A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
يتم تقديم بروتوكول لتصوير الشبكية الكاملة السليمة حيث تتم إزالة الطبقات الخارجية المعتمة / المصطبغة من مقلة العين جراحيا ، ويتم تطبيق المقاصة البصرية لجعل شبكية العين شفافة مما يتيح تصور الشبكية المحيطية والأوعية الدموية الهيالودية في شبكية العين السليمة باستخدام الفحص المجهري الفلوري للصفائح الخفيفة.
يمكن تصور الهياكل العصبية والأوعية الدموية لشبكية العين في الحالات الفسيولوجية والمرضية وتمييزها بشكل أفضل باستخدام تقنيات تصوير الشبكية الكاملة السليمة مقارنة بالمستحضرات والأقسام التقليدية للشبكية المسطحة. ومع ذلك ، فإن التصوير المناعي الفلوري لشبكية العين الكاملة السليمة يعيقه الطلاء غير الشفاف لمقلة العين ، أي التصلب ، المشيمية ، وظهارة صبغة الشبكية (RPE) وخصائص تشتت الضوء لطبقات الشبكية التي تمنع التصوير البصري عالي الدقة بسماكة كاملة. تم وصف التبييض الكيميائي للطبقات المصطبغة وبروتوكولات إزالة الأنسجة لمعالجة هذه العقبات. ومع ذلك ، فإن الطرق الموصوفة حاليا ليست مناسبة لتصوير جزيئات الفلورسنت الذاتية مثل البروتين الفلوري الأخضر (GFP) في شبكية العين الكاملة السليمة. تجاوزت الأساليب الأخرى هذا القيد عن طريق الاستئصال الجراحي للطبقات المصطبغة والجزء الأمامي من مقلة العين مما يسمح بتصوير العين السليم ، على الرغم من تعطيل الشبكية المحيطية والهياكل الهيالويدية. يتم تقديم بروتوكول تصوير الشبكية المناعية الكاملة والزجاجية السليمة الذي يجمع بين التشريح الجراحي لطبقات ظهارة صبغة الصلبة / المشيمية / الشبكية (RPE) مع طريقة معدلة لإزالة الأنسجة والفحص المجهري الفلوري للصفائح الخفيفة (LSFM). يقدم النهج الجديد رؤية غير مسبوقة للعناصر الوعائية والعصبية غير المضطربة في شبكية العين بالإضافة إلى نظام الأوعية الدموية الزجاجية والهيالويد في الحالات المرضية.
يتم استكشاف التفاعل بين العناصر العصبية والأوعية الدموية في الشبكية في الحالات الصحية والمرضية تقليديا من خلال دراسات الفلورسنت المناعي على الأقسام الفيزيائية لأنسجة الشبكية الثابتة بالتبريد أو على مستحضرات شبكية العينالمسطحة 1. ومع ذلك ، فإن تقسيم الأنسجة يعطل استمرارية الخلايا العصبية والأوعية الدموية في شبكية العين ، وعلى الرغم من اقتراح إعادة بناء ثلاثية الأبعاد لأقسام الشبكية المجاورة كحل ممكن ، إلا أنها لا تزال عرضة للأخطاء والتحف. كما أن مستحضرات التثبيت المسطح لشبكية العين تزعج بشكل ملحوظ سلامة عناصر الشبكية والأوعية الدموية والعصبية والعلاقة الجغرافية بين مناطق الشبكية المجاورة2. بدلا من ذلك ، تم مؤخرا تقديم تصوير شبكية العين الكامل السليم لتصور الإسقاطات ثلاثية الأبعاد للخلايا العصبية والأوعية الدموية في الشبكية في موضعها التشريحي الطبيعي2،3،4،5.
