Näthinnevaskulatur hos möss är särskilt intressant för att förstå mekanismerna för bildandet av kärlmönster. Detta protokoll mäter automatiskt diametern på retinala kärl hos möss från fluorescerande angiografi fundusbilder på ett fast avstånd från den optiska skivan.
Det är viktigt att studera utvecklingen av retinala kärl vid retinopatier där onormal kärltillväxt i slutändan kan leda till synförlust. Mutationer i genen för mikroftalmiassocierad transkriptionsfaktor (Mitf) visar hypopigmentering, mikroftalmi, näthinnedegeneration och i vissa fall blindhet. In vivo-avbildning av musens näthinna med icke-invasiva metoder är avgörande för ögonforskning. Men med tanke på dess lilla storlek är avbildning av musfundus svår och kan kräva specialverktyg, underhåll och utbildning. I denna studie har vi utvecklat en unik mjukvara som möjliggör analys av näthinnans kärldiameter hos möss med ett automatiserat program skrivet i MATLAB. Ögonbottenfotografier erhölls med ett kommersiellt funduskamerasystem efter en intraperitoneal injektion av en fluoresceinsaltlösning. Bilderna ändrades för att förbättra kontrasten, och MATLAB-programmet gjorde det möjligt att extrahera den genomsnittliga kärldiametern automatiskt på ett fördefinierat avstånd från den optiska skivan. De vaskulära förändringarna undersöktes hos vildtypsmöss och möss med olika mutationer i Mitf-genen genom att analysera näthinnans kärldiameter. Det specialskrivna MATLAB-programmet som utvecklats här är praktiskt, lätt att använda och gör det möjligt för forskare att analysera medeldiametern och den genomsnittliga totala diametern, samt antalet kärl från musens retinala kärl, bekvämt och tillförlitligt.
Den kanske mest undersökta kärlbädden i kroppen är näthinnans vaskulatur. Med ständigt förbättrad teknisk sofistikering är näthinnevaskulatur lätt att fotografera hos levande patienter och används inom många forskningsområden1. Dessutom har musens retinala kärl under utvecklingen visat sig vara ett mycket effektivt modellsystem för forskning om den grundläggande biologin bakom vaskulär tillväxt. Det primära syftet med näthinnans kärl är att förse den inre delen av näthinnan med metaboliskt stöd genom ett laminärt kapillärnät som genomsyrar nervvävnaden2. Icke desto mindre kan näthinnans tillstånd, och följaktligen eventuell dysfunktion eller atrofi, ha betydande effekter på både förgreningarna av näthinnans kärl och artärernas diameter, vilket visar på ett samspel mellan näthinnecellerna och kärlen 3,4. Det är känt att många ögonsjukdomar, inklusive retinopati hos prematuritet (ROP), diabetisk retinopati (DR), åldersrelaterad makuladegeneration (AMD), glaukom och kärlnybildning på hornhinnan, kan resultera i onormal okulär angiogenes5. När det gäller den retinala vaskulaturen uppvisar musmodeller av näthinnedegeneration ofta förändringar som är jämförbara med de som ses vid mänskliga kärlsjukdomar 6,7. Myc-supergenfamiljen av fundamentala helix-loop-helix-zipper-transkriptionsfaktorer inkluderar genen för mikroftalmiassocierad transkriptionsfaktor (Mitf) som uttrycks i retinalt pigmentepitel (RPE)8,9,10.
Många organ, inklusive ögat, örat, immunsystemet, centrala nervsystemet, njure, ben och hud, har visat sig regleras av Mitf 9,11,12,13. Vi har upptäckt att RPE:s struktur och funktion påverkas hos möss som bär på olika mutationer i Mitf-genen, vilket resulterar i vissa fall av näthinnedegeneration och slutligen synförlust10. Nyligen har det visat sig att antalet kärl och kärldiametern skiljer sig signifikant mellan Mitf-mutanta och vildtypsmöss14. Forskare och läkare kan nu exakt kvantifiera näthinnans kärl in vivo tack vare utvecklingen av näthinneavbildning. Sedan 1800-talet har forskare och läkare utnyttjat fördelen med att visualisera den retinala kärlen, och fluoresceinangiografi (FA) har visat både retinalt blodflöde och nedbrytning av blod-näthinnebarriären15.
Den här artikeln visar hur man analyserar näthinnans kärldiameter från musens FA-bilder med en specialskriven kod i MATLAB-programvaran.
Den här artikeln är den första som presenterar en metod för att analysera näthinnans kärldiameter och retinala vaskulatur från musbilder. Eftersom endast fundusavbildning användes för att ta bilder av näthinnans kärl har metoden flera nackdelar, varav en är att man endast kan sluta sig till förändringar i de ytliga lagren av den retinala kärlen hos de möss som undersöktes i denna studie; Eventuella skillnader i de djupare lagren är ännu okända.
En unik bildanalysmetod för…
The authors have nothing to disclose.
Detta arbete stöddes av ett postdoktoralt stipendium från den isländska forskningsfonden (217796-052) (A.G.L.) och Helga Jónsdóttir och Sigurlidi Kristjánsson minnesfond (A.G.L och T.E.). Författarna tackar Prof. Eiríkur Steingrímsson för att ha tillhandahållit mössen.
1% Tropicamide (Mydriacyl) | Alcon Inc Laboratories | Mydriatic agent | |
2% Methocel | OmniVision Eye Care | Hydroxypropryl methylcellulose gel | |
C57BL/6J | Jackson Laboratory | 000664 | Wild type mice |
Chanazine 2% (xylazine) | Chanelle Animal Health UK | BN I21322/I | Anesthesia IP |
Excel for Microsoft 365 | Microsoft Inc | Software package | |
Fluorescein sodium salt | Sigma-Aldrich | 28803-100G | Fluorescent angiography |
Matlab 8.0 | The MathWorks, Inc. | Software package | |
Micron IV rodent fundus camera | Phoenix-Micron | 40-2200 | Fundus photography |
Phenylephrine 10% w/v | Bausch & Lomb | Mydriatic agent | |
Phosphate Buffered Saline – 100 tablets | Gibco | 18912-014 | Dilution |
Sigmaplot 13 | Jandel Scientific Software | Software package | |
S-Ketamine, 25 mg/mL | Pfizer Inc. | PAA104470 | Anesthesia IP |