私たちは、協力者、フランソワDelori、トーマス・バーク、およびトビアスドゥンカーに感謝したいと思います。 研究サポート： NIH / NEI R01 EY015520（RTS、JPG）、および失明（RTB）を防止するための研究から無制限の資金。

倫理文：これらの研究に登録したすべての患者は、医学のニューヨーク大学ロースクールで承認された施設内倫理委員会の監督に基づいて行ってました。 1.患者の選択およびイメージングのための初期の準備スペクトルドメイン光コヒーレンストモグラフィー（SD-OCT）を搭載した0.5％トロピカミド点眼液、2.5％フェニレフリン点眼液、cSLO、および内部蛍光基準：以下の材料が必要とされています注意してください。 <ol><li>撮影の前には、適切に製造元の指示に従って、データ取得のためcSLOを設定します。 </li><li> cSLO内部蛍光基準をマウントします。注：内部蛍光基準、製造業者から購入し、金属リング内に収容されており、カメラのレンズの後方に直接配置されます。他の製造業者からcSLOが使用される場合、に記載されているものとは異なる構成が存在してもよいですこのプロトコル。 <ol><li> cSLOへの参照を挿入するためには、それを削除し、マシンの金属リングを外し、および参照を含む新しい金属リングでそれを置き換えるために、レンズをねじります。 注：それはレーザーパワーの変動や検出器の感度/ゲインを補正することができるように内部蛍光基準は、QAF技術に不可欠です。 </li></ol></li><li>イメージングのために募集の患者は、日常拡張目の検査を受け、過去の眼の歴史や眼の所見と現れ得る基礎疾患に関する背景情報を取得しています。 </li><li> 0.5％のトロピカミド及び2.5％フェニレフリンと瞳孔を拡張します。重要なステップ：少なくとも6ミリメートルに生徒を膨らませます。注：これは、光の中断のない通過のため、ひいては眼底の最適な可視化および測定のために不可欠です。 </li><li>撮影の前に、あごがchinrestで休んで、cSLO上で適切に患者を配置し、額はforeheaに対して配置しましたdは残り、かつ適切な指標と整合横眼角。 </li></ol>眼底の2ベースラインイメージング<ol><li>まず、黄斑の上にカメラを一元化し、ラフなフォーカスを得るために、近赤外線の反射率（IR）光（820nmの波長）で画像眼底を。 <ol><li>患者が適切に配置して、眼底がフルフォーカスになるまで手で、赤外線撮像モードにコントロールパネル上の位置にカメラをハードウェアの設定を切り替えると、画像を撮ります</li><li> 「IR-OCT」、基礎疾患のための黄斑を評価するために、IRイメージングと併せて、スペクトルドメイン光コヒーレンストモグラフィー（SD-OCT）を使用するには、コントロールパネルの設定を調整します。 </li><li>正しく眼底のIR画像に10月を配向する撮像窓に存在するガイドを使用してください。最適なSD-OCT品質を達成するために、OCT画像が​​撮像窓の上部三分の一になるようにカメラを配置。少なくとも1水平ラインSCを取得中心窩を通る全体イメージング分野にまたがります。 </li></ol></li></ol> 3. QAFイメージングを設定します<ol><li> 「高速」の画像取得を使用してください。注意：この設定が原因患者の動きに信号損失のリスクを減少させ、虹彩や眼瞼による光の遮断を結果としてより高速な画像取得を可能にします。 </li><li>フレーム「9の平均」を使用します。注：この設定は、続いて（下記参照）、ノイズやアーチファクトを低減するために、「平均化」することができます9画像フレームの急速な、シーケンシャル取り込みを可能にします。 </li><li> 「30×30度」フィールドを使用します。注：これは、画像取得中に取り込まれた網膜領域の程度を指します。 </li><li>これが最初で警報することができるように、撮像に先立って、青色光について患者に警告します。 </li><li> AFモードをオンにすると、画面が最大限眼底AF（画像の辺や角の最小限の黒ずみ）で「満たされる」ようなカメラ軸を揃えます。 <ol><li>患者Hの場合明るい青色光を許容aveの難しさは、さらに眼から離れたカメラで撮影を開始し、眼底が丸見えになるまで、患者に向かってゆっくりとカメラを持参します。 重要なステップ：光が遮られているに入るか、目から出た場合は、信号が発生します減少しました。ローカライズされた減少は、像側または角の非対称の黒ずみとして表示されます。目の動きだけでは、光の通路を妨げたときに、信号の一般損失が見られます。 </li></ol></li><li> AF信号がフィールド全体にその最高レベルになるように、カメラの位置を合わせます。しかし、彼らはおおよそ相関し、最大シグナルよりもむしろ最も鮮明な画像を目指します。手動または検眼鏡のジョイスティックでカメラを再配置するcSLOを移動させることで、カメラのフォーカスを調整します。 </li><li>眼底AFが簡単に見えるように感度/ゲインを調整しますが、過飽和を避けます。画像取得時には、内部基準のいずれかで目に見える色の画素は、（の上部にあります画像）や眼底は、信号の飽和オーバー、したがって損失を示しています。 </li></ol> 4.画像取得注意：重​​要なステップを：画像取得における目標は、セッション内の画像間の変動を制御するために、セッションごとに2、高品質の9フレームの画像スタックを取得するためにすべきです。患者とカメラを再配置した後、評価し、変動を制御するために、2つの画像の第二セッションを取得。全ての画像は、最終的には内部基準（後述）に較正されます。 <ol><li>感覚網膜9にロドプシンによる光の吸収を最小限にするためにのみ「漂白」（AF光に対する網膜の完全露出）の少なくとも20秒後に画像を取得します。 <ol><li>カメラのアライメント、フォーカスと