A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
To investigate the blood-retinal barrier permeability and the inner limiting membrane integrity in animal models of retinal disease, we used several adeno-associated virus (AAV) variants as tools to label retinal neurons and glia. Virus mediated reporter gene expression is then used as an indicator of retinal barrier permeability.
תאי מולר הם תאי גליה העיקריים של הרשתית. קצה רגליהם יוצרות את הגבולות של הרשתית בקרומים החיצוניים ופנימיים הגבלה (ILM), ובשיתוף עם האסטרוציטים, pericytes ותאי האנדותל הם מקימים את מחסום הדם-רשתית (BRB). BRB מגביל תחבורה מהותית בין זרם הדם והרשתית תוך ILM פועל כקרום במרתף שמגדיר בהיסטולוגיה גבול בין הרשתית וזגוגית החלל. תיוג תאי מולר הוא רלוונטי במיוחד כדי ללמוד את מצבו הפיזי של המחסומים ברשתית, תאים אלה הם חלק בלתי נפרד מBRB וILM. שני BRB וILM לעתים קרובות שינו במחלת רשתית ואחראי לתסמיני מחלה.
ישנן מספר שיטות מבוססות היטב ללמוד על שלמות BRB, כגון assay הכחול אוונס או אנגיוגרפיה והעמסת. עם זאת שיטות אלה אינן מספקים מידע על המידה של t חדירות BRBo מולקולות גדולות יותר, בטווח ננומטר. יתר על כן, הם אינם מספקים מידע על מצבם של חסמים אחרים ברשתית כגון ILM. ללמוד חדירות BRB צד ILM רשתית, השתמשנו בשיטה המבוססת AAV שמספקת מידע על חדירות של BRB למולקולות גדולות יותר תוך ציון המצב של חלבוני ILM ומטריצת חוץ-תאית במצבי מחלה. שתי גרסאות AAV שימושיות למחקר כזה: AAV5 וShH10. יש AAV5 כמיהות טבעיות לקולטני אור, אבל זה לא יכול להעביר לרשתית החיצונית כאשר מנוהל לתוך הזגוגית כאשר ILM הוא שלם (כלומר, ברשתית wild-type). יש ShH10 כמיהות חזקות לתאי גלייה וסלקטיבי תווית גליה מולר בשתי רשתיות בריאים וחולה. ShH10 מספק מסירת גן יעילה יותר ברשתית שבו ILM נפגעת. כלים הנגיפיים אלה בשילוב עם ניתוח אימונוהיסטוכימיה והדם-DNA לשפוך אור על מצבם של חסמי רשתית במחלה.
תאי מולר הם המרכיב העיקרי גליה של הרשתית. מורפולוגית, הם משתרעים על פני רשתית רדיאלית וendfeet, במגע עם הזגוגית, להתמודד ILM ורכיבים סודיים של זה האחרון. ILM הוא קרום במרתף מורכב מעשרה חלבונים שונים תאיים מטריצה (laminin, Agrin, perlecan, nidogen, קולגן וכמה proteoglycans סולפט הפרין). במהלך פיתוח, הנוכחות שלה היא הכרחית עבור histogenesis רשתית, ניווט של אקסונים האופטיים, והישרדות של תאי הגנגליון 1-3. עם זאת, ILM הוא בלתי חיוני ברשתית מבוגרת וניתן להסיר בניתוח בפתולוגיות מסוימות מבלי לגרום לניזק לרשתית 4. בריפוי גנטי, קרום זה הופך להיות מכשול פיזי לתמרה יעילה של הרשתית באמצעות AAVs על ידי הזרקת תוך 5.
דרך arborization הנרחב של התהליכים שלהם, תאי מולר לספק suppo התזונתי והרגולציהrt לשני נוירונים ברשתית ותאי כלי דם. תאי מולר מעורבים גם בוויסות של הומאוסטזיס ברשתית, בהקמה והתחזוקה של BRB 6. צמתים הדוקים בין תאי האנדותל נימי רשתית, תאי מולר, האסטרוציטים וpericytes יוצרים BRB. BRB מונע מחומרים מסוימים מלהיכנס למחלות רבות כמו retina.In רטינופתיה סוכרתית, חסימת וריד רשתית ומחלות בדרכי הנשימה, חוסר חמצן של הרשתית גורם לדליפה באמצעות 7-9 BRB. קרע זה קשור לעלייה בחדירות כלי דם שמובילה לבצקת vasogenic, היפרדות רשתית ופגיעה ברשתית.
