A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
اعتلال الشبكية السكري هو أحد الأسباب الرئيسية للعمى. تعد الأنسجة وفحص انهيار الحاجز الدموي والشبكية وتصوير الأوعية الفلورية تقنيات قيمة لفهم الفيزيولوجيا المرضية للشبكية ، والتي يمكن أن تعزز الفحص الفعال للأدوية ضد اعتلال الشبكية السكري.
يغير مرض العين في الجزء الخلفي مثل اعتلال الشبكية السكري فسيولوجيا الشبكية. يتميز اعتلال الشبكية السكري بانفصال الشبكية ، وانهيار حاجز الشبكية الدموي (BRB) ، وتكوين الأوعية الدموية في الشبكية. نموذج الفئران في الجسم الحي هو أداة تجريبية قيمة لدراسة التغيرات في بنية ووظيفة شبكية العين. نقترح ثلاث تقنيات تجريبية مختلفة في نموذج الفئران لتحديد التغيرات المورفولوجية لخلايا الشبكية ، والأوعية الدموية الشبكية ، و BRB المعرضة للخطر. يستخدم علم أنسجة الشبكية لدراسة مورفولوجيا خلايا الشبكية المختلفة. أيضا ، يتم إجراء القياس الكمي عن طريق عدد خلايا الشبكية وقياس سمك طبقات الشبكية المختلفة. يستخدم اختبار انهيار BRB لتحديد تسرب البروتينات خارج العين من البلازما إلى الأنسجة الزجاجية بسبب انهيار BRB. يستخدم تصوير الأوعية الدموية الفلوري لدراسة تولد الأوعية الدموية وتسرب الأوعية الدموية عن طريق تصور الأوعية الدموية في الشبكية باستخدام صبغة FITC-dextran.
اعتلال الشبكية السكري (DR) هو واحد من أكثر المضاعفات الثانوية تعقيدا لمرض السكري. كما أنه السبب الرئيسي للعمى الذي يمكن الوقاية منه بين السكان في سن العمل في جميع أنحاء العالم. في تحليل تلوي حديث ل 32.4 مليون شخص كفيف ، كان 830،000 شخص (2.6٪) مكفوفين بسبب DR1. احتلت نسبة فقدان البصر المنسوبة إلى مرض السكري المرتبة السابعة في عام 2015 بنسبة 1.06٪ (0.15-2.38) على مستوى العالم2,3.
يتم تشخيص اعتلال الشبكية السكري عن طريق تشوهات الأوعية الدموية في أنسجة العين الخلفية. سريريا ، ينقسم إلى مرحلتين - DR غير التكاثري (NPDR) و DR التكاثري (PDR) ، بناء على الأوعية الدموية في شبكية العين. يعتبر ارتفاع السكر في الدم المنظم القوي ل DR لأنه ينطوي على العديد من المسارات المشاركة في التنكس العصبي4,5 والالتهاب 6,7 والأوعية الدموية الدقيقة8 في شبكية العين. تشمل المضاعفات الأيضية المتعددة الناجمة عن ارتفاع السكر في الدم تراكم المنتجات النهائية المتقدمة للغليكاتيون (AGEs) ، ومسار البوليول ، ومسار الهيكسوسامين ، ومسار بروتين كيناز-سي. هذه المسارات مسؤولة عن تكاثر الخلايا (الخلايا البطانية) ، والهجرة (pericytes) ، وموت الخلايا المبرمج (خلايا الشبكية العصبية ، والخلايا المحيطة ، والخلايا البطانية) بناء على مراحل مختلفة من اعتلال الشبكية السكري. يمكن أن تؤدي هذه التغيرات الأيضية إلى تغيرات فسيولوجية مثل انفصال الشبكية ، وفقدان خلايا الشبكية ، وانهيار حاجز الدم والشبكية (BRB) ، وتمدد الأوعية الدموية ، وتكوين الأوعية الدموية9.