في تصوير شبكية العين الكاملة السليمة ، يتم التقاط إشارات الفلورسنت من العناصر الوعائية والعصبية لمناطق الشبكية المجاورة (البلاط) لشبكية العين الكاملة السليمة باستخدام مجهر الورقة الضوئية. ثم يتم "خياطة" هذه البلاط معا لإعادة بناء عرض ثلاثي الأبعاد لشبكية العين بأكملها2،3،4،5،6. يوفر تصوير الشبكية الكاملة السليمة رؤية غير مسبوقة لشبكية العين لدراسة التسبب في أمراض الأوعية الدموية والتنكسية والالتهابية في الشبكية2،3،4،5،6. على سبيل المثال ، Prahst et al. كشف عن مورفولوجيا معقودة "غير مقدرة" سابقا لخصلات الأوعية الدموية المرضية ، وحركة الخلايا غير الطبيعية وديناميكيات filopodia المتغيرة في نموذج اعتلال الشبكية الناجم عن الأكسجين (OIR) باستخدام التصوير الحي لشبكية العين الكاملةالسليمة 2. وبالمثل ، أظهر Henning et al. و Singh et al. و Chang et al. شبكة الأوعية الدموية الشبكية المعقدة ثلاثية الأبعاد في شبكية العين الكاملةالسليمة 3،4،6. استخدم Vigouroux et al. طريقة تصوير العين الكاملة السليمة لإظهار تنظيم شبكية العين والإسقاطات البصرية في فترة الفترة المحيطةبالولادة 5. من أجل أن تكون قادرا على إنشاء مثل هذه المناظر ثلاثية الأبعاد التي لا مثيل لها لشبكية العين ، تغلبت بروتوكولات تصوير شبكية العين الكاملة السليمة على قيدين رئيسيين: 1) وجود طلاءات غير شفافة ومصطبغة لمقلة العين (الصلبة والمشيمية و RPE) و 2) الاختراق المحدود للضوء من خلال سماكة الشبكية الكاملة الناتجة عن خصائص تشتت الضوء للطبقات النووية والضفيرية. Henning et al. و Vigouroux et al. طبق تبييض H2O2 لأصباغ المشيمية / RPE حتى يتمكنوا من تصوير شبكية العينالسليمة 3،5. ومع ذلك ، فإن التبييض غير مناسب للسلالات الحيوانية ذات الفلوروفورات الداخلية مثل البروتين الفلوري الأخضر (GFP) أو بعد تلطيخ الفلورسنت المناعيفي الجسم الحي 3،5،7. بالإضافة إلى ذلك ، تم تنفيذ طريقة Henning et al. لعلاج H2O2 في ظروف مائية قد تولد فقاعات دقيقة تؤدي إلى انفصال الشبكية. علاوة على ذلك ، تم إجراء علاج H2O2 عند 55 درجة مئوية ، وهي حالة تزيد من تدهور تقارب الأجسام المضادة للأنسجة. علاوة على ذلك ، قد يؤدي التبييض إلى تألق ذاتي ثقيل ينشأ من الميلانينالمؤكسد 8. تمكنت بروتوكولات إزالة التصبغ الأخرى لأقسام العين باستخدام برمنجنات البوتاسيوم وحمض الأكساليك من إزالة أصباغ RPE في الأقسام الجنينية ، ولكن ثبت أيضا أن طريقة إزالة التصبغ هذه تقلل من فعالية وضع العلامات المناعية9،10. كبديل للتبييض ، قام Prahst et al. و Singh et al. و Chang et al. بإزالة الصلبة والمشيمية والقرنية لجعل شبكية العين بأكملها يمكن الوصول إليها إلى ضوء المجهر2،4،6. ومع ذلك ، فإن إزالة القرنية والعدسة والشبكية المحيطية قد تؤدي إلى تشويه وتعطيل الشبكية المحيطية والأوعية الهيالودية مما يجعل هذه الطرق غير مناسبة لدراسة الشبكية المحيطية والأوعية الدموية الهيالويدية.
تتضمن جميع بروتوكولات تصوير العين الكاملة السليمة المتوفرة حاليا استخدام خطوة تطهير بصري للأنسجة للتغلب على خصائص تشتت الضوء لطبقات الشبكية2،3،4،5. يجعل التطهير البصري للأنسجة شبكية العين شفافة لضوء المجهر عن طريق معادلة معامل الانكسار لنسيج معين ، هنا شبكية العين ، عبر جميع عناصرها الخلوية وبين الخلايا لتقليل تشتت الضوء وامتصاصه11. يجب إزالة المشيمية و RPE أو تبييضها قبل تطبيق المقاصة البصرية للأنسجة على شبكية العين حيث لا يمكن مسح الطلاءات المصطبغة لمقلة العين (المشيمية و RPE) بشكل كاف6،12،13،14،15،16،17،18.
من الأفضل دراسة مشاركة ومساهمات نظام الأوعية الدموية الزجاجي والهيالويد في الحالات المرضية مثل اعتلال الشبكية الخداجي (ROP) ، والأوعية الدموية الجنينية المستمرة (PFV) ، ومرض نوري ، ومرض ستيكلر عندما لا تتعطل شبكية العين والأوعية الهيالودية في تحضيرالأنسجة 19،20،21،22،23. الطرق الحالية لتصوير الشبكية الكاملة السليمة إما تزيل الجزء الأمامي من العين ، مما يعطل الجسم الزجاجي والأوعية الدموية بشكل طبيعي ، أو تطبق عوامل التبييض ، والتي قد تزيل الفلوروفورات الداخلية. لا توجد طرق منشورة لتصور الجسم الزجاجي والأوعية الدموية في حالتها السليمة التي لم تمسها. نصف هنا طريقة تصوير كاملة لشبكية العين والجسم الزجاجي تتكون من التشريح الجراحي للطلاءات المصطبغة وغير الشفافة لمقلة العين ، وتنظيف بصري معدل للأنسجة محسن لشبكية العين ، وفحص مجهر فلوري للصفائح الخفيفة. يتم تفصيل إعداد العينة ، والمسح البصري للأنسجة ، والفحص المجهري للصفائح الضوئية ، وخطوات معالجة الصور أدناه.
