الجلوكوما التوتر الطبيعي (NTG) ، بارتفاع IOP في وقت ما في التاريخ السريري للمرض. على الرغم من التقدم السريري والجراحي الملحوظ لاستهداف IOP وإبطاء أو إيقاف تطور المرض ، لا يزال المرضى يفقدون البصر بسبب الجلوكوما 4,5. لذلك ، فإن الفهم الشامل للفيزيولوجيا المرضية المعقدة والمتعددة العوامل لهذا المرض أمر حتمي لتطوير علاجات أكثر فعالية ، خاصة لتوفير الحماية العصبية ل RGCs.

من بين مجموعة متنوعة من الأساليب التجريبية لفهم آليات المرض ، تشبه النماذج الحيوانية القائمة على ارتفاع ضغط الدم العيني (OHT) إلى حد كبير الجلوكوما البشرية. تعتبر نماذج القوارض مفيدة بشكل خاص لأنها منخفضة التكلفة ، ويسهل التعامل معها ، ويمكن التلاعب بها وراثيا ، ولها عمر قصير ، وتقدم ميزات تشريحية وفسيولوجية للعين مماثلة للبشر ، مثل إنتاج الخلط المائي والصرف6،7،8،9،10،11،12،13. تشمل النماذج المستخدمة حاليا تصلب الشبكة التربيقية بعد حقن محلول ملحي مفرط التوتر في الأوردة فوق الصلبة14 ، والحقن داخل الغرفة للميكروبيدات 15 أو المواد اللزجةالمرنة 16 ، وكي الأوردة الدوامة 17 ، والتخثير الضوئي للشبكة التربيقية باستخدام ليزر الأرجون 18 ، والخيط المحيطي 19 ، واستخدام نموذج معدل وراثيا ل OHT المرتبط بالعمر (الفئران DBA / 2J) 8. ومع ذلك ، فإن الغزو ، وعتامة القرنية بعد الجراحة ، واضطراب الجزء الأمامي ، ومنحنيات التعلم الواسعة ، والمعدات باهظة الثمن ، و IOPs المتغيرة للغاية بعد العملية الجراحية ، هي من بين عدد قليل من المزالق المبلغ عنها المرتبطة بالنماذج الحالية ، مما يجعل تطوير نموذج بديل ل OHT طلبا للتغلب على هذه المشاكل20،21،22.

يضفي البروتوكول الحالي الطابع الرسمي على إجراء جراحي جديد للحث على OHT كوكيل للجلوكوما ، بناء على كي الضفيرة الحوفي (LPC) في القوارض23. هذا نموذج سهل وقابل للتكرار ويمكن الوصول إليه وغير جراحي يوفر كفاءة عالية وتقلبا منخفضا لارتفاع IOP ، ويرتبط بمعدل مرتفع بشكل فريد من التعافي السريري الكامل ، وبالتالي يوفر تقييما وظيفيا في الجسم الحي في عدد أقل من الحيوانات المستخدمة في كل تجربة. تحفز تقنية الجراحة OHT تحت الحاد مع العودة التدريجية إلى مستويات خط الأساس في غضون أيام قليلة ، والتي تمثل هجوم ارتفاع ضغط الدم الذي يظهر في الجلوكوما الحادة ذات الزاوية المغلقة. علاوة على ذلك ، يتبع انتعاش IOP في النموذج تنكس عصبي مستمر للزرق ، وهو أمر مفيد للدراسات الميكانيكية المستقبلية للانحطاط الثانوي ل RGCs ، والذي يحدث في العديد من حالات الجلوكوما البشرية على الرغم من التحكم الكافي في IOP.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

تم تنفيذ جميع الإجراءات وفقا لبيان استخدام الحيوانات في أبحاث العيون والبصرية من جمعية أبحاث الرؤية وطب العيون (ARVO) ووافقت عليه لجنة الأخلاقيات حول استخدام الحيوانات في التجارب العلمية من مركز العلوم الصحية ، الجامعة الفيدرالية في ريو دي جانيرو (بروتوكول 083/17). في العمل الحالي ، تم استخدام فئران Lister Hooded من كلا الجنسين ، الذين تتراوح أعمارهم بين 2-3 أشهر ويزن 180-320 جم. ومع ذلك ، يمكن تكييف الإجراء في سلالات الفئران المختلفة من مختلف الفئات العمرية.

1. جراحة ارتفاع ضغط الدم في العين والمتابعة السريرية

  1. منزلية في بيئة درجة حرارة مضبوطة ودورة ضوء / ظلام لمدة 12 ساعة (6 صباحا: إضاءة / 6 مساء: إطفاء الضوء) مع طعام قياسي مشع بأشعة غاما (Nuvilab® CR-1 ، Quimtia S / A ، البرازيل) والماء (مرشح ثلاثي ، مع فحم نشط غير سام) متاح حسب الحاجة.
  2. قم بإعداد خليط كوكتيل مخدر يتكون من ثلاثة أجزاء من 10٪ هيدروكلوريد الكيتامين وجزء واحد من 2٪ زيلازين هيدروكلوريد (مخفف: ماء معقم).
  3. كبح جماح الحيوان بلطف عن طريق إمساك الجلد الظهري والحث على التخدير عن طريق إعطاء 1 ميكرولتر / جم من وزن الجسم داخل الصفاق (الكيتامين: 75 مجم / كجم ؛ زيلازين: 5 مجم / كجم). تحقق من التخدير المناسب بعد حوالي 5 دقائق عن طريق إجراء استجابة قرصة إصبع القدم.
  4. تخدير موضعيا كلا سطحي العين عن طريق غرس قطرة العين بروكسي ميتاكايين هيدروكلوريد 0.5٪. انتظر لمدة 30-60 ثانية وقم بإزالة المحلول المتبقي من الجانب الأمامي من الكرة الأرضية ، عن طريق لمس الملتحمة البصلية الأنفية أو الجانبية برفق باستخدام قطعة قطن صغيرة معقمة.
  5. قم بقياس خط الأساس IOP لكل من عيون التحكم التجريبية والمقابلة عن طريق وضع الحيوان في وضع الاستلقاء البطني على سطح الطاولة بحيث يمكن الوصول بسهولة إلى سطح القرنية إلى طرف مقياس توتر العين.
  6. استخدم إما مقياس توتر العين المحمول باليد أو الارتداد (الشكل 1 أ). ضع طرف مقياس التوتر بحيث يلامس قليلا منطقة القرنية المركزية بشكل عمودي. الحصول على متوسط 3-5 متوسطات موثوقة تم إنشاؤها آليا. يتم حساب كل متوسط تلقائيا بواسطة الجهاز بعد ستة قياسات فردية ناجحة.
    1. قم بتحميل مقياس توتر العين المرتد بمسبار واضغط على زر القياس مرة واحدة لتشغيله ، مع وضع طرف الجهاز لأعلى ، لتجنب سقوط المسبار. بعد التشغيل ، ستظهر الشاشة 00 تشير إلى أن الجهاز جاهز للقياس.
    2. ضع الجهاز مع طرف المسبار على مسافة 1-4 مم من القرنية واحصل على القياسات عن طريق الضغط بسرعة وبعناية على زر القياس ، دون تحريك الجهاز. يتم تحديد كل مقياس ناجح من خلال صوت تنبيه قصير وبعد ست مرات ، يتم عرض المتوسط على شاشة الجهاز.
      ملاحظة: على الرغم من الخبرة الطويلة في مقياس توتر العين applanation ، لتحسين الإجراء بأكمله ، يوصي المؤلفون باستخدام مقياس توتر مرتد ، والذي يوفر سهولة الحصول على قياس IOP موثوق.
  7. ضع الحيوان في وضع استلقاء جانبي طفيف تحت مجهر ستيريو ، وخطط بعناية للجراحة عن طريق فحص العين التجريبية عند تكبير 40x. لا تنس الحفاظ على عين التحكم المقابلة مشحمة أثناء العملية عن طريق غرس قطرة من الصوديوم كارميلوز أو هيالورونات الصوديوم.
  8. بمساعدة الملقط المنحني ، ادفع مقلة العين التجريبية برفق للأمام لكشف الأوعية الدموية التي تحيط بزاوية 360 درجة من الحافة13. من ناحية أخرى ، قم بكي الأوعية برفق في جميع أنحاء القرنية باستخدام كي عيني منخفض الحرارة (1300 درجة فهرنهايت ؛ Bovie Medical ، الولايات المتحدة الأمريكية) (الشكل 1B-E).
    ملاحظة: يحتوي الكي المذكور على طرف مستدير يجب أن يلمس الأوعية الدموية الداكنة حول القزحية طوليا.
  9. احرص على عدم كي محيط القرنية ، لأن هذا قد يؤدي إلى عتامة القرنية بعد الجراحة ، مما يحول دون تقييم وظيفة الشبكية في الجسم الحي .
  10. لاحظ ظهور علامات دائرية صغيرة من الكي على الحافة الصلبة ، وطمس الأوعية الدموية القاحفية ، واتساع حدقة العين في العين التي خضعت للجراحة ، وهي علامات على نجاح العملية الجراحية.
    ملاحظة: نظرا لأن الأوعية الدموية الحوفية للجرذان والفئران متشابهة تشريحيا13،24 والكي المستخدم له طرف صغير لطيف ، يمكن أن يعمل هذا البروتوكول مع عين الفأر أيضا دون أي تكيف.
  11. بعد الجراحة ، تحقق من IOP بعد الجراحة مباشرة في كلتا العينين كما هو موضح في الخطوة 1.5.
  12. ضع قطرة من أسيتات بريدنيزولون العينية (1.2 مجم / مل) وحافظ على ملامستها للسطح الأمامي للعين التجريبية لمدة 40 ثانية تقريبا ، ثم استبدلها بمرهم عيني من المضادات الحيوية (أوكسي تتراسيكلين هيدروكلوريد 30 مجم / جم بالإضافة إلى بوليميكسين ب 10000 وحدة / جم ؛ أو سيبروفلوكساسين 3.5 مجم / جم). إجراء الحقن العضلي لترامادول هيدروكلوريد (جرعة واحدة؛ 2 ملغ/كغ) لمنع الألم بعد العملية.
  13. تابع عن كثب تعافي الحيوان من التخدير ، ويفضل في بيئة دافئة مثل وسادة التدفئة أو داخل قفص السكن مع الفراش المناسب. إيلاء الاهتمام لنمط الجهاز التنفسي.
  14. إجراء متابعة سريرية يومية للعين التجريبية باستخدام الأدوية الموضعية المكونة من دواء مضاد للالتهابات غير الستيرويدية (مضادات الالتهاب غير الستيروئيدية ، على سبيل المثال ، كيتورولاك تروميتامول 0.5٪ قطرة للعين) ومرهم مضاد حيوي (يفضل أن يكون نفس الدواء المستخدم مباشرة بعد الجراحة).
    ملاحظة: يوصى باستخدام مضادات الالتهاب غير الستيروئيدية بدلا من قطرات العين الستيرويدية المضادة للالتهابات لأن هذا الأخير قد يحفز OHT ويتم تطبيقه بانتظام على نماذج الجلوكوما التي يسببها الجلوكوكورتيكويد في القوارض.
    1. تحت التخدير الطفيف (الكيتامين: 18.75 ملغ/كغ؛ زيلازين: 1.25 ملغ/كغ)، قم بقياس IOP بشكل تفضيلي في نفس الفترة من اليوم، لتجنب التحيز بسبب تذبذب IOP الفسيولوجي في الساعة البيولوجية.
    2. أثناء فحص العين ، لاحظ التداخلات السريرية النادرة ، مثل hyphema أو تليف القرنية أو ترقق الصلبة المرتبط بهبوط العنبية. وذمة القرنية ، والتسمم الكيميائي ، واحتقان الملتحمة شائعة ولكنها مؤقتة.
    3. لاحظ الشفاء السريري الكامل في حوالي يوم ما بعد الجراحة 7. عادة ما تبدأ إعادة التوعي الحوفي في اليومين الأولين بعد الجراحة ، بما يتماشى مع عودة IOP التدريجية المتوقعة إلى خط الأساس.

2. تحليل الاستجابة الحركية البصرية (OMR)

ملاحظة: لهذا الإجراء ، تم استخدام نظام معين25.

  1. رتب أربع شاشات كمبيوتر في رباعي الزوايا ، تحدد ساحة مع منصة في المنتصف. على الشاشات ، اعرض صورة أسطوانة افتراضية ذات حواجز شبكية موجية جيبية موجهة رأسيا (خطوط سوداء وبيضاء بديلة) ، تدور حول المنصة بسرعة ثابتة (12 درجة / ثانية) وتباين (100٪).
  2. ضع كاميرا فيديو فوق المنصة ، مما يسمح للمجرب بمشاهدة حركات الحيوان. قم بإجراء الاختبار في ظروف التصوير الفوتوغرافي واضبط البرنامج بشكل تفضيلي على الوضع اليدوي / المنفصل من أجل تقييم كل عين على حدة.
  3. اسمح للحيوانات بالتعود لمدة 2 دقيقة تقريبا على المنصة. حافظ على مؤشر التقاطع الأحمر على إطار الفيديو بين عيني الحيوان الذي يتحرك بحرية ، لأنه يشير إلى مركز الأسطوانة الافتراضية (الشكل 1G)25.
  4. راقب OMR ، الذي يتكون من تتبع انعكاسي لرأس الحيوان ورقبته مستمدة من حواجز شبكية دوارة. اختبر المسارات المرئية اليمنى واليسرى عن طريق تدوير اتجاهات حواجز شبكية للموجة الجيبية في اتجاه عقارب الساعة وعكس اتجاه عقارب الساعة ، على التوالي.
    1. في البداية تقديم حافز بتردد مكاني منخفض (0.042 دورة / درجة). بعد ذلك ، قم بزيادة التردد تدريجيا حتى لا يتم ملاحظة حركة التتبع بعد الآن. أعلى تردد مكاني يتم فيه استنباط OMR واضح يتوافق مع عتبة التردد المكاني للعين التي تم تقييمها.
    2. إذا سقط الحيوان في النهاية من المنصة أثناء الامتحان ، فأعده على الفور إلى المنصة واستأنف الاختبار.