תאי מולר קשורים באופן הדוק עם כלי דם והקרום במרתף, ששיחקו תפקיד חשוב בשתי יושרת BRB וILM. כתוצאה מכך, תיוג תאי גליה מולר הוא רלוונטי במיוחד למחקר של המצב הפיזי של מחסומי רשתית אלה.
קלאסיברית, חדירות BRB נמדדות באמצעות assay הכחול אוונס המורכב מהזרקה המערכתית של צבע הכחול אוונס, אשר נקשר אינה קוולנטית לאלבומין פלזמה. assay זה מודד את דליפת אלבומין (חלבון בגודל ביניים, ~ 66 KDA) מכלי דם לתוך הרשתית (ראה פרוטוקולי סעיף 5) 10. לחלופין, הדליפה של כלי הדם ניתן דמיינה ידי אנגיוגרפיה הקרינה רשתית המעידה על דליפה של העמסה (מולקולה קטנה, ~ 359 Da; ראה סעיף פרוטוקולים 6) 11. עם זאת, בשתי השיטות מאפשרות הערכה של חדירות BRB למולקולות קטנות וחלבונים אבל הם לא מספקים מידע על יושר ILM.
לפיכך, ללמוד חדירות BRB, השתמשנו בשיטה המבוססת AAV שנותנת מידע על חדירות BRB למולקולות גדולות יותר (חלקיקי AAV למשל,, 25 בקוטר ננומטר). ואכן, השיטה שלנו יכולה לזהות נוכחות של transgene AAV בדם, שהייתי מציעה ש~ חלקיקי 25 ננומטר קוטר הייתתוכל לחדור לזרם הדם. שיטה זו גם מספקת מידע על המבנה של ILM וחלבוני מטריצה תאיים במצבים פתולוגיים. שתי גרסאות AAV שימושיות למחקר כזה: AAV5 וShH10. הזריק Subretinally, יש AAV5 כמיהות טבעיות לקולטניים אור ואפיתל הפיגמנט ברשתית 12 אבל זה לא יכול להעביר לרשתית החיצונית כאשר מנוהלים לתוך הזגוגית ברשתית wild-type עם ILM שלם 5,13. ShH10 היא גרסת AAV שתוכנן במיוחד כדי למקד את תאי גלייה על נוירונים 14,15. ShH10 סלקטיבי תוויות בתאי מולר בשתי רשתיות בריאים וחולה עם התייעלות ברשתית עם מחסומים נפרצו 16. כלים הנגיפיים אלה בשילוב עם immuhistochemistry ובדיקות הדם-DNA לספק מידע על מצבם של חסמי רשתית ומעורבותם במחלה (איור 1).
כל בעלי החיים ששמשו במחקר זה טופלו ויטופלו בהתאם להצהרת Arvo לשימוש בבעלי חיים ברפואת עיניים ומחקר חזון.
1. הפקת רקומביננטי AAV (rAAV) על ידי חלוף Transfection של HEK-293 תאים 17,18
הערה: ראה מקלור C, יופיטר (2011) 19.
2. הזרקת תוך של AAV
3. אימונוהיסטוכימיה
4. ניתוח PCR של דגימות דם עכבר
5. אופציונאלי אוונס הכחול שיטה
הערה: לכמת חדירות כלי דם על ידי מדידת דליפת אלבומין מכלי דם לרשתית בשיטה הכחולה אוונס 10.
6. אופציונאלי ההעמסה אנגיוגרפיה
הערה: דליפה מכלי דם ברשתית בעכברים ניתן דמיינה ידי הזרקת intraperitoneal של והעמסת נתרן.
אנו מצפים לתמרת רשתית של תאי גליה מולר באמצעות ShH10 אם מודל החיה מראה הפרעות במבנה של ILM (איור 2 א - ב). לדוגמא, הראינו כי בהעדר Dp71, מטרות ShH10 במיוחד אבל בצורה יעילה יותר Müller תאי גלייה ידי הזרקת תוך, המצביעים על חדירות מוגברות של ILM בקו העכבר הזה בהשוואה לע?...