تمت الموافقة على جميع التجارب من قبل لجنة رعاية واستخدام المؤسسي التابعة لجامعة تكساس (IACUC). كان استخدام ورعايتها وفقا لبيان جمعية أبحاث الرؤية وطب العيون (ARVO) لاستخدام في أبحاث طب العيون والرؤية. جميع المواد المطلوبة لتنفيذ هذا الإجراء مدرجة في جدول المواد. ارتد قفازات خالية من البودرة أثناء تنفيذ كل خطوة. للخطوتين 6 و 7 ، راجع أيضا دليل تشغيل المجهر الرسمي.
1. تحضير
2. استئصال مقلة العين والتثبيت
3. تشريح العينة (الشكل 1 والشكل 2)
4. تلطيخ الأوعية الدموية
5. المقاصة البصرية مع 2،2 ′-thiodiethanol (TDE)
6. تصوير العين بالكامل باستخدام الفحص المجهري للورقة الضوئية
7. معالجة الصور بعد الاستحواذ
ملاحظة: تعتمد المعالجة اللاحقة للاستحواذ على نوع الملف والبرامج المتوافقة مع الملفات المصورة.
يظهر إسقاط بزاوية صفرية لشبكة الأوعية الدموية المحيطة بالحليمي والخلايا الدبقية الصغيرة في الشكل 3 أ. أيضا ، يتم عرض توزيع الخلايا الدبقية الصغيرة الكاملة في شبكية العين في فأر CX3CR1-GFP في الشكل 3 ب. تتمثل الميزة الرئيسية للطريقة المعر...
من الأفضل دراسة تطور الشبكية والجسم الزجاجي والأمراض باستخدام تقنيات تصوير الشبكية الكاملة السليمة التي لا يتم فيها قطع شبكية العين للأقسام أو لمستحضرات التثبيت المسطحة. تتضمن طرق تصوير العين الكاملة السليمة الحالية إما تبييض الصباغ ، الذي يزيل الفلوروفورات الفطرية ،...
لا يوجد تضارب تجاري ذي صلة.
تم تنفيذ هذا العمل في الفرع الطبي بجامعة تكساس. يقدر المؤلفون هارالد
يونج ، دكتوراه ، ديبورا فيرينجتون ، دكتوراه ، وهايدي روهريش ، جامعة مينيسوتا لمساعدتهم في إعداد الشكل 1 والفيلم 2. تم دعم LO من قبل T32ES007254 منحة تدريب NIEHS T32.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Experimental animal | |||
CX3CR1-GFP Mouse | The Jackson Laboratory | 5582 | |
Anesthetic | |||
Dexmedetomidine | Par Pharmaceutical | 42023-146-25 | |
Ketamine | Fresenius Kabi | ||
Tissue harvesting, fixation, and sample dissection | |||
cardiac perfusion pump | Fisher scientific | NC9069235 | |
Cyanoacrylate superglue | amazon.com | ||
Fine scissors-sharp | Fine Science Tools | 14160-10 | |
Fine tweezers | Fine Science Tools | 11412-11 | |
Paraformaldehyde (PFA) | Electrone microscopy sciences | 15710-S | |
Phosphate buffered saline (PBS) | Gibco | 10010049 | |
size 1 painting brush | dickblick.com | ||
straight spring scissors | Fine Science Tools | 15000-03 | |
syringe, needle tip, 27 gauge x 1.25" | BD | ||
Tubes 1.5 ml, 15 ml, 50 ml | Thermo sceintific | ||
Tween-20 | ThermoFisher | 85114 | |
Immunofluorescent staining | |||
Anti-mouse collagen IV antibody | Abcam | ab19808 | 1:200 dilution |
Anti-rabbit Alexa Fluor 568 | Invitreogen | A-11011 | 1:200 dilution |
Normal goat serum | ThermoFisher | 50062Z | 10% concentration |
Tissue clearing | |||
2,2′-thiodiethanol (TDE) | Fluka analytica | STBD7772V | |
Rocking shaker | Fisher scientific | 02-217-765 | |
Microscopy | |||
Fluorescent microspheres | TetraSpeck | T14792 | |
Light sheet fluorescent microscope (LSFM) | Zeiss | Z1 | |
Microglia enumeration | |||
ImageJ | National Institue of Health |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved