Name: trabecular meshwork response to pressure elevation in the living human eye
Uploaded: 2015-06-20T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 3 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Trabecular Meshwork Response to Pressure Elevation in the Living Human Eye at JoVE.com

Supported in part by National Institute of Health contracts R01-EY13178, and P30-EY08098 (Bethesda, MD), the Eye and Ear Foundation (Pittsburgh, PA), and unrestricted grants from Research to Prevent Blindness (New York, NY).

倫理声明：対象の募集が開始される前に承認が医学のピッツバーグ大学の学校の治験審査委員会から入手しました。すべての被験者は研究への参加の前に書面によるインフォームドコンセントを提供しました。 1.データ集録<ol><li>圧力標高<ol><li>眼に0.5％のプロパラカインを一滴点眼することにより、ベースライン測定値（IOPとOCTの測定値）を取ります。有効性のために3分を待ちます。 </li><li>ゆっくり眼底血圧計、コホート1で30グラム、および5で、時間強膜に圧力を適用し、次のようにコホート2の10グラムは、その後、所望の（IOPおよび10月）の測定値を取ります<ol><li> IOP測定<ol><li>ベースラインIOPを測定します。 1.1節で説明したように圧力を上昇させます。 </li><li>コホート1では、0.5％のプロパラカインを一滴を植え付ける効果について3分を可能にし、強膜に圧力の30グラムを適用します。圧力が印加されている間、次のmanufa眼圧計を用いてIOPを測定しますcturerの指示。 </li><li>コホート2においては、0.5％のプロパラカインを一滴を植え付ける効果について3分を許可し、眼底血圧計を使用して強膜圧力の5グラムを適用します。製造者の指示に従って眼圧計を使用して、圧力上昇時にIOPを測定します。 <ol><li> 5gの測定後5分待ってください。 </li><li>眼底血圧計によって強膜圧力の10グラムを適用し、製造者の指示に従って眼圧計を使用して、圧力上昇時にIOPを測定します。研究レコードにIOP、条件（ すなわち、ベースラインまたは10グラム）を記録。 </li></ol></li></ol></li><li> 10月スキャン<ol><li> 10月スキャナの被写体を固定します。新しい主題のために患者の人口統計学的データを入力するか、または以前にスキャン対象のため10月データベースから人口統計データをリコール。 </li><li>前部512×128スキャンプロトコルを選択します。映像ウィンドウに目を中央に配置します。スキャナとの間の距離を減少させます眼角膜断面画像は、スキャンウィンドウに表示されるまで、 </li><li>口頭のコマンドを使用すると、鼻の方向に患者視線を向けることによって、スキャンウィンドウの中心に時間的な輪部を配置します</li><li>ベースラインスキャンを取得し、品質のスキャンを確認します。許容可能な場合は、保存して、許容できない場合は、この手順を繰り返します。 <ol><li>そこには点滅していない、との角度は、画像のエッジから離れて漂流または上部に反転することなく、ボリューム全体で可視化されている場合はスキャンを受け入れます。 </li></ol></li><li> 、0.5％のプロパラカインを一滴を植え付ける有効性について3分を可能にし、1.3.5まで手順1.3.2を繰り返します。 </li><li>コホート1は、眼底血圧計により強膜圧力を30gを適用し、圧力を印加している間にスキャンを取得します。圧力を除去し、高品質のスキャンを確認します。許容可能な場合は、保存して、許容できない場合は、この手順を繰り返します。 </li><li>コホート2では、ophthalmodynamomにより強膜圧力を5g適用圧力が印加されている間計、及びスキャンを取得します。圧力を除去し、高品質のスキャンを確認します。許容可能な場合は、保存して、許容できない場合は、この手順を繰り返します。 </li><li>目が5グラム圧力摂動から回復することができ、5分待ってください。 </li><li>コホート2では、眼底血圧計により強膜圧力10gを適用し、圧力を印加している間にスキャンを取得します。圧力を除去し、高品質のスキャンを確認します。許容可能な場合は、保存して、許容できない場合は、この手順を繰り返します。 </li><li>研究レコードにスキャン時間、条件（ すなわち、ベースラインまたは10グラム）と場所を記録します。 </li></ol></li></ol></li></ol></li></ol> 2.データ処理<ol><li> OCTに大容量のUSBストレージデバイスを接続します。 OCTの[レコード]メニューから「 エクスポート 」 を選択します。 USBドライブ上のファイルをエクスポートするためのファイルの場所を指定します。 「.zipファイル」オプションの選択を解除します。 SCのために患者名を入力してくださいエクスポートするANS、およびエクスポートするスキャンを選択します。エクスポートを開始します。 </li><li>エクスポートが完了すると、USBドライブをアンマウントし、OCTから削除します。画像処理ワークステーションにエクスポート画像を含む大容量のUSBドライブを接続します。 </li><li>この場合のImageJで画像処理プログラムを起動します。 </li><li>生の画像データをインポートします。ファイルメニューから&quot; - - &gt; [インポート]&gt; [RAWファイル 」 を選択します。 「_cube_raw.img」で終わるUSBドライブから処理するとファイルを選択します。 </li><li>元の画像データが変更されずに保存されるように、新しい名前を使用してインポートファイルを保存します（http://www.ori.dhhs.gov/education/products/RIandImages）。 </li><li>次のようにインポートパラメータを入力し、画像の種類：8ビット、幅：512、高さ：1024、オフセット：0;イメージの数：128。 </li><li>プラグインメニューから&quot;&gt; STACKREG - - &gt;のR egistrationプラグイン 」を選択します。とし、 &quot; リジッドボディを選択&quot;オプション。整列スタックを保存するには、次に&quot; - - &gt;名前を付けて保存]&gt; [TIFFファイル 」 を選択します。 </li><li> &quot; - &gt;フィルタ- &gt;平均3Dプロセス 」プロセスメニューからを選択します。フィルタオプションとしてパラメータX = 1、Y = 1、Z = 1を入力します。二回、この手順を繰り返します。 </li><li>平均スタックを保存する&quot; - - &gt;名前を付けて保存]&gt; [TIFFファイル 」 を選択します。アクティブなスタックのフレーム1に移動し、マウスホイールを回転。 </li><li> 「 プロセス- &gt;ローカルコントラスト（CLAHE）強化」を選択Processingメニューからを。 31、ヒストグラムのビン：256、最大勾配：5、マスク：パラメーター·ブロック·サイズを使用しなし、および「高速」オプションをチェックします。次のフレームに進めるために、右矢印キーを使用します。 </li><li>局所コントラスト（CLAHE）を高める&gt;アクティブなスタックのフレーム2に移動し、PROCESS-を繰り返します。すべてのフレームが造影を持っていたまで繰り返します。 </li><li> &quot; - &gt;名前を付けて保存] - &gt; [TIFFファイル 」 を選択します;造影スタックを保存します。イメージメニューから次に&quot;&gt;サイズ- - &gt;イメージ調整 」 を選択します。 「 アスペクト比を固定 」オプションの選択を解除し、その後、幅を入力します。2048、高さ：1024の値を。 </li><li>イメージメニューから&quot; - - &gt;変形&gt;垂直フリップ画像 」 を選択します。次に、「 分析- &gt;セットスケール 」を選択し分析メニューから。 2048、既知の距離：距離をピクセル単位で入力し4,000、およびピクセル縦横比：1、し、[OK]をクリックします。 1のアスペクト比スタック：校正さ1を保存する&quot; - - &gt;名前を付けて保存]&gt; [TIFFファイル 」 を選択します。 </li><li>視覚的にスキャン内の基準点として機能する独特の血管交差を識別するためにスキャンを検討するために、ゆっくりと、マウスホイールを回転。分析スプレッドシートの画像番号と参照フレーム番号を記録します。 </li><li>第1の測定フレームに移動するには、左矢印キーを15回押します。 「フリーハンドSelectionsRを選択21;ツールバーからツール。 </li><li> SCの中央にマウスを置き、上矢印キーを押します。 SCは、画面をいっぱいになるまで、この手順を繰り返します。 </li><li>マウスで境界線を周回して、手動でセグメントSC。現在の画像フレームのためのコントロール（CTRL）キーを押しながらDを保持します。 Ctrlキーを押しながら、Enterキーを押しM.は、解析スプレッドシートにSC断面積と測定フレーム数の測定を転写。概説エリアの選択を解除します。 3回右矢印キーを押してください。 SCは10フレームで測定されるまで、この手順を繰り返します。 </li><li>第1の測定フレームに戻るには左矢印をキー30回押します。 </li><li>ツールバーから直線セグメントツールを選択します。 </li><li> SC上の最前方に後方-ほとんどの場所から直線を引きます。現在のフレームのみの制御キーを押しながらDを保持します。分析のスプレッドシートへのコントロールキーを押しM.議事録SC長とフレーム番号を保持します。概説エリアの選択を解除します。右矢印キーを押します3回。 SC長がSC断面積と同じ10フレームで測定されるまで、この手順を繰り返します。 </li><li>長さの測定により面積測定を分割して外壁の距離（SC-IOWD）までの平均SC内壁を計算するために、分析のスプレッドシートに式SC-IOWD = SC-CSA /軸方向の長さを挿入します。 </li><li>第1の測定フレームに戻るには左矢印をキー30回押します。 </li><li>ツールバーから直線セグメントツールを選択します。 </li><li>最前方小柱網及び前房の国境にSC上から直線を引きます。ラインが​​境界に垂直であることを確認してください。 M.その後、Ctrlキーを押しDを保持します</li><li> SCの後方最も場所とTMの境界線と前房からの線を引きます。国境に垂直なその行を確認してください。制御した後、[D]を押して、Mを保持します</li><li> SCおよびTMの境界と前室の中心から線を引きます。 LINていることを確認してください国境に垂直な電子。現在のフレームのみの制御キーを押しながらDを保持します。 </li><li>分析スプレッドシートに3 TM厚さ測定およびフレーム番号を転写します。このプレスを3回右矢印キーの操作を行います。 TMの厚さはSC断面積と同じ10フレームで測定されるまで、この手順を繰り返します。 </li></ol>