مرض السكري من النوع 1 الناجم عن الستربتوزوتوسين (STZ) هو ممارسة راسخة ومقبولة جيدا في الفئران لتقييم التسبب في مرض السكري ومضاعفاته. ترجع الآثار السكرية ل STZ إلى التدمير الانتقائي لخلايا جزيرة البنكرياس β 10. ونتيجة لذلك ، ستخضع الحيوانات لنقص الأنسولين ، وارتفاع السكر في الدم ، و polydipsia ، و polyuria ، وكلها خصائص لمرض السكري من النوع 1 البشري11. بالنسبة لتحريض مرض السكري الحاد ، يتم إعطاء STZ عند 40-65 مجم / كجم من وزن الجسم عن طريق الوريد أو داخل الصفاق خلال مرحلة البلوغ. بعد حوالي 72 ساعة ، تقدم هذه الحيوانات مستويات الجلوكوز في الدم أكبر من 250 ملغ / ديسيلتر 10,12.
لفهم التغيرات الفسيولوجية في شبكية العين بسبب التنكس العصبي والالتهابات وتكوين الأوعية الدموية ، يجب تحسين التقنيات المختلفة في النماذج الحيوانية التجريبية. يمكن دراسة التغيرات الهيكلية والوظيفية في خلايا الشبكية وأوعية الشبكية من خلال تقنيات مختلفة مثل علم الأنسجة وفحص انهيار BRB وتصوير الأوعية الفلورية.
يتضمن علم الأنسجة دراسة تشريح الخلايا والأنسجة والأعضاء على المستوى المجهري. وهو ينشئ علاقة بين بنية ووظيفة الخلايا / الأنسجة. يتم تنفيذ عدة خطوات لتصور وتحديد التغيرات المجهرية في بنية الأنسجة ، وبالتالي مقارنة النظراء الأصحاء والمريضين 13. وبالتالي ، من الضروري توحيد كل خطوة من خطوات علم الأنسجة بدقة. الخطوات المختلفة التي ينطوي عليها علم أنسجة الشبكية هي تثبيت العينة ، وتقليم العينة ، والجفاف ، وإزالة ، والتشريب بالبارافين ، وتضمين البارافين ، والتقسيم ، والتلطيخ (تلطيخ الهيماتوكسيلين والإيوسين) 13،14.
في شبكية العين السليمة ، يتم التحكم في نقل الجزيئات عبر شبكية العين بواسطة BRB ، الذي يتكون من الخلايا البطانية والخلايا المحيطة على الجانب الداخلي ، والخلايا الظهارية الصباغية الشبكية على الجانب الخارجي. ومع ذلك ، تبدأ الخلايا البطانية BRB الداخلية والخلايا المحيطة في التدهور أثناء الحالة المريضة ، كما أن BRB معرض للخطر أيضا15. بسبب هذا الانهيار BRB ، تتسرب العديد من جزيئات الوزن الجزيئي المنخفض إلى الأنسجة الزجاجية والشبكية 16. مع تقدم المرض ، تتسرب العديد من جزيئات البروتين الأخرى (الوزن الجزيئي المنخفض والمرتفع) أيضا إلى الأنسجة الزجاجية والشبكية بسبب اضطراب التوازن 17. يؤدي إلى مضاعفات أخرى مختلفة وفي نهاية المطاف وذمة بقعية وعمى. وبالتالي ، فإن تحديد مستويات البروتين في الجسم الزجاجي ومقارنة الحالات الصحية والسكري يضر بمقاييس BRB.
تصوير الأوعية الفلورية هو تقنية تستخدم لدراسة الدورة الدموية للشبكية والمشيمية باستخدام صبغة الفلورسنت. يتم استخدامه لتصور الأوعية الدموية في شبكية العين والمشيمية عن طريق حقن صبغة الفلوريسين عبر الوريد أو حقن القلب18. بمجرد حقن الصبغة ، تصل أولا إلى شرايين الشبكية ، تليها أوردة الشبكية. عادة ما يتم الانتهاء من هذا الدوران للصبغة في غضون 5 إلى 10 دقائق من حقن الصبغة19. إنها تقنية مهمة لتشخيص مختلف أمراض العين في الجزء الخلفي، بما في ذلك اعتلال الشبكية السكري والأوعية الدموية الجديدة المشيمية20. يساعد على اكتشاف التغيرات الرئيسية والثانوية في الأوعية الدموية في الحالات الطبيعية والمريضة.
يتبع هذا البروتوكول جميع إرشادات رعاية الحيوان التي تقدمها لجنة أخلاقيات الحيوان المؤسسية ، BITS-Pilani ، حرم حيدر أباد.
1. أنسجة الشبكية
الكاشف | وقت الوقوف | التكرار (عدد المرات) |
زيلين | 5 دقائق | 2 |
100٪ إيثانول | 5 دقائق | 2 |
90٪ إيثانول | 5 دقائق | 2 |
70٪ إيثانول | 5 دقائق | 2 |
50٪ إيثانول | 5 دقائق | 2 |
الماء | 5 دقائق | 2 |
هيماتوكسيلين | 4 دقائق | 1 |
غسل المياه | ||
1٪ الكحول الحمضي في 70٪ الإيثانول | 30 ثانية | 1 |
غسل المياه | ||
ماء سكوت | 1 دقيقة | 1 |
غسل المياه | ||
50٪ إيثانول | 1 دقيقة | 1 |
95٪ إيثانول | 1 دقيقة | 1 |
0.25٪ أوزين | 5 ثانية | 1 |
غسل المياه | ||
الماء | 2 دقيقة | 1 |
95٪ إيثانول | 1 دقيقة | 1 |
100٪ إيثانول | 1 دقيقة | 1 |
زيلين | 5 دقائق | 2 |
حامل وغطاء |
الجدول 1. إجراء تلطيخ الهيماتوكسيلين والإيوسين
2. فحص انهيار الحاجز الدموي الدماغي
3. تصوير الأوعية الدموية الفلورية
أنسجة الشبكية
في شبكية العين السكرية ، تخضع خلايا الشبكية للتنكس. بالإضافة إلى ذلك ، يزداد سمك طبقات الشبكية بسبب الوذمة 22. يمكن استخدام الصور التي تم الحصول عليها بعد تلطيخ الهيماتوكسيلين والإيوسين لعدد الخلايا وقياس سمك الطبقات المختلفة ، كما هو موضح في
علم الأنسجة
يتم إجراء علم الأنسجة الشبكية لتصور التغيرات المورفولوجية لخلايا الشبكية وطبقاتها. يجب تحسين العديد من الخطوات ، بما في ذلك اختيار الحل المثبت ، ومدة التثبيت ، والجفاف ، وتشريب البارافين. يجب ألا يتجاوز حجم الأنسجة 3 مم ، حيث يصبح الاختراق المثبت بطيئا. يؤدي البارفو?...
ويعلن صاحبا البلاغ أنه ليس لديهما مصالح مالية منافسة.
يود المؤلفون أن ينوه بالمجلس الهندي للبحوث الطبية (ICMR; ITR-2020-2882) لتمويل الدعم المقدم إلى الدكتور نيرمال ج. نود أيضا أن نشكر منحة الجامعة للجنة على توفير زمالة بحثية مبتدئة لمانيشا مالاني ومرفق المختبرات التحليلية المركزي ، BITS-Pilani ، حرم حيدر أباد لتوفير مرافق البنية التحتية.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Histology | |||
Reagents | |||
Isoflurane | Abbott | Anesthesia agent | |
Ketamine hydrochloride | Troikaa Pharmaceuticals | Anesthesia agent | |
Xylazine | Indian Immunologicals Limited | Anesthesia agent | |
Pentobarbital sodium | Zora Pharma | Euthanesia agent | |
Fixative solution (1 % formaldehyde, 1.25 % Glutaraldehyde | HiMedia, Avra | MB059, ASG2529 | Prepared in-house |
Ethanol | Hayman | F204325 | Dehydration |
Xylene | HiMedia | MB-180 | Clearing of ethanol or paraffin |
Paraffin wax | HiMedia | GRM10702 | used for embedding tissue |
Glycerol | HiMedia | TC503 | To prepare albumin coated slides. Glycerol and egg albumin is mixed in 1:1 ratio to coat on slides |
Hydrochloric acid | Sisco Research laboratories Pvt. Ltd. | 65955 | For preparation of 1 % acid alcohol |
Acetic acid | HiMedia | AS119 | For preparation of eosin |
Scotts water | Leica | 3802900 | Bluing reagent |
Papanicolaou's solution 1b Hematoxylin solution | Sigma | 1.09254.0500 | Staining of nuclei |
Eosin | HiMedia | GRM115 | Staining of cytoplasm, 0.25 % solution was prepared in-house |
DPX Mountant media | Sigma | 6522 | Visualization and protection of retinal sections |
Equipments | |||
Glassware | Borosil | ||