3. تسجيل مخطط كهربية الشبكية (PERG)

ملاحظة: تم تسجيل مخطط كهربية الشبكية باستخدام نظام محدد لمعالجة الإشارات والبرمجيات ذات الصلة لتخزين وتحليل الأشكال الموجية.

  1. تخدير الحيوانات تخديرا عميقا عن طريق الحقن العضلي لهيدروكلوريد الكيتامين وهيدروكلوريد الزيلازين (75 مغ/كغ و5 ملغ/كغ، على التوالي). يقلل التخدير العميق (المستوى الجراحي) من فرص حدوث القطع الأثرية عن طريق حركات العضلات اللاإرادية أو مصادر بديلة للضوضاء أثناء الفحص. تحقق من التخدير المناسب عن طريق إجراء استجابة قرصة إصبع القدم.
    ملاحظة: عوامل التخدير المذكورة لا تؤثر على سعة الاستجابة26. نظرا لاستخدام إبرة صغيرة يتم إدخالها في القرنية كقطب كهربائي نشط ، يفضل التخدير داخل العضلات بدلا من التخدير داخل الصفاق ، حيث يسهل إعادة الحقن في حالة احتياج الجرذ إلى جرعة معززة (1/2 من الجرعة الأولية) ، مع فرص أقل لتعديل موضع القطب وبالتالي يؤدي إلى المزيد من السجلات القابلة للتكرار خلال التجربة بأكملها ، والتي قد تستمر حتى 60 دقيقة.
  2. تخدير القرنية موضعيا بقطرة من بروكسي ميتاكايين هيدروكلوريد 0.5٪ ، والحفاظ على ترطيب العين بمواد تشحيم العيون.
  3. أدخل بعناية القطب النشط (إبرة الفولاذ المقاوم للصدأ 0.25 مم × 15 مم) في المحيط الزمني للقرنية. بالإضافة إلى ذلك ، أدخل الأقطاب الكهربائية المرجعية والأرضية (إبرة الفولاذ المقاوم للصدأ 0.4 مم × 37 مم) في الأنسجة تحت الجلد للكانثوس الصدغي المماثل وفي أحد الأطراف الخلفية ، على التوالي (الشكل 1I).
  4. بالنسبة ل PERG ، اضبط التحفيز على رقعة الشطرنج الاحتياطية بالأبيض والأسود ، بالتناوب عند 15 انعكاسا / ثانية بمتوسط إضاءة ثابت (250 شمعة / م 2). اضبط مرشح تمرير النطاق على 1 هرتز - 100 هرتز.
    ملاحظة: يولد التحفيز العكسي السريع PERG في الحالة المستقرة ، وهو جيب مستقر وقابل للتكرار يجمع مكون الموجة المرتبط على الأرجح بالاستجابة الكهربائية الحيوية RGC: انحراف NII ل PERG في الحالة العابرة.
  5. ضع الحيوان على بعد 20 سم من شاشة التحفيز (شاشة LCD 0.58 م ؛ الشكل 1I) ، ومراقبة خط الأساس للإشارة ، وبدء اكتساب PERG بالضغط على زر التحليل في نظام الاستحواذ.
  6. أثناء الإجراء ، حافظ على الحيوانات تتكيف مع الضوء البيئي (ضوء أبيض ~ 140 لوكس). هنا ، تم تقديم ستة ترددات مكانية متميزة (في دورات لكل درجة: 0.018 ، 0.037 ، 0.073 ، 0.146 ، 0.292 ، 0.585) في تسلسل عشوائي.
    ملاحظة: يقوم البرنامج المستخدم لمعالجة الإشارات تلقائيا بإجراء حساب متوسط. اعتبر متوسط 200-300 موجة فردية كافيا للتميز عن الضوضاء وتحليل سعة الموجة.

4. القياس الكمي لخلايا العقدة الشبكية

ملاحظة: الإجراء التالي هو للقياس الكمي ل RGC somas ، بناء على التلوين الكيميائي المناعي للحوامل المسطحة للشبكية مع جسم مضاد ضد بروتين المجال Homeobox / POU الخاص بالدماغ 3A (Brn3a).