<ol>
	<li>Quigley, H. A., Broman, A. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+number+of+people+with+glaucoma+worldwide+2010+and+2020.">The number of people with glaucoma worldwide 2010 and 2020.</a> The British journal of ophthalmolog. 90, 262-267 (2006).</li><li>Sommer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationship+between+intraocular+pressure+and+primary+open+angle+glaucoma+among+white+and+black+Americans.+The+Baltimore+Eye+Survey.">Relationship between intraocular pressure and primary open angle glaucoma among white and black Americans. The Baltimore Eye Survey.</a> Archives of ophthalmolog. 109, 1090-1095 (1991).</li><li>Sommer, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Racial+differences+in+the+cause-specific+prevalence+of+blindness+in+east+Baltimore.">Racial differences in the cause-specific prevalence of blindness in east Baltimore.</a> The New England journal of medicin. 325, 1412-1417 (1991).</li><li>Leske, M. C., Connell, A. M., Wu, S. Y., Hyman, L., Schachat, A. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+intraocular+pressure.">Distribution of intraocular pressure.</a> The Barbados Eye Study. Archives of ophthalmolog. 115, 1051-1057 (1997).</li><li>Leske, M. C., Wu, S. Y., Hennis, A., Honkanen, R., Nemesure, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Risk+factors+for+incident+open-angle+glaucoma:+the+Barbados+Eye+Studies.">Risk factors for incident open-angle glaucoma: the Barbados Eye Studies.</a> Ophthalmolog. 115, 85-93 (2008).</li><li>Mitchell, P., Lee, A. J., Rochtchina, E., Wang, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Open-angle+glaucoma+and+systemic+hypertension:+the+blue+mountains+eye+study.">Open-angle glaucoma and systemic hypertension: the blue mountains eye study.</a> Journal of glaucom. 13, 319-326 (2004).</li><li>Mitchell, P., Smith, W., Attebo, K., Healey, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prevalence+of+open-angle+glaucoma+in+Australia.+The+Blue+Mountains+Eye+Study.">Prevalence of open-angle glaucoma in Australia. The Blue Mountains Eye Study.</a> Ophthalmolog. 103, 1661-1669 (1996).</li><li>Gabelt, B., Kaufman, P., Kaufman, P. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Adler's Physiology of the Ey. , 237-289 (2003).</li><li>Grant, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+aqueous+perfusion+in+enucleated+human+eyes).">Experimental aqueous perfusion in enucleated human eyes).</a> Archives of ophthalmolog. 69, 783-801 (1963).</li><li>Jocson, V. L., Sears, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Experimental+aqueous+perfusion+in+enucleated+human+eyes.+Results+after+obstruction+of+Schlemm's+canal.">Experimental aqueous perfusion in enucleated human eyes. Results after obstruction of Schlemm's canal.</a> Archives of ophthalmolog. 86, 65-71 (1971).</li><li>Maepea, O., Bill, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressures+in+the+juxtacanalicular+tissue+and+Schlemm's+canal+in+monkeys.">Pressures in the juxtacanalicular tissue and Schlemm's canal in monkeys.</a> Experimental eye researc. 54, 879-883 (1992).</li><li>Johnstone, M. A., Grant, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pressure-dependent+changes+in+structures+of+the+aqueous+outflow+system+of+human+and+monkey+eyes.">Pressure-dependent changes in structures of the aqueous outflow system of human and monkey eyes.</a> American journal of ophthalmolog. 75, 365-383 (1973).</li><li>Overby, D. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+mechanobiology+of+Schlemm's+canal+endothelial+cells+in+glaucoma.">Altered mechanobiology of Schlemm's canal endothelial cells in glaucoma.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Americ. , (2014).</li><li>Allingham, R. R., de Kater, A. W., Ethier, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Schlemm's+canal+and+primary+open+angle+glaucoma:+correlation+between+Schlemm's+canal+dimensions+and+outflow+facility.">Schlemm's canal and primary open angle glaucoma: correlation between Schlemm's canal dimensions and outflow facility.</a> Experimental eye researc. 62, 101-109 (1996).</li><li>Camras, L. J., Stamer, W. D., Epstein, D., Gonzalez, P., Yuan, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+trabecular+meshwork+stiffness+on+outflow+facility+in+normal+human+and+porcine+eyes.">Differential effects of trabecular meshwork stiffness on outflow facility in normal human and porcine eyes.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual scienc. 53, 5242-5250 (2012).</li><li>Last, J. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Elastic+modulus+determination+of+normal+and+glaucomatous+human+trabecular+meshwork.">Elastic modulus determination of normal and glaucomatous human trabecular meshwork.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual. 52, 2147-2152 (2011).</li><li>Lutjen-Drecoll, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+morphology+of+the+trabecular+meshwork+in+primate+eyes.">Functional morphology of the trabecular meshwork in primate eyes.</a> Progress in retinal and eye researc. 18, 91-119 (1999).</li><li>Li, G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pilocarpine-induced+dilation+of+Schlemm's+canal+and+prevention+of+lumen+collapse+at+elevated+intraocular+pressures+in+living+mice+visualized+by+OCT.">Pilocarpine-induced dilation of Schlemm's canal and prevention of lumen collapse at elevated intraocular pressures in living mice visualized by OCT.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual scienc. 55, 3737-3746 (2014).</li><li>Francis, A. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphometric+analysis+of+aqueous+humor+outflow+structures+with+spectral-domain+optical+coherence+tomography.">Morphometric analysis of aqueous humor outflow structures with spectral-domain optical coherence tomography.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual. 53, 5198-5207 (2012).</li><li>Kagemann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=3D+visualization+of+aqueous+humor+outflow+structures+in-situ+in+humans.">3D visualization of aqueous humor outflow structures in-situ in humans.</a> Experimental eye researc. 93, 308-315 (2011).</li><li>Kagemann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+assessment+of+Schlemm's+canal+by+spectral-domain+optical+coherence+tomography.">Identification and assessment of Schlemm's canal by spectral-domain optical coherence tomography.</a> Investigative ophthalmolog., &amp; visual. 51, 4054-4059 (2010).</li><li>Kagemann, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IOP+Elevation+Reduces+Schlemm's+Canal+Cross-sectional+Area.">IOP Elevation Reduces Schlemm's Canal Cross-sectional Area.</a> Investigative ophthalmolog &amp; visual scienc. , (2014).</li></ol>