BRB מסדיר את חילופי מולקולות בין הדם לרשתית. התמוטטותה קשורה למחלות שונות כגון רטינופתיה סוכרתית או ניוון מקולרים הקשור לגיל (AMD). לאחרונה הראו כי בעכבר דיסטרופין נוק-אאוט, אשר מציג BRB החדיר, הרשתית הופכת להיות יותר מתירנית למסירת הגן בתיווכו של וקטורי adeno הקשורים ויראל?...
The authors have nothing to disclose.
We thank the imaging platform of the Institut de la Vision. We acknowledge the French Muscular Dystrophy Association (AFM) for a PhD fellowship to O.V. and Allergan INC. This work performed in the frame of the LABEX LIFESENSES [reference ANR-10-LABX-65] was supported by French state funds managed by the ANR. We thank Peggy Barbe, and Mélissa Desrosiers for technical assistance with AAV preparations. We are grateful to Stéphane Fouquet for excellent technical assistance in confocal microscopy and his expert input with the interpretation of the results.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
C57BL6J mice strain | JANVIER LABS | mice | |
Ketamine 500 | Virbac France | anesthetic | |
Xylazine Rompun 2% | Bayer Healthcare | anesthetic | |
Neosynephrine 5% Faure | Europhta | dilatant | |
Mydriaticum 0.5% | Thea | dilatant | |
Sterdex | Novartis | anti-inflammatory | |
Cryomatrix embedding resin | Thermo Scientific | 6769006 | |
Superfrost Plus Adhesion Slides | Thermo Scientific | 10143352 | slides |
anti-laminin | Sigma | L9393 | antibody |
anti-rhodopsin clone 4D2 | Millipore | MABN15 | antibody |
anti-glutamine synthetase clone GS-6 | Millipore | MAB302 | antibody |
Anti-Glial Fibrillary Acidic Protein | Dako | 334 | antibody |
PNA Lectin | Invitrogen | L32459 | probe |
Alexa fluor conjugated secondary antibodies | Invitrogen | antibody | |
Fluorsave reagent | Calbiochem | 345789 | mounting medium |
QIAmp DNA Micro Kit | QIAGEN | 56304 | |
GoTaq DNA polymerase | Promega | M3001 | |
Evans Blue dye | Sigma | E2129 | dye |
5 µm filter | Millipore | ||
Sodium citrate | Sigma | S1804 | |
Citric acid | Sigma | C1909-2.5KG | |
Formamide spectrophotometric | Sigma | 295876-2L | |
Fluorescein | Sigma | F2456 | dye |
Micron III | Phoenix Research Labs | Microscopy system based on 3-CCD color camera, frame grabber, and off-the-shelf software enables researchers to image mouse retinas. | |
Insulin Syringes | Terumo | SS30M3109 | |
Syringe 10 µl Hamilton | Dutscher | 74487 | Seringue 1701 |
Needle RN G33, 25 mm, PST 2 | Fisher Scientific | 11530332 | Intravitreal Injection |
UltraMicroPump UMP3 | World Precision Instruments | UMP3 | Versatile injector uses microsyringes to deliver picoliter volumes |
UltraMicroPump (UMP3) (one) with SYS-Micro4 Controller | UMP3-1 | Digital controller | |
Binocular magnifier SZ76 | ADVILAB | ADV-76B2 | Zoom 0.66 x 5 x LEDs with stand epi and dia / Retinas dissection |
Spring scissors straight - 8.5 cm | Bionic France S.a.r.l | 15003-08 | Retinas dissection |
curved Vanna scissor | 15004-08 | ||
Pince Dumont 5 | 11254-20 | ||
Veriti 96-Well Thermal Cycler | Life technologies | 4375786 | Thermocycler |
Ultrasonic cleaner | Laboratory Supplies | G1125P1T | |
Nanosep 30k omega tubes | VWR | ||
Speedvac | Fisher Scientific | SC 110 A | |
Spectrofluorometer | TECAN | infinite M1000 |
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