  1. إخضاع التجارب للقتل الرحيم لخلع عنق الرحم ، يسبقه استنشاق ثاني أكسيد الكربون للحث على فقدان الوعي.
  2. مباشرة بعد القتل الرحيم ، تشريح كلتا العينين تحت المجهر ستيريو ، وذلك باستخدام ملقط مسنن ومقص منحني.
  3. قم بإجراء تشريح دقيق بحيث يظل كل من الجزء البعيد من عضلات العين الخارجية والجمرة مرتبطين بالكرة الأرضية ، حيث إنهما معلمان مهمان للتوجيه الطبوغرافي لشبكية العين (الموصوفة في الخطوة 4.5). حاول حفظ امتداد العصب البصري المتصل بالكرة الأرضية لأطول فترة ممكنة للتحليل في المستقبل.
  4. بعد الاستئصال ، ضع العينين في محلول 1 مل من 4٪ بارافورمالدهيد (4٪ PFA) في محلول فوسفات 0.1 متر (PBS) واحتفظ به لمدة 24 ساعة للتثبيت الكيميائي المناسب.
  5. افصل الشبكية عن بقية أنسجة العين.
    1. تحت مجهر تشريح ، ضع مقلة العين في طبق بتري مغطى ب 1x PBS ، وانتبه إلى المعالم المهمة مثل جثة الأنف ، والشقوق المشيمية ، وبصمات الصلبة من الأوردة الدوامة للتوجيه الطبوغرافي المناسب27.
    2. اختراق الغرفة الأمامية من القرنية المركزية باستخدام ملقط مسنن ومقص منحني (ويستكوت). قم بعمل قطعتين شعاعيتين للجانب العلوي (الظهري) من الصلبة ، باتجاه الثقبة الصلبة للعصب البصري ، وذلك لتحديد الربع الظهري لمقلة العين.
    3. افصل القرنية عن بقية الكرة الأرضية من خلال قطع طولي بزاوية 360 درجة في الحافة الصلبة. قم بإزالة العدسة والقزحية وحدد ربع الشبكية الظهري باستخدام نفس الحدود الشعاعية الصلبة الموصوفة أعلاه (الخطوة 4.5.2).
    4. افصل أنسجة الشبكية بعناية عن المشيمية والصلبة ، وتجنب كل من التمزقات العشوائية في جميع أنحاء الأنسجة وفقدان الاتجاه الطبوغرافي في نهاية المطاف.
    5. افصل الجسم الهدبي عن الشبكية ora serrata. قم بإزالة الجسم الزجاجي المتبقي بعناية من كأس الشبكية باستخدام كل من الملقط المنحني غير المسنن بالإضافة إلى المقص المنحني (اسحب الجسم الزجاجي وقم بتشريحه بالقرب من الغشاء المحدد الداخلي) وفرشاة صغيرة.
      ملاحظة: تعد إزالة الفكاهة الزجاجية خطوة مهمة للحصول على إشارة كيميائية مناعية قوية ونظيفة.
  6. انقل شبكية العين المعزولة إلى لوحة استزراع مكونة من 24 بئرا (شبكية واحدة لكل بئر) تحتوي على 1 مل من 1x PBS وحافظ على شبكية العين الداخلية متجهة لأعلى.
  7. تتخلل الأنسجة عن طريق غسل 3x لمدة 10 دقائق مع السطحي غير الأيونية 0.5 ٪ مخففة في 1x PBS (0.3 مل). ثم حافظ على اهتزاز الأنسجة بلطف في 5٪ من ألبومين مصل الأبقار (BSA) في خافض للتوتر السطحي غير الأيوني 2٪ و 1x PBS (محلول مانع ؛ 0.25 مل) لمدة 60 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
  8. خلال الخطوة 4.7 ، قم بإعداد محلول الأجسام المضادة الأولية Brn3a عن طريق تخفيف 1: 200 في خافض للتوتر السطحي غير الأيوني 0.5٪ و 1x PBS بالإضافة إلى 5٪ BSA ، وتخزينه عند 4 درجات مئوية.
  9. بعد 60 دقيقة من انسداد الأنسجة، احتضان شبكية العين في 0.2 مل من محلول الأجسام المضادة الأولية عند 4 درجات مئوية لمدة 72 ساعة مع رج خفيف.
  10. اغسل المنديل 3x لمدة 10 دقائق باستخدام 1x PBS ، ثم احتضان الأنسجة لمدة 2 ساعة في درجة حرارة الغرفة في 0.2 مل من محلول الأجسام المضادة الثانوي المخفف 1: 750 في 1x PBS بالإضافة إلى 5٪ BSA.
  11. علاوة على ذلك ، احتضان الأنسجة لمدة 10 دقائق في محلول مضاد نووي لتلطيخ نوى الفلورسنت. اختتم الكيمياء الهيستولوجية المناعية بخطوة غسيل نهائية مع تكرار 1x PBS (0.3 mL) 3x.
  12. انقل شبكية العين بمساعدة فرشتين صغيرتين على شرائح مجهر زجاجية ، مع الحفاظ على الجانب الزجاجي لأعلى. ضع ربع الشبكية الظهري لأعلى على شرائح المجهر (المحددة مسبقا في الخطوة 4.5.3). قم بإجراء قطعتين شعاعيتين أخريين باتجاه رأس العصب البصري لتحديد الأرباع ال 3 الأخرى (الأنف والبطني والصدغي).
    ملاحظة: أبعاد القطع غير ثابتة. يجب ألا تكون قصيرة جدا مما يضعف التسطيح الفعال للشبكية على الشريحة ويجب ألا تكون طويلة جدا بحيث تصل إلى ثقبة العصب البصري وتفصل تماما ربع الشبكية المحدد عن بقية الأنسجة.
  13. أخيرا ، ضع 0.2 مل من وسط التثبيت المضاد للتلاشي على غطاء زجاجي وضعه على شبكية العين المثبتة بشكل مسطح للتحليل المجهري للأنسجة. لتقدير كثافة RGCs ، افحص الحوامل المسطحة تحت مجهر التألق متحد البؤر باستخدام هدف 40x / 1.3.
  14. لكل ربع من شبكية العين ، التقط ثماني صور: اثنتان من الشبكية المركزية (~ 0.9 مم من القرص البصري) ، وثلاثة من منتصف الشبكية (~ 2.0 مم من القرص البصري) ، وثلاثة من الشبكية المحيطية (~ 3.7 مم من القرص البصري) ، بإجمالي 32 صورة لكل شبكية. استخدم برنامج FIJI لحساب الخلايا الإيجابية Brn3a وتقدير متوسط كثافة الخلايا.

5. فحص العصب البصري

  1. بعد القتل الرحيم واستئصال مقلة العين (الخطوات 4.1-4.3) ، قم بإزالة الجزء القريب من الجزء داخل الحجاج من العصب البصري (1-2 مم) ، بما في ذلك جزء من الجزء داخل العين ، وضع العينات على الفور في قوارير / أنابيب تحتوي على 0.2-0.3 مل من المثبت البارد (2.5٪ محلول غلوتارالدهيد في 0.1 متر مخزن كاكوديلات الصوديوم (درجة الحموضة 7.4)) لمدة 2 ساعة.
    ملاحظة: يتم تنفيذ الخطوات التالية لمعالجة العصب البصري في نفس القوارير / الأنابيب من الخطوة 5.1
  2. اغسل المادة 3 مرات لمدة 5 دقائق باستخدام محلول كاكوديلات الصوديوم البارد 0.1 متر. بعد تثبيت الأنسجة لمدة ساعة واحدة تحت الاهتزاز اللطيف في محلول من 1.0٪ رابع أكسيد الأوزميوم في 0.8٪ فيروسيانيد البوتاسيوم و 5 نانومتر كلوريد الكالسيوم المخفف في 0.1 M كاكوديلات الصوديوم العازلة عند 4 درجات مئوية (0.1-0.2 مل).
  3. اغسل شظايا العصب البصري 3x لمدة 5 دقائق مع مخزن كاكوديلات الصوديوم البارد 0.1 متر وبعد ذلك بالماء المقطر البارد ، 3x لمدة 1 دقيقة. احتفظ بالمادة طوال الليل تحت الرج اللطيف في محلول من 1.0٪ أسيتات اليورانيل في الماء المقطر للتلطيخ عند 4 درجات مئوية (0.1-0.2 مل). اغسل الشظايا 3x بالماء المقطر البارد.
  4. تجفيف الأنسجة تدريجيا بسلسلة أسيتون متدرجة (0.5 مل لكل منهما) ، مع بدائل لاحقة للتخفيفات التالية في الماء المقطر: حضانة 2 × 7 دقائق في 15٪ أسيتون بارد مثلج. 2 × 7 دقائق حضانة في 30٪ أسيتون بارد مثلج ؛ حضانة 2 × 7 دقائق في 50٪ أسيتون بارد ؛ 2 × 7 دقائق حضانة في 70٪ أسيتون بارد مثلج ؛ 2 × 7 دقائق حضانة في 80٪ أسيتون بارد مثلج ؛ حضانة 2 × 7 دقائق في 90٪ أسيتون بارد ؛ 2 × 15 دقيقة حضانة في 100٪ أسيتون في درجة حرارة الغرفة (RT).
  5. تنفيذ 3 خطوات تسلل / تضمين ، مع استبدال لاحق للحلول التالية: 1 جزء راتنجات الايبوكسي: 2 أجزاء الأسيتون (الحجم الكلي: 0.5 مل) ، في RT لمدة 12 ساعة ؛ 1 جزء راتنجات الايبوكسي: 1 جزء الأسيتون (الحجم الكلي: 0.5 مل) ، في RT لمدة 12 ساعة ؛ 2 أجزاء راتنجات الايبوكسي: 1 جزء الأسيتون (الحجم الكلي: 0.5 مل) ، في RT لمدة 12 ساعة. أخيرا ، تسلل الأنسجة في راتنجات الايبوكسي النقية في RT لمدة 24 ساعة.
  6. قم بإزالة العينات من حامل العينات ، وانقلها إلى قوالب التضمين ، واتركها تتبلمر لمدة 48 ساعة عند 60 درجة مئوية. قطع مقاطع شبه رقيقة مستعرضة (300-400 نانومتر) من شظايا العصب البصري باستخدام microtome ultramicrotome ، وجمعها ونقلها إلى شريحة زجاجية المجهر. قم بتلطيخ المقاطع باللون الأزرق التولويدين وصورة باستخدام المجهر البصري بتكبير 100x.
  7. لتحليل البنية الفائقة ، قم بإجراء مقاطع عرضية فائقة النحافة (70 نانومتر) ، وقم بجمعها على شبكات نحاسية ، وقم بتلطيخها بأسيتات اليورانيل وسترات الرصاص. افحص الأقسام الموجودة في المجهر الإلكتروني النافذ.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

