מיקרודיסקציה של עין המכרסם
Summary
מאמר זה מציג פרוטוקול למיקרו-דיסקציה עינית במכרסמים. התהליך כולל את האינקולציה של גלגל העין יחד עם הממברנה הניקטיבית (כלומר, העפעף השלישי). לאחר מכן מתבצעת הפרדה של המשקפיים האחוריים והקדמיים.
Abstract
המיקרו-דיסקציה העינית של עין המכרסם כוללת פילוח של גלגל העין המצוי עם הממברנה המצורפת, או העפעף השלישי, כדי להשיג את המשקפיים הקדמיים והאחוריים. בטכניקה זו, ניתן להשיג את חלקי המשנה של העין, כולל רקמת הקרנית, הרקמה העצבית, רקמת אפיתל פיגמנט הרשתית (RPE) והעדשה, עבור סיטומות, חתך קריו, ו / או מתלים חד תאי של רקמת עין ספציפית. נוכחותו של העפעף השלישי טומנת בחובה יתרונות ייחודיים ומשמעותיים, שכן היא מועילה לשמירה על כיוון העין, החשוב להבנת הפיזיולוגיה של העין לאחר התערבות מקומית כלשהי או במחקרים הכוללים אנליזה עינית הנוגעת לטופוגרפיה המרחבית של העין.
בשיטה זו חינכנו את גלגל העין בשקע יחד עם העפעף השלישי על ידי חיתוך זהיר ואיטי של השרירים החוץ-עיניים וקטיעת עצב הראייה. גלגל העין נוקב דרך לימבוס הקרנית באמצעות מיקרובלייד. החתך שימש כנקודת הכניסה, ואיפשר חיתוך לאורך צומת הקרנית-סקלרלית על ידי החדרת מיקרו-מספריים דרך נקודת החתך. חתכים קטנים ורצופים לאורך ההיקף נעשו עד שהכוסות נפרדו. ניתן לנתח אותם עוד יותר על ידי קילוף עדין של השכבה השקופה של הרשתית העצבית באמצעות מלקחיים לתפירת קוליברי כדי להשיג את שכבות הרשתית העצבית וה- RPE. יתר על כן, שלושה/ארבעה חתכים במרחקים שווים נעשו מהפריפריה בניצב למרכז הראייה עד להגעה לעצב הראייה. פעולה זו פתחה את הגביעים ההמיספריים לצורת פרח כך שהם נפלו שטוחים וניתן היה להרכיב אותם בקלות. טכניקה זו שימשה במעבדה שלנו עבור wholemounts הקרנית וקטעי הרשתית. נוכחותו של העפעף השלישי מסמנת את האוריינטציה האף-טמפורלית, המאפשרת לימוד התערבויות שונות של תרפיה תאית לאחר ההשתלה, ומכאן התיקוף הפיזיולוגי הממוקד החיוני להדמיה ולייצוג מדויק במחקרים כאלה.
Introduction
דיסקציה עינית היא טכניקה חשובה במחקר העיניים ואפשרה לחוקרים לגשת למקטעי העין למחקרים ממוקדים. בעבר, חוקרי עיניים הסתמכו על רקמת העין של אנשים חולים עבור המחקרים שלהם. עם זאת, המספר ההולך וגדל של זנים של מודלים מכרסמים אופתלמיים1 לאורך השנים הפחית את הצורך ברקמת עין אנושית. זני עכברים אלה אפשרו הבנה עמוקה יותר של מחלות עיניים והתערבויות. עם זאת, הם גם יצרו צורך בטכניקות חדשניות של מיקרו-דיסקציה עינית. הגודל הקטן ושטח הפעולה המוגבל מגבילים מאוד את הגישה היעילה לחלקי העין. יתר על כן, בשל הרכבה תאית הומוגנית של המשקפיים האחוריים והקדמיים, קשה לבצע התערבויות ממוקדות לאחר דיסקציה. טכניקות המיקרו-דיסקציה הנוכחיות של לייזר2 ומיקרודיסקציה כירורגית 3,4 אינן מספקות בעמידה בדרישות כאלה של מחקר עיני. מיקרו-דיסקציה בלייזר יעילה מאוד באנליזה של תא בודד, אך יש לנתח את הרקמה הספציפית לפני הליך הלייזר2. הטכניקה יכולה לבודד אזורים קטנים של עניין מרקמה שנותחה מראש לצורך אנליזה מולקולרית. לפיכך, הטכניקה אינה מתאימה להכנת wholemounts או לבידוד של שכבות עיניים ארוזות אקסיאלית עבור הדמיה אופטימלית.
השיטה הכירורגית היא הטכניקה הנפוצה ביותר; שיטה זו כוללת השתקת העין דרך עצב הראייה5 ולאחר מכן ביצוע הדיסקציה. תרגול זה הוא מפרך ויכול לפגוע בכל רקמה שברירית, כמו העין הכדורית ממשיכה לנוע במהלך דיסקציה. למרות היותה מועילה לבידוד החלקים השונים של שכבות הרשתית, הטכניקה אינה יכולה לתחום את הכיוון המרחבי של הרקמה בעת הדיסקציה.
במהלך הדיסקציה, שמירה על נוכחות הממברנה המחוברת או העפעף השלישי (איור 1) מציגה יתרונות ייחודיים ומשמעותיים. בשיטה זו, ראשית, גלגל העין הוא enucleated עם העפעף השלישי. לאחר מכן, העפעף השלישי משמש לשיתוק העין6 (איור 2A). לאחר מכן חודרים את גלגל העין דרך לימבוס הקרנית ומשתמשים בחתך כנקודת הכניסה (איור 2B,C). לאחר מכן, המשקפיים מופרדים על-ידי חיתוך לאורך ההיקף הקדמי והאחורי (איור 2D-G). על ידי ניתוח נוסף של העין האחורית, ניתן לזהות את השכבה השקופה של הרשתית העצבית ולקלף אותה בעדינות. לאחר מכן שלושה או ארבעה חתכים במרחקים שווים בגביעים הקדמיים והאחוריים המתקבלים, אשר מאפשרים לגביעים בצורת פרח ליפול שטוחים על מגלשה (איור 2H).
העפעף השלישי מסייע לטיפול קל ויעיל במהלך הדיסקציה, ובכך מבטיח נזק מינימלי לרקמה בעת גישה לשכבות העין השונות ובעת ייצור שלמים. יתר על כן, נוכחותו של העפעף השלישי מסייעת לאתר ולבחון התערבויות מקומיות במהלך הדמיה.
ההליך, במעבדה שלנו, בוצע על CBA/J או זן עכבר rd1 ב P28 מכל מין. ההליך יכול להתבצע על כל זן, גיל או מין של בעל חיים ואין לו הטיה על פי מאפיינים אלה.
בעלי החיים נרכשו ממקורות מסחריים (ראו טבלת חומרים) ותוחזקו במתקן לחיות קטנות (SAF) במכון הלאומי לאימונולוגיה (NII). הם הוחזקו בכלובים מאווררים נפרדים (IVC) וקיבלו גישה אד ליביטום , למים ומזון חומציים. הם נשמרו ב 21-23 ° C ועם מחזור אור / חושך של 14 שעות / 10 שעות.
להלן שיטה כירורגית שונה למיקרו-דיסקציה של עין עכבר.
Protocol
Representative Results
Discussion
מיקרודיסקציה של העין נמצאה כמשימה קשה בשל גודלה הקטן וצורתה הכדורית של עין המכרסם, ועין המכרסם דורשת טכניקות חדשניות לטיפול יעיל8.
בשיטה המודגמת הנוכחית, גלגל העין של העכבר מתקבל עם העפעף השלישי מחובר לטיפול יעיל וקל. באמצעות העפעף השלישי, גלגל העין יכול להיות …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
ד”ר אלקננדה מישרה, המחלקה לביולוגיה של התא ואנטומיה אנושית, אוניברסיטת קליפורניה דייוויס, ארה”ב, הכשירה אותנו בשיטה זו במכון הלאומי לאימונולוגיה, ניו דלהי. עבודה זו נתמכה על ידי מענק הליבה שהתקבל מהמחלקה לביוטכנולוגיה, ממשלת הודו למכון הלאומי לאימונולוגיה, ניו דלהי. נ.ב. זכתה במלגת מחקר מטעם המחלקה לביוטכנולוגיה.