博士シューマンはツァイス社にマサチューセッツ工科大学マサチューセッツ目と耳診療所によってライセンス知的財産のためのロイヤリティを受け取りました

本技術は、SCの崩壊を定量化するため、軟組織の機械的応答の非侵襲的観察を利用しています。ヒト死体の目を使用して、今後の作業は、解剖後の組織のたわみを、実際の組織の剛性を校正するために必要とされます。しかし、このような研究は、以前の流出モデルの同様の制限を受けます。具体的には、組織の緊張に住んでいる筋肉の寄与が存在しないこと。生きている哺乳動物の眼のモ?...

緑内障は、不可逆的な失明1の世界第二の主要な原因です。上昇した眼内圧（IOP）は緑内障2-7の存在および進行の主要な原因となる危険因子です。 &#160; IOPは、房水8の形成と流出とのバランスによって調節されます。最大の流出抵抗の位置はjuxtacanicular組織とシュレム管（SC）の内壁、SCと小柱網（TM）9-11との間のインタフェースです。 TM剛性はIOPの上昇に直面してSCの崩壊の防止に寄与することができるが、Overby ら 12は、最近でIOPの上昇につながる、細孔の形成を阻害、増加SC内皮硬化をもたらす、緑内障における遺伝子発現が変化することを実証しました緑内障の眼13。 TMの形態および剛性はTを強調し、流出施設14,15と相関します彼は、その生体力学的特性を測定する必要があります。 TMの原子間力顕微鏡の測定は、緑内障（4.0キロパスカル）16のないドナーからの目と比較して、緑内障患者（81キロパスカル）から寄贈された目に上昇した剛性を示しているが、これらの測定は、解剖ex vivoでの組織で行われました。後部TMは、外側lamellatedとcribiform TM 17に挿入縦筋細胞の前方腱を介して毛様体筋に固定されています。毛様体筋（CM）活性が上昇したTM剛性17を模倣する、TMの張りを増大させることができます。平滑筋の摂動により誘導されるSCの崩壊に抵抗の変化を観察する能力は、動物モデル18に示されています。我々は、非侵襲的に画像化する能力に遠位人間の目に住み、スペクトルドメイン光コヒーレンストモグラフィー（OCT）を使用して、SCを含むの主房水流出システムを実証しています&lt;SUP&gt; 19-21。この技術を用いて、我々は、急性IOP上昇22 TMおよびSCの形態学的応答を定量化する能力を実証しました。 本明細書に記載される方法の全体的な目標は、in situで生体組織における急性IOP上昇に住ん流出路の形態学的応答を定量化することでした。この技術は、解剖組織において行わ公開測定と比較して、TM剛性のTM及びCM内の両方収縮繊維活性の寄与を含む、生理学的条件下でTMを検査するという利点を有します。機械TM応答の観察にこの技術を適用することの理論的根拠は、それは我々が今流出抵抗とIOP規制13に直接リンクすることがわかっているTMの機械的挙動にそうでなければ利用できない洞察を提供してくれていることです。全体の剛性、小さなギンザケに対する収縮組織の寄与を識別するために、被験者のRTはなく、かつトロピカミドの投与による平滑筋活動の抑制とを調べました。

<table><tbody><tr><td>Spectral Domain OCT</td><td>Zeiss</td><td>Cirrus</td><td></td></tr><tr><td>Imaging Workstation</td><td>Apple</td><td>iMac</td><td></td></tr><tr><td>Ophthalmodynamometer</td><td>Baillairt Matalene Ophthalmodynamometer, Surgical instruments CO., Inc. New York, NY</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Image Processing Program</td><td>rsb.info.nih.gov/ij</td><td>ImageJ, FIJI</td><td></td></tr></tbody></table>

trabecular meshwork response to pressure elevation in the living human eye

小柱網（TM）の機械的特性は、流出抵抗及び眼圧（IOP）の調節にリンクされています。この手法の理論的根拠は、急性IOP上昇へのTMの機械的応答の直接観察です。スキャンの前に、IOPはベースライン時とIOP上昇の間に測定されます。輪部は、ベースラインにおけるスペクトルドメイン光コヒーレンストモグラフィーによってスキャンされ、IOP上昇中（眼底血圧計（ODM）30gの力で適用されます）。スキャンは、ImageJのを使用して、房水の流出経路の可視化を強化するために処理されます。血管のランドマークは、ベースライン及びIOP上昇スキャンボリュームにおける対応する位置を識別するために使用されます。シュレム管（SC）断面積（SC-CSA）とその長軸に沿って後方より前方からSCの長さは、SCの1ミリメートルのセグメント内の10箇所に手動で測定されます。平均外壁距離（短軸長）には、その内部で割っSCの面積として計算されます。長軸の長さ。効果IOP上昇に隣接する組織の寄与を調べるために、測定は、トロピカミド点眼と平滑筋の弛緩なしとで繰り返されています。 SCへのTMの移行は、TM剛性によって抵抗されていますが、毛様体内の隣接する平滑筋への取り付けのサポートによって強化されています。この技術は、人間の眼内での生理的条件下で、in situでの圧力上昇に生きているヒトTM応答を測定する最初のものです。

これらのデータ収集及び画像解析技術を用いて、そのようなSC断面積と流出路にIOPにおける大小の変化の影響を形態学的パラメータが得られる（ 図1）。我々は、断面積の大きな減少によって表されるようにIOP上昇の高レベルは、SCの観察可能な崩壊を作り出すことがわかります。眼は、SC-CSA（ 図1）の変化の欠如によって証明されるように、IOPの小さな増加に対応す?...

Watch this Scientific Journal Video about Trabecular Meshwork Response to Pressure Elevation in the Living Human Eye at JoVE.com

Trabecular Meshwork Response to Pressure Elevation in the Living Human Eye

シュレム管の空間内に、小柱網（TM）の移行は、眼底血圧計により、急性の圧力上昇によって誘導され、そしてスペクトル領域光コヒーレンス断層撮影法により観察することができます。この方法の目的は、 その場で生体組織における急性の圧力上昇に住ん流出路の形態学的応答を定量化することです。

生きている人間の目で圧力上昇を小柱網の対応

The mechanical characteristics of the trabecular meshwork (TM) are linked to outflow resistance and intraocular pressure (IOP) regulation. The rationale ...

trabecular-meshwork-response-to-pressure-elevation-living-human

Research

JoVE Journal

Medicine

9.9K ビュー.  University of Pittsburgh School of Medicine. シュレム管の空間内に、小柱網（TM）の移行は、眼底血圧計により、急性の圧力上昇によって誘導され、そしてスペクトル領域光コヒーレンス断層撮影法により観察することができます。この方法の目的は、 その場で生体組織における急性の圧力上昇に住ん流出路の形態学的応答を定量化することです。 

ビデオ: Trabecular Meshwork Response to Pressure Elevation in the Living Human Eye

Experimental Glaucoma Induced by Ocular Injection of Magnetic Microspheres

Progress in understanding the pathophysiology, and providing novel treatments for glaucoma is dependent on good animal models of the disease. We present here a protocol for elevating intraocular pressure (IOP) in the rat, by injecting magnetic microspheres into the anterior chamber of the eye. The use of magnetic particles allows the user to manipulate the beads into the iridocorneal angle, thus providing a very effective blockade of fluid outflow from the trabecular meshwork. This leads to long-lasting IOP rises, and eventually neuronal death in the ganglion cell layer (GCL) as well as optic nerve pathology, as seen in patients with the disease. This method is simple to perform, as it does not require machinery, specialist surgical skills, or many hours of practice to perfect. Furthermore, the pressure elevations are very robust, and reinjection of the magnetic microspheres is not usually required unlike in some other models using plastic beads. Additionally, we believe this method is suitable for adaptation for the mouse eye.

We present a method for inducing elevated intraocular pressure (IOP), by injecting magnetic microspheres into the rat eye, to model glaucoma. This leads to strong pressure rises, and extensive neuronal death. This protocol is easy to perform, does not require repeat injections, and produces stable long-lasting IOP rises.

磁気マイクロスフェアの眼注射によって誘発実験緑内障

Progress in understanding the pathophysiology, and providing novel treatments for glaucoma is dependent on good animal models of the disease. We present ...

医学

A Magnetic Microbead Occlusion Model to Induce Ocular Hypertension-Dependent Glaucoma in Mice

The use of rodent models of glaucoma has been essential to understand the molecular mechanisms that underlie the pathophysiology of this multifactorial neurodegenerative disease. With the advent of numerous transgenic mouse lines, there is increasing interest in inducible murine models of ocular hypertension. Here, we present an occlusion model of glaucoma based on the injection of magnetic microbeads into the anterior chamber of the eye using a modified microneedle with a facetted bevel. The magnetic microbeads are attracted to the iridocorneal angle using a handheld magnet to block the drainage of aqueous humour from the anterior chamber. This disruption in aqueous dynamics results in a steady elevation of intraocular pressure, which subsequently leads to the loss of retinal ganglion cells, as observed in human glaucoma patients. The microbead occlusion model presented in this manuscript is simple compared to other inducible models of glaucoma and also highly effective and reproducible. Importantly, the modifications presented here minimize common issues that often arise in occlusion models. First, the use of a bevelled glass microneedle prevents backflow of microbeads and ensures that minimal damage occurs to the cornea during the injection, thus reducing injury-related effects. Second, the use of magnetic microbeads ensures the ability to attract most beads to the iridocorneal angle, effectively reducing the number of beads floating in the anterior chamber avoiding contact with other structures (e.g., iris, lens). Lastly, the use of a handheld magnet allows flexibility when handling the small mouse eye to efficiently direct the magnetic microbeads and ensure that there is little reflux of the microbeads from the eye when the microneedle is withdrawn. In summary, the microbead occlusion mouse model presented here is a powerful investigative tool to study neurodegenerative changes that occur during the onset and progression of glaucoma.

Here, we present a protocol to induce ocular hypertension in the murine eye that results in the loss of retinal ganglion cells as observed in glaucoma. Magnetic microbeads are injected into the anterior chamber and attracted to the iridocorneal angle using a magnet to block the outflow of aqueous humour.

磁気マイクロビーズ閉塞モデルマウスにおける緑内障高眼圧症依存誘導すること

The use of rodent models of glaucoma has been essential to understand the molecular mechanisms that underlie the pathophysiology of this multifactorial ...

Glaucoma-inducing Procedure in an In Vivo Rat Model and Whole-mount Retina Preparation

Glaucoma is a disease of the central nervous system affecting retinal ganglion cells (RGCs). RGC axons making up the optic nerve carry visual input to the brain for visual perception. Damage to RGCs and their axons leads to vision loss and/or blindness. Although the specific cause of glaucoma is unknown, the primary risk factor for the disease is an elevated intraocular pressure. Glaucoma-inducing procedures in animal models are a valuable tool to researchers studying the mechanism of RGC death. Such information can lead to the development of effective neuroprotective treatments that could aid in the prevention of vision loss. The protocol in this paper describes a method of inducing glaucoma - like conditions in an in vivo rat model where 50 &#181;l of 2 M hypertonic saline is injected into the episcleral venous plexus. Blanching of the vessels indicates successful injection. This procedure causes loss of RGCs to simulate glaucoma. One month following injection, animals are sacrificed and eyes are removed. Next, the cornea, lens, and vitreous are removed to make an eyecup. The retina is then peeled from the back of the eye and pinned onto sylgard dishes using cactus needles. At this point, neurons in the retina can be stained for analysis. Results from this lab show that approximately 25% of RGCs are lost within one month of the procedure when compared to internal controls. This procedure allows for quantitative analysis of retinal ganglion cell death in an in vivo rat glaucoma model.

Glaucoma-inducing Procedure in an In Vivo Rat Model and Whole-mount Retina Preparation

Glaucoma is characterized by damage to retinal ganglion cells. Inducing glaucoma in animal models can provide insight into the study of this disease. Here, we outline a procedure that induces loss of RGCs in an in vivo rat model and demonstrates the preparation of whole-mount retinas for analysis.

緑内障誘導の手順<em&gt;インビボ</em&gt;ラットモデルと全体のマウント網膜準備

Glaucoma is a disease of the central nervous system affecting retinal ganglion cells (RGCs). RGC axons making up the optic nerve carry visual input to the ...

A Model of Glaucoma Induced by Circumlimbal Suture in Rats and Mice

The circumlimbal suture is a technique for inducing experimental glaucoma in rodents by chronically elevating intraocular pressure (IOP), a well-known risk factor for glaucoma. This protocol demonstrates a step-by-step guide on this technique in Long Evans rats and C57BL/6 mice. Under general anesthesia, a "purse-string" suture is applied on the conjunctiva, around the equator and behind the limbus of the eye. The fellow eye serves as an untreated control. Over the duration of our study, which was a period of 8 weeks for rats and 12 weeks for mice, IOP remained elevated, as measured regularly by rebound tonometry in conscious animals without topical anesthesia. In both species, the sutured eyes showed electroretinogram features consistent with preferential inner retinal dysfunction. Optical coherence tomography showed selective thinning of the retinal nerve fiber layer. Histology of the rat retina in cross-section found reduced cell density in the ganglion cell layer, but no change in other cellular layers. Staining of flat-mounted mouse retinae with a ganglion cell specific marker (RBPMS) confirmed ganglion cell loss. The circumlimbal suture is a simple, minimally invasive and cost-effective way to induce ocular hypertension that leads to ganglion cell injury in both rats and mice.

Chronic ocular hypertension is induced by applying a circumlimbal suture in rats and mice, leading to functional and structural deterioration of the retinal ganglion cells consistent with glaucoma.

ラットおよびマウスの Circumlimbal 縫合による緑内障のモデル

The circumlimbal suture is a technique for inducing experimental glaucoma in rodents by chronically elevating intraocular pressure (IOP), a well-known ...

Translaminar Autonomous System Model for the Modulation of Intraocular and Intracranial Pressure in Human Donor Posterior Segments

There is a current unmet need for a new preclinical human model that can target disease etiology ex vivo using intracranial pressure (ICP) and intraocular pressure (IOP) which&#160;can identify various pathogenic paradigms related to the glaucoma pathogenesis. Ex vivo human anterior segment perfusion organ culture models have previously been successfully utilized and applied as effective technologies for the discovery of glaucoma pathogenesis and testing of therapeutics. Preclinical drug screening and research performed on ex vivo human organ systems can be more translatable to clinical research. This article describes in detail the generation and operation of a novel ex vivo human translaminar pressure model called the translaminar autonomous system (TAS). The TAS model can independently regulate ICP and IOP using human donor posterior segments. The model allows for studying pathogenesis in a preclinical manner. It can reduce the use of living animals in ophthalmic research. In contrast to in vitro experimental models, optic nerve head (ONH) tissue structure, complexity, and integrity can also be maintained within the ex vivo TAS model.

We describe and detail the use of the translaminar autonomous system. This system utilizes the human posterior segment to independently regulate the pressure inside the segment (intraocular) and surrounding the optic nerve (intracranial) to generate a translaminar pressure gradient that mimics features of glaucomatous optic neuropathy.

ヒトドナー後部セグメントにおける眼内圧および頭蓋内圧変調に対するトランスラミナー自律システムモデル

There is a current unmet need for a new preclinical human model that can target disease etiology ex vivo using intracranial pressure (ICP) and intraocular ...

神経科学

自動圧縮によるブタ眼レンズの生体力学的特性評価

Automated Compression Testing of the Ocular Lens

The biomechanical properties of the ocular lens are essential to its function as a variable power optical element. These properties change dramatically with age in the human lens, resulting in a loss of near vision called presbyopia. However, the mechanisms of these changes remain unknown. Lens compression offers a relatively simple method for assessing the lens' biomechanical stiffness in a qualitative sense and, when coupled with appropriate analytical techniques, can help quantify biomechanical properties. A variety of lens compression tests have been performed to date, including both manual and automated, but these methods inconsistently apply key aspects of biomechanical testing such as preconditioning, loading rates, and time between measurements. This paper describes a fully automated lens compression test wherein a motorized stage is synchronized with a camera to capture the force, displacement, and shape of the lens throughout a preprogrammed loading protocol. A characteristic elastic modulus may then be calculated from these data. While demonstrated here using porcine lenses, the approach is appropriate for the compression of lenses of any species.

著者スポットライト:加齢に伴うレンズの剛性変化の理解を深める 

We present an automated method for characterizing the effective elastic modulus of an ocular lens using a compression test.

接眼レンズの自動圧縮試験

The biomechanical properties of the ocular lens are essential to its function as a variable power optical element. These properties change dramatically ...

生物工学

Full-Circle Cauterization of Limbal Vascular Plexus for Surgically Induced Glaucoma in Rodents

Glaucoma, the second leading cause of blindness worldwide, is a heterogeneous group of ocular disorders characterized by structural damage to the optic nerve and retinal ganglion cell (RGC) degeneration, resulting in visual dysfunction by interrupting the transmission of visual information from the eye to the brain. Elevated intraocular pressure is the most important risk factor; thus, several models of ocular hypertension have been developed in rodents by either genetic or experimental approaches to investigate the causes and effects of the disease. Among those, some limitations have been reported such as surgical invasiveness, inadequate functional assessment, requirement of extensive training, and highly variable extension of retinal damage. The present work characterizes a simple, low-cost, and efficient method to induce ocular hypertension in rodents, based on low-temperature, full-circle cauterization of the limbal vascular plexus, a major component of aqueous humor drainage. The new model provides a technically easy, noninvasive, and reproducible subacute ocular hypertension, associated with progressive RGC and optic nerve degeneration, and a unique post-operative clinical recovery rate that allows in vivo functional studies by both electrophysiological and behavioral methods.

The goal of this protocol is to characterize a novel model of glaucomatous neurodegeneration based on 360&#176; thermic cauterization of limbal vascular plexus, inducing subacute ocular hypertension.

げっ歯類の外科的緑内障に対する辺縁血管神経叢の全周焼灼

Glaucoma, the second leading cause of blindness worldwide, is a heterogeneous group of ocular disorders characterized by structural damage to the optic ...

Laser Capture Microdissection of Highly Pure Trabecular Meshwork from Mouse Eyes for Gene Expression Analysis

Laser capture microdissection (LCM) has allowed gene expression analysis of single cells and enriched cell populations in tissue sections. LCM is a great tool for the study of the molecular mechanisms underlying cell differentiation and the development and progression of various diseases, including glaucoma. Glaucoma, which comprises a family of progressive optic neuropathies, is the most common cause of irreversible blindness worldwide. Structural changes and damage within the trabecular meshwork (TM) can result in increased intraocular pressure (IOP), which is a major risk factor for developing glaucoma. However, the precise molecular mechanisms involved are still poorly understood. The ability to perform gene expression analysis will be crucial in obtaining further insights into the function of these cells and its role in the regulation of IOP and glaucoma development. To achieve this, a reproducible method for isolating highly enriched TM from frozen sections of mouse eyes and a method for downstream gene expression analysis, such as RT-qPCR and RNA-Seq is needed. The method described herein is developed to isolate highly pure TM from mouse eyes for downstream digital PCR and microarray analysis. In addition, this technique can be easily adapted for the isolation of other highly enriched ocular cells and cell compartments that have been difficult to isolate from mouse eyes. The combination of LCM and RNA analysis can contribute to a more comprehensive understanding of the cellular events underlying glaucoma.

Here, we describe a protocol for a reproducible laser capture microdissection (LCM) for isolating trabecular meshwork (TM) for downstream RNA analysis. The ability to analyze changes in gene expression in the TM will help in understanding the underlying molecular mechanisms of TM-related ocular diseases.

遺伝子発現解析のためのマウスの目から非常に純粋な小柱網のキャプチャ マイクロダイゼクション

Laser capture microdissection (LCM) has allowed gene expression analysis of single cells and enriched cell populations in tissue sections. LCM is a great ...

生きている人間の目で圧力上昇を小柱網の対応

要約

さらに動画を探す

この動画の章

磁気マイクロスフェアの眼注射によって誘発実験緑内障

磁気マイクロビーズ閉塞モデルマウスにおける緑内障高眼圧症依存誘導すること

緑内障誘導の手順

ラットおよびマウスの Circumlimbal 縫合による緑内障のモデル

ヒトドナー後部セグメントにおける眼内圧および頭蓋内圧変調に対するトランスラミナー自律システムモデル

接眼レンズの自動圧縮試験

接眼レンズの自動圧縮試験

接眼レンズの自動圧縮試験

げっ歯類の外科的緑内障に対する辺縁血管神経叢の全周焼灼

遺伝子発現解析のためのマウスの目から非常に純粋な小柱網のキャプチャマイクロダイゼクション

生きている人間の目で圧力上昇を小柱網の対応

要約

さらに動画を探す

この動画の章

磁気マイクロスフェアの眼注射によって誘発実験緑内障

磁気マイクロビーズ閉塞モデルマウスにおける緑内障高眼圧症依存誘導すること

緑内障誘導の手順

ラットおよびマウスの Circumlimbal 縫合による緑内障のモデル

ヒトドナー後部セグメントにおける眼内圧および頭蓋内圧変調に対するトランスラミナー自律システムモデル

接眼レンズの自動圧縮試験

接眼レンズの自動圧縮試験

接眼レンズの自動圧縮試験

げっ歯類の外科的緑内障に対する辺縁血管神経叢の全周焼灼

遺伝子発現解析のためのマウスの目から非常に純粋な小柱網のキャプチャ マイクロダイゼクション

遺伝子発現解析のためのマウスの目から非常に純粋な小柱網のキャプチャマイクロダイゼクション