يتم التعبير عن المتغيرات الكمية كمتوسط ± خطأ معياري للمتوسط (SEM). باستثناء مقارنة ديناميكيات IOP بين OHT والمجموعات الضابطة (الشكل 1F) ، تم إجراء التحليل الإحصائي باستخدام ANOVA ثنائي الاتجاه متبوعا باختبار المقارنات المتعددة ل Sidak. واعتبرت القيمة الاحتمالية < 0.05 ذات دلالة إحصائية.

يوضح الشكل 1 الخطوات الجراحية لنموذج كي الضفيرة الحوفي كامل الدائرة (LPC) ، مع معالم مهمة مثل الاختفاء الحراري للأوعية القزحية بزاوية 360 درجة ، بالإضافة إلى توسع حدقة العين الخفيف إلى المتوسط في العين التي خضعت للجراحة في نهاية الإجراء.

في السلسلة الحالية المكونة من 131 فأرا ، تسبب كي الضفيرة الحوفي الكامل الدائرة (LPC) في ارتفاع IOP مباشرة بعد الجراحة من 13.0 ± 0.2 مم زئبق عند خط الأساس إلى 22.7 ± 0.4 مم زئبق. لوحظت ذروة IOP بعد الجراحة في اليوم الأول بعد الجراحة (25.3 ± 0.6 مم زئبق) ، تليها عودة تدريجية إلى مستويات خط الأساس في اليومالسادس بعد الجراحة (التحليل الإحصائي: تصحيح اختبار t متعدد لمقارنات متعددة باستخدام طريقة Holm-Sidak ؛ الشكل 1F). كان تليف القرنية أو الوذمة من التفاعلات السريرية التي يمكن أن تؤثر على قياس IOP الدقيق. الأول ، من ناحية ، كان نادرا ، حيث أثر على 3.92 ٪ من الحيوانات ولاحظ في وقت متأخر خلال متابعة ما بعد الجراحة ، وبالتالي تجنب أول 5 أيام من ارتفاع ضغط الدم في العين والحفاظ على ملف OHT تحت الحاد الموصوف23. من ناحية أخرى ، كانت وذمة القرنية من المضاعفات الأكثر شيوعا التي شوهدت خلال الأيام القليلة الأولى بعد الجراحة (1-3 أيام) ، ولكنها في الغالب خفيفة ومؤقتة ، وبالتالي لم تؤثر بقوة على IOP23.

تم تقييم وظيفة الشبكية سلوكيا وفيزيولوجيا كهربية باستخدام المنعكس البصري الحركي ونمط ERG ، على التوالي (الشكل 1G-J). أظهرت كلتا المعلمتين مرحلتين من الضعف: مرحلة حادة لارتفاع ضغط الدمفي العين في اليوم الثالث بعد الجراحة ، ومرحلة تنكس ثانويفي اليوم 30 بعد الجراحة (الشكل 1H ، الشكل J ، والجدول 1). بين ذلك ، تم الكشف عن فترة من الانتعاش الوظيفي ، كما نوقش سابقا في مكان آخر23.

بالمقارنة مع الأعصاب البصرية الزميلة ، أظهر عدد المحاور العصبية في أقسام العصب البصري المستعرض شبه الرقيق انخفاضا تدريجيا بعد الجراحة (اليوم الثالث: 68.3٪ ± 0.9٪ ؛ اليوم السابع: 59.2٪ ± 2.6٪ ؛ اليوم الرابع عشر: 45.4٪ ± 2.2٪؛ اليوم الثلاثون: 28.2٪ ± 3.0٪ ؛ ثنائي الاتجاه ANOVA: p < 0.0001 ؛ الشكل 2 أ). من الناحية الهيكلية الفائقة ، قدمت الأعصاب البصرية من عيون التحكم أليافا ميالينية مكتظة بكثافة ، مفصولة بعمليات خلايا دبقية رقيقة ، وأنابيب دقيقة محورية واضحة وخيوط عصبية (الشكل 2 ب). في المقابل ، بعد 3 أيام من OHT ، وجدنا اضطرابا بؤريا لحزم المحور العصبي ، وعدد قليل من الألياف المتدهورة ، وفراغ السيتوبلازم في عمليات الخلايا الدبقية ، والكروماتين المكثف في نوى الخلايا الدبقية. بعد 7 أيام من تحريض OHT ، كانت هناك زيادة في الألياف المحورية المتدهورة ، وعمليات الخلايا الدبقية الضخامية ، والتورم والفراغات في الألياف المحورية الفردية. في 14 يوما ، كان أحد أبرز التغييرات هو زيادة عدم انتظام ألياف العصب البصري ، المرتبط بغزو عمليات الخلايا الدبقية بين المحاور. ملأت حزم الشعيرة هذه العمليات والألياف المتدهورة الداكنة ، وكان انهيار المايلين أكثر شيوعا ، مرتبطا بالصفائح المنفصلة والمفرغة من الهواء (الشكل 2 ب).

انخفضت كثافة ملامح Brn3a + بمرور الوقت (الشكل 2C) ، بشكل رئيسي في أرباع الشبكية الظهرية والصدغية ، إلى 32.4٪ ± 9.6٪ و 35.7٪ ± 9.1٪ بعد 30 يوما ، على التوالي (الأشكال 2D-G والجدول 2).

Figure 1
الشكل 1: الكي الحراري للضفيرة الوعائية الحودية والعواقب على وظيفة الشبكية في الجسم الحي. (أ) الطرق البديلة لقياس IOP في الفئران: قياس التوتر الارتدادي (متفوق) ، وقياس التوتر (السفلي). (ب - ه) إجراء جراحي; رأس السهم: الضفيرة الوعائية القزحية. السهم: ملقط منحني يستخدم لكشف السطح الأمامي لمقلة العين وتحسين التقييم الجراحي للأوعية القزحية ؛ التجزئة: الطرف المستدير من الكي العيني منخفض الحرارة ؛ النجمة: علامة الكي. شريط المقياس: 2 مم. يظهر الجزء الداخلي في (D) في التكبير العالي الأوعية الدموية القزحية المراد كيها. (F) المسار الزمني لقياسات IOP في OHT (أحمر) وعيون التحكم (سوداء) (ن = 131). السهم الرأسي لأسفل: جراحة LPC. * = p < 0.05 (G) ساحة لتحليل الاستجابة الحركية البصرية ، تتألف من أربع شاشات كمبيوتر مرتبة في رباعي الزوايا ، مع منصة في المنتصف. تعرض الشاشات صورة أسطوانة افتراضية تتكون من خطوط رأسية بديلة بالأبيض والأسود تتحرك حول الحيوان بسرعة دوران ثابتة وترددات مكانية متغيرة. يتوافق التقاطع الأحمر مع مركز الأسطوانة الافتراضية. ) الاستجابات الحركية البصرية. يتم تمييز مرحلتين متميزتين عند المتابعة الجراحية: مرحلة OHT (0-5 أيام) ومرحلة التنكس الثانوي (6-30 يوما). = ع < 0.0001. (I) الأقطاب الكهربائية وتحديد المواقع الحيوانية لاكتساب نمط ERG (PERG): القطب النشط في المحيط الصدغي للقرنية ، والأقطاب المرجعية والأرضية في الأنسجة تحت الجلد للكانثوس الصدغي المماثل وأحد الأطراف الخلفية ، على التوالي. يتم وضع الحيوان على بعد 20 سم من شاشة التحفيز. (ي) سعة PERG على المنبهات ذات الترددات المكانية المختلفة. على غرار الاستجابة الحركية البصرية ، يظهر تقييم PERG أيضا مرحلتين متميزتين من الاستجابات بعد الجراحة: ارتفاع ضغط الدم العيني في 3 أيام بعد الجراحة ، يليه التعافي في اليوم 7 و 14 ، على الرغم من أنه لا يزال أقل إحصائيا من الاستجابات الساذجة ، وانخفاض لاحق في اليوم 30 بعد الجراحة. C / D = دورات لكل درجة. مجموعة ساذجة: عيون الحيوانات غير المعرضة لأي تلاعب تجريبي سابق. (H) و (J) يظهران متوسط ± SEM ، بالإضافة إلى النسخ المتماثلة الفردية في (H). يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Figure 2
الشكل 2: التقييم الهيكلي للشبكية والعصب البصري بعد كي الضفيرة الوعائية الحوفي (LPC) باستخدام الكي العيني منخفض الحرارة. (أ) يتم حساب المحور العصبي في أوقات مميزة بعد OHT (n = 3). = ع = 0.0005 ، **** = ع < 0.0001. ب: صور مجهرية إلكترونية لتنكس العصب البصري بعد OHT. تظهر الصورة اليسرى العصب البصري للتحكم ، وتوضح الصور التالية التنكس التدريجي بعد 3 و 7 و 14 يوما من OHT. رأس السهم: ألياف الميالين الطبيعية. السهام الرقيقة: الألياف المتدهورة. النجمة: فراغ السيتوبلازم. التجزئة: عملية الخلايا الدبقية. و Nu: نواة الخلية الدبقية. (ج) صور مجهرية لحقول العد التمثيلية ل RGCs الموسومة بجسم مضاد ل Brn3a (أحمر) و TO-PRO3 المسمى بالنوى (أزرق) ؛ شريط المقياس: 50 ميكرومتر. (D-G) توزيع متوسط كثافة خلايا Brn3a + في الأرباع الأربعة للشبكية بعد 3-30 يوما من الجراحة. تظهر الرسوم البيانية المتوسطات الفردية لكثافات RGC ل 3-11 حيوانا في كل مرة بعد الإجراء. * = ع < 0.05 ؛ ** = ع < 0.01 ؛ = ع < 0.001 ؛ = ع < 0.0001. البيانات الكمية تعني ± التسويق عبر محرك البحث. يرجى النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الجدول 1: التحليل الإحصائي لبيانات PERG. ANOVA ثنائي الاتجاه متبوعا باختبار المقارنات المتعددة ل Sidak. واعتبرت القيمة الاحتمالية الأقل من 0.05 ذات دلالة إحصائية. C / D = دورات لكل درجة. الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الجدول.

الجدول 2: الخسارة الإقليمية ل RGC بعد LPC. SEM: خطأ قياسي للمتوسط. التحكم: زميل العين. اعتبرت قيم P أقل من 0.05 ذات دلالة إحصائية (*). الرجاء الضغط هنا لتنزيل هذا الجدول.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

الكي الضفيرة القزحية (LPC) هو نموذج جديد لما بعد التربيق مع ميزة أنه يستهدف الهياكل الوعائية التي يمكن الوصول إليها بسهولة والتي لا تتطلب تشريح الملتحمة أو الوتر17,28. بشكل مختلف عن نموذج الكي في الأوردة الدوامة ، وهو نموذج OHT مشهور يعتمد على الضعف الجراحي للتصريف الوريدي المشيمي ، لا يتوقع أن يؤثر الازدحام الوريدي على ارتفاع IOP في نموذج LPC ، حيث تقع الأوردة الداكنة حول المنبع في تدفق الخلط المائي. أيضا ، من السهل تقنيا التعلم والتكلفة المنخفضة ، ويتطلب في الغالب الكي الحراري بدرجة حرارة منخفضة. علاوة على ذلك ، يرتبط بمعدل فريد من تحريض OHT والشفاء السريري الكامل (> 90٪ ، كما ورد سابقا)23 ، مما يقلل من عدد الحيوانات اللازمة للتجارب ويسمح بالتحليل الفيزيولوجي الكهربي والسلوكي. أخيرا ، يوجد تنكس الزرق في كل من طبقة RGC والعصب البصري في إطار زمني قصير نسبيا بعد الجراحة ، مما يتيح إما تصميمات تجريبية قصيرة الأجل أو متوسطةالمدى 23. الدراسات المستقبلية ضرورية لمزيد من توضيح تأثير الكي الوعائي الحوفي كامل الدائرة على طبقات الشبكية الفردية.

الخطوات الحاسمة في البروتوكول الجراحي هي: (1) يجب أن يلمس طرف الكي بلطف طرف الصلبة الموازي لمحور الوعاء الدموي. (2) يجب الحفاظ على أنسجة القرنية ، ليس فقط أثناء الكي ولكن أيضا أثناء التلاعب بالحيوانات. إجراء تقطير قطرة العين بانتظام وإزالة المحلول الزائد من سطح العين باستخدام قطعة قطن (احرص على عدم فرك قطعة القطن على سطح القرنية أثناء إزالة أي سائل ، لأنه يؤدي إلى تآكل ظهاري القرنية ومضاعفات ما بعد الجراحة في نهاية المطاف) ؛ (3) يجب تصور دائرة كاملة من علامات الكي المتجاورة ؛ (4) لا تهمل المتابعة السريرية بعد العملية الجراحية مع المخدرات المضادة للالتهابات غير الستيرويدية ومرهم المضادات الحيوية ، على الأقلحتى اليوم الخامس بعد الجراحة.

يختلف ارتفاع IOP تحت الحاد الذي يظهر في النموذج الموصوف عن ديناميكيات الضغط للزرق مفتوح الزاوية ولكنه يشبه الجلوكوما الحاد مغلق الزاوية أو الجلوكوما الوعائية الحديثة أو أنواع متعددة من الجلوكوما بعد التربيقي مع ارتفاع الضغط الوريدي فوق الصلبة29. هذا هو القيد الرئيسي لهذه الطريقة ، حيث أن الجلوكوما مفتوح الزاوية هو النمط الظاهري الأكثر انتشارا للمرض ، والذي يتميز ب OHT المزمن وتنكس RGC التدريجي البطيء. ومع ذلك ، فإن ارتباط التطبيع التدريجي ل IOP مع التنكس المستمر ل RGC يمثل فرصة فريدة لدراسة ، في نفس النموذج الحيواني ، كل من الآليات البيولوجية التي تربط ارتفاع ضغط الدم في العين بتطور وتطور الجلوكوما ، وكذلك العملية التنكسية الثانوية التي لوحظت في الغالب في حالات الجلوكوما مفتوحة الزاوية ، حيث يعاني المرضى من تقدم الجلوكوما على الرغم من النجاح السريري أو الجراحي في الوصول إلى الهدف IOP30. وبالتالي ، يمثل هذا النموذج فرصة لتوضيح هذه الظاهرة بشكل أفضل من خلال تصميمات تجريبية قصيرة الأجل أو متوسطة الأجل ، وفي النهاية تطوير علاجات وقائية عصبية مستقلة عن الضغط لإفادة المرضى الذين ما زالوا يفقدون البصر على الرغم من أفضل علاج للتحكم في IOP.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.

Acknowledgments

نحن نعترف بفنيي المختبرات لدينا خوسيه. نيلسون دوس سانتوس ، دايان ماندرينو توريس ، خوسيه فرانسيسكو تيبورسيو ، جيلدو بريتو دي سوزا ، ولوتشيانو كافالكانتي فيريرا. تم تمويل هذا البحث من قبل FAPERJ و CNPq و CAPES.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Acetone Isofar 201 Used for electron microscopy tissue preparation (step 5)
Active electrode for electroretinography Hansol Medical Co - Stainless steel needle 0.25 mm × 15 mm
Anestalcon Novartis Biociências S/A MS-1.0068.1087 Proxymetacaine hydrochloride 0.5%
Calcium chloride Vetec 560 Used for electron microscopy tissue preparation (step 5)
Cautery Low Temp Fine Tip 10/bx Bovie Medical Corporation AA00 Low-temperature ophthalmic cautery
Cetamin Syntec do Brasil Ltda 000200-3-000003 Ketamine hydrochloride 10%
DAKO Dako North America S3023 Antifade mounting medium
DAPI Thermo Fisher Scientific 28718-90-3 diamidino-2-phenylindole; blue fluorescent nuclear counterstain; emission at 452±3 nm
Ecofilm Cristália Produtos Químicos Farmacêuticos Ltda MS-1.0298.0487 Carmellose sodium 0.5%
EPON Resin Polysciences, Inc. - Epoxy resin used for electron microscopy, composed of a mixture of four reagents: Poly/Bed 812 Resin (CAT#08791); DDSA - Dodecenylsuccinic Anhydride (CAT#00563); NMA - Nadic Methyl Anhydride (CAT#00886); DMP-30 - 2,4,6-tris(dimethylaminomethyl)phenol (CAT#00553)
Glutaraldehyde Electron Microscopy Sciences 16110 Used for electron microscopy tissue preparation (step 5)
Hyabak União Química Farmacêutica Nacional S/A MS-8042140002 Sodium hyaluronate 0.15%
Icare Tonolab Icare Finland Oy TV02 (model number) Rebound handheld tonometer
IgG donkey anti-mouse antibody + Alexa Fluor 555 Thermo Fisher Scientific A31570 Secondary antibody solution
LCD monitor 23 inches Samsung Electronics Co. Ltd. S23B550 Model LS23B550, for electroretinogram recording
LSM 510 Meta Carl Zeiss - Confocal epifluorescence microscope
Maxiflox Cristália Produtos Químicos Farmacêuticos Ltda MS-1.0298.0489 Ciprofloxacin 3.5 mg/g
MEB-9400K Nihon Kohden Corporation - System for electroretinogram recording
monoclonal IgG1 mouse anti-Brn3a MilliporeSigma MAB-1585 Brn3a primary antibody solution
Neuropack Manager v08.33 Nihon Kohden Corporation - Software for electroretinogram signal processing
Optomotry CerebralMechanics - System for optomotor response analysis
Osmium tetroxide Electron Microscopy Sciences 19100 Used for electron microscopy tissue preparation (step 5)
Potassium ferrocyanide Electron Microscopy Sciences 20150 Used for electron microscopy tissue preparation (step 5)
Reference and ground electrodes for electroretinography Chalgren Enterprises 110-63 Stainless steel needles 0.4 mm × 37 mm
Sodium cacodylate buffer Electron Microscopy Sciences 12300 Used for electron microscopy tissue preparation (step 5)
Ster MD União Química Farmacêutica Nacional S/A MS-1.0497.1287 Prednisolone acetate 0.12%
Terolac Cristália Produtos Químicos Farmacêuticos Ltda MS-1.0497.1286 Ketorolac trometamol 0.5%
Terramicina Laboratórios Pfizer Ltda MS-1.0216.0024 Oxytetracycline hydrochloride 30 mg/g + polymyxin B 10,000 U/g
Tono-Pen XL Reichert Technologies 230635 Digital applanation handheld tonometer
TO-PRO-3 Thermo Fisher Scientific T3605 Far red-fluorescent nuclear counterstain; emission at 661 nm
Triton X-100 Sigma-Aldrich 9036-19-5 Non-ionic surfactant
Uranyl acetate Electron Microscopy Sciences 22400 Used for electron microscopy tissue preparation (step 5)
Xilazin Syntec do Brasil Ltda 7899 Xylazine hydrochloride 2%
Carl Zeiss - Stereo microscope for surgery and retinal dissection