Corneal forcep | Stephens Instruments | S5-1200 | Dissection |
Colibri forcep | Stephens Instruments | S5-1135 | Dissection |
Curved micro scissor | Stephens Instruments | S7-1311 | Dissection |
Vannas scissor | Stephens Instruments | S7-1387 | Dissection |
Iris scissor | Stephens Instruments | S7-1015 | Dissection |
Cassettes | HiMedia | PW1292 | To hold tissue during histology processing |
Water bath | GT Sonic | GT Sonic-D9 | Temperature maintenance |
Paraffin embedding station | Myr | EC 350 | Preparation of paraffin blocks |
Microtome | Zhengzhou Nanbei Instrument Equipment Co., Ltd. | YD-335A | Sectioning |
Blades | Leica | Leica 818 | Sectioning |
Slides | HiMedia | BG005 | Holding paraffin-tissue sections |
Coverslips | HiMedia | BG014C | To cover tissue after adding mounting media |
Blood Retinal Barrier breakdown | |||
Reagents | |||
Isoflurane | Abbott | B506 | Anesthesia |
Dry ice | Not applicable | Not applicable | Dissection |
Bradford reagent | Sigma | B6916 | Protein quantification |
Equipments | |||
Corneal forcep | Stephens Instruments | S5-1200 | Dissection |
Colibri forcep | Stephens Instruments | S5-1135 | Dissection |
Curved micro scissor | Stephens Instruments | S7-1311 | Dissection |
Vannas scissor | Stephens Instruments | S7-1387 | Dissection |
Iris scissor | Stephens Instruments | S7-1015 | Dissection |
Glassware | Borosil | Not applicable | |
EDTA coated tubes | J.K Diagnostics | Not applicable | Separate plasma from whole blood |
Homogenization tubes | MP Biomedicals | SKU: 115076200-CF | Homogenization of vitreous |
Homogenization caps | MP Biomedicals | SKU: 115063002-CF | Homogenization of vitreous |
Glass beads | MP Biomedicals | SKU: 116914801 | Homogenization of vitreous |
Homogeniser | Bertin Instruments | P000673-MLYS0-A | Homogenization of vitreous |
96-well plate - Transparent | Grenier | GN655101 | Protein quantification |
Plate reader | Molecular devices | SpectrMax M4 | Absorbance measurement |
Centrifuge | REMI | CPR240 Plus | Centrifugation |
Fluorescence Angiography | |||
Reagents | |||
Isoflurane | Abbott | B506 | Anesthesia |
FITC-dextran 70 kD (FITC, Dextran, Dibutylin dilaurate, DMSO | FITC, Dextran and Dibutylin dilaurate from Sigma; DMSO from HiMedia | FITC-F3651,Dextran-31390,Dibutylin dilaurate -29123, DMSO-TC185 | Prepared in-house |
Fluoroshied | Sigma | F6182 | Anti-fading mounting medium |
Equipments | |||
Corneal forcep | Stephens Instruments | S5-1200 | Dissection |
Colibri forcep | Stephens Instruments | S5-1135 | Dissection |
Curved micro scissor | Stephens Instruments | S7-1311 | Dissection |
Vannas scissor | Stephens Instruments | S7-1387 | Dissection |
Iris scissor | Stephens Instruments | S7-1015 | Dissection |
Glassware | Borosil | Not applicable | |
Slides | HiMedia | BG005 | Flatmount preparation |
Coverslips | HiMedia | BG014C | To cover tissue after adding mounting media |
Confocal microscope | Leica | DMi8 | Visualization of flatmount |
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