Materials
| Acetaminophen (Biocetamol) | EG Pharmaceuticals | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Alkaline Phosphatase Kit (DEA) | Coral Clinical System, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Automated analyser | Tulip, Alto Santracruz, India | Screen Maaster 3000 | Biochemical analyser for liver functional test |
| Betadine (Povidon-Iodine Solution) | Win-Medicare; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Biological safety cabinet ( Class I) | Kartos international; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Bright Field Microscope | Olympus, Japan | LX51 | |
| CBA/J inbred mice | The Jackson Laboratory | Stock No. 000654 | |
| Cefotaxime (Taxim) | AlKem ; India | cefotaxime sodium injection, No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Cell Strainer | Sigma ; US | CLS431752 | |
| Collagenase Type I | Gibco by Life Technologies | 17100-017 | |
| Cotton Buds | Pure Swabs Pvt Ltd ; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| DPX Mountant | Sigma ; US | 6522 | |
| Drape Sheet | JSD Surgicals, Delhi, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Eosin Y solution, alcoholic | Sigma ; US | HT110132 | |
| Forceps | Major Surgicals; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Gas Anesthesia System | Ugo Basile; Italy | 211000 | |
| Glucose | Himedia, India | GRM077 | |
| Hair removing cream (Veet) | Reckitt Benckiser , India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Hematoxylin Solution, Mayer's | Sigma ; US | MHS16 | |
| Heparin sodium salt | Himedia; India | RM554 | |
| Hyaluronidase From Sheep Testes | Sigma ; US | H6254 | |
| I.V. Cannula (Plusflon) | Mediplus, India | Ref 1732411420 | |
| Insulin Syringes | BD ; US | REF 303060 | |
| Isoflurane ( Forane) | Asecia Queenborough | No B506 | Inhalation Anaesthetic |
| Ketamine (Ketamax) | Troikaa Pharmaceuticals Ltd. | Ketamine hydrochloride IP, No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Meloxicam (Melonex) | Intas Pharmaceuticals Ltd; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Micro needle holders straight & curved | Mercian ; England | BS-13-8 | |
| Micro needle holders straight & curved |
Mercian ; England | BS-13-8 | |
| Microtome | Histo-Line Laboratories, Italy | MRS3500 | |
| Nylon Thread | Mighty ; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Paraformaldehyde | Himedia; India | GRM 3660 | |
| Percoll | GE Healthcare | 17-0891-01 | |
| Refresh Tears/Eyemist Gel | Allergan India Private Limited/Sun Pharma, India | P3060 | No specific Catalog Number |
| RPMI | Himedia; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Scalpel | Major Surgicals; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Scissors | Major Surgicals; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| SGOT (ASAT) KIT | Coral Clinical System, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| SGPT (ALAT) KIT | Coral Clinical System, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Shandon Cryotome E Cryostat | Thermo Electron Corporation ; US | No specific Catalog Number | |
| Sucrose | Sigma ; US | S0389 | |
| Surgical Blade No. 22 | La Medcare, India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Surgical Board | Locally made | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Surgical White Tape | 3M India ; India | 1530-1 | Micropore Surgical Tape |
| Sutures | Ethicon, Johnson & Johnson, India | NW 5047 | |
| Syringes (1ml, 26 G) | Dispo Van; India | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| Trimmer (Clipper) | Philips | NL9206AD-4 DRACHTEN QT9005 | |
| Weighing Machine | Braun | No specific Catalog Number (Local Procurement) | |
| William's E Media | Himedia; India | AT125 | |
| Xylazine (Xylaxin) | Indian Immunologicals Limited | Sedative, Pre-Anaesthetic, Analgesic and muscle relaxant |
References
- Choi, Y., et al. Studying cancer immunotherapy using patient-derived xenografts (PDXs) in humanized mice. Experimental and Molecular Medicine. 50 (8), 1-9 (2018).
- Sutherland, C., et al. Laser Capture Microdissection of Highly Pure Trabecular Meshwork from Mouse Eyes for Gene Expression Analysis. J Vis Exp. (136), e57576 (2018).
- Fernandez-Godino, R., Garland, D. L., Pierce, E. A. Isolation, culture and characterization of primary mouse RPE cells. Nature Protocols. 11 (7), 1206-1218 (2016).
- Shang, P., Stepicheva, N. A., Hose, S., Zigler, J. S., Sinha, D. Primary cell cultures from the mouse retinal pigment epithelium. Journal of Visualized Experiments. (133), e56997 (2018).
- Claybon, A., Bishop, A. J. Dissection of a mouse eye for a whole mount of the retinal pigment epithelium. Journal of Visualized Experiments. (48), e2563 (2011).
- Steven, P., et al. Experimental induction and three-dimensional two-photon imaging of conjunctiva-associated lymphoid tissue. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 49 (4), 1512-1517 (2008).
- Tual-Chalot, S., Allinson, K. R., Fruttiger, M., Arthur, H. M. Whole mount immunofluorescent staining of the neonatal mouse retina to investigate angiogenesis in vivo. Journal of Visualized Experiments. (77), e50546 (2013).
- Ullmann, J. F., Moore, B. A., Temple, S. E., Fernandez-Juricic, E., Collin, S. P. The retinal wholemount technique: A window to understanding the brain and behaviour. Brain, Behavior and Evolution. 79 (1), 26-44 (2012).
- Nakao, S., Hafezi-Moghadam, A., Ishibashi, T. Lymphatics and lymphangiogenesis in the eye. Journal of Ophthalmology. 2012, 783163 (2012).
- Mishra, A., et al. Peripheral blood-derived monocytes show neuronal properties and integration in immune-deficient rd1 mouse model upon phenotypic differentiation and induction with retinal growth factors. Stem Cell Research and Therapy. 11 (1), 412 (2020).