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Weinreb, R. N., Aung, T., Medeiros, F. A. The Pathophysiology and Treatment of Glaucoma A Review. JAMA. 311 (8), 1901-1911 (2014).
  2. Tham, Y. C., et al. Global prevalence of glaucoma and projections of glaucoma burden through 2040: A systematic review and meta-analysis. Ophthalmology. 121 (11), 2081-2090 (2014).
  3. Quaranta, L., et al. Quality of Life in Glaucoma: A Review of the Literature. Advances in Therapy. 33 (6), 959-981 (2016).
  4. Heijl, A., et al. Reduction of intraocular pressure and glaucoma progression: results from the Early Manifest Glaucoma Trial. Archives of Ophthalmology. 120 (10), Chicago, Ill. 1268-1279 (2002).
  5. Susanna, R., De Moraes, C. G., Cioffi, G. A., Ritch, R. Why Do People (Still) Go Blind from Glaucoma. Translational Vision Science & Technology. 4 (2), 1 (2015).
  6. Fujikawa, K., et al. VAV2 and VAV3 as candidate disease genes for spontaneous glaucoma in mice and humans. PLoS One. 5 (2), 9050 (2010).
  7. Mao, M., Hedberg-Buenz, A., Koehn, D., John, S. W., Anderson, M. G. Anterior segment dysgenesis and early-onset glaucoma in nee mice with mutation of Sh3pxd2b. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 52 (5), 2679-2688 (2011).
  8. John, S. W., et al. Essential iris atrophy, pigment dispersion, and glaucoma in DBA/2J mice. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 39 (6), 951-962 (1998).
  9. Aihara, M., Lindsey, J. D., Weinreb, R. N. Ocular hypertension in mice with a targeted type I collagen mutation. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 44 (4), 1581-1585 (2003).
  10. Chou, T. H., Tomarev, S., Porciatti, V. Transgenic mice expressing mutated Tyr437His human myocilin develop progressive loss of retinal ganglion cell electrical responsiveness and axonopathy with normal iop. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 55 (9), 5602-5609 (2014).
  11. vander Zypen, E. Experimental morphological study on structure and function of the filtration angel of the rat eye. Ophthalmologica. 174 (5), 285-298 (1977).
  12. Aihara, M., Lindsey, J. D., Weinreb, R. N. Aqueous humor dynamics in mice. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 44 (12), 5168-5173 (2003).
  13. Morrison, J. C., Fraunfelder, F. W., Milne, S. T., Moore, C. G. Limbal microvasculature of the rat eye. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 36 (3), 751-756 (1995).
  14. Morrison, J. C., et al. A rat model of chronic pressure-induced optic nerve damage. Experimental Eye Research. 64 (1), 85-96 (1997).
  15. Sappington, R. M., Carlson, B. J., Crish, S. D., Calkins, D. J. The microbead occlusion model: A paradigm for induced ocular hypertension in rats and mice. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 51 (1), 207-216 (2010).
  16. Zhu, M. D., Cai, F. Y. Development of experimental chronic intraocular hypertension in the rabbit. Australian and New Zealand Journal of Ophthalmology. 20 (3), 225-234 (1992).
  17. Shareef, S. R., Garcia-Valenzuela, E., Salierno, A., Walsh, J., Sharma, S. C. Chronic ocular hypertension following episcleral venous occlusion in rats. Experimental Eye Research. 61 (3), 379-382 (1995).
  18. Levkovitch-Verbin, H., et al. Translimbal laser photocoagulation to the trabecular meshwork as a model of glaucoma in rats. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 43 (2), 402-410 (2002).
  19. 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, (2017).
  20. Biswas, S., Wan, K. H. Review of rodent hypertensive glaucoma models. Acta Ophthalmologica. 97 (3), 331-340 (2019).
  21. Pitha, I., et al. Sustained Dorzolamide Release Prevents Axonal and Retinal Ganglion Cell Loss in a Rat Model of IOP-Glaucoma. Translational Vision Science & Technology. 7 (2), 13 (2018).
  22. Grozdanic, S. D., et al. Temporary elevation of the intraocular pressure by cauterization of vortex and episcleral veins in rats causes functional deficits in the retina and optic nerve. Experimental Eye Research. 77 (1), 27-33 (2003).
  23. Lani, R., et al. A subacute model of glaucoma based on limbal plexus cautery in pigmented rats. Scientific Reports. 9 (1), 16286 (2019).
  24. vander Merwe, E. L., Kidson, S. H. The three-dimensional organisation of the post-trabecular aqueous outflow pathway and limbal vasculature in the mouse. Experimental Eye Research. 125, 226-235 (2014).
  25. 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).
  26. Sasovetz, D. Ketamine hydrochloride: an effective general anesthetic for use in electroretinography. Annals of Ophthalmology. 10 (11), 1510-1514 (1978).
  27. Stabio, M. E., et al. A novel map of the mouse eye for orienting retinal topography in anatomical space. The Journal of Comparative Neurology. 526 (11), 1749-1759 (2018).
  28. Blanco, R., et al. A Chronic Ocular-Hypertensive Rat Model induced by Injection of the Sclerosant Agent Polidocanol in the Aqueous Humor Outflow Pathway. International Journal of Molecular Sciences. 20 (13), 3209 (2019).
  29. Paranhos, A., Prata, J. A., de Mello, P. A., da Silva, F. A. Post-Trabecular Glaucomas with Elevated Episcleral Venous Pressure. Mechanisms of the Glaucomas. , Humana Press. 139-157 (2008).
  30. Ou, Y., Jo, R. E., Ullian, E. M., Wong, R. O. L., Della Santina, L. Selective Vulnerability of Specific Retinal Ganglion Cell Types and Synapses after Transient Ocular Hypertension. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of The Society for Neuroscience. 36 (35), 9240-9252 (2016).

Tags

الكي كامل الدائرة ، الضفيرة الوعائية الحوفية ، الجلوكوما المستحثة جراحيا ، القوارض ، الجلوكوما ، العمى ، اضطرابات العين ، تلف العصب البصري ، تنكس خلايا العقدة الشبكية ، الخلل البصري ، ضغط العين ، نماذج ارتفاع ضغط الدم في العين ، النهج الجينية ، النهج التجريبية ، الغزو الجراحي ، التقييم الوظيفي ، تلف الشبكية ، الكي بدرجة حرارة منخفضة ، تصريف الفكاهة المائية ، الطريقة غير الباضعة ، ارتفاع ضغط الدم العيني القابل للتكرار ، تنكس RGC التدريجي ، تنكس العصب البصري ، معدل الشفاء السريري بعد الجراحة ، الدراسات الفيزيولوجية الكهربية ، الدراسات السلوكية
الكي الكامل الدائرة للضفيرة الوعائية الداكنة حول القزحية للزرق المستحث جراحيا في القوارض
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lani-Louzada, R., Abreu, C. A.,More

Lani-Louzada, R., Abreu, C. A., Araújo, V. G., Dias, M. S., Petrs-Silva, H., Linden, R. Full-Circle Cauterization of Limbal Vascular Plexus for Surgically Induced Glaucoma in Rodents. J. Vis. Exp. (180), e63442, doi:10.3791/63442 (2022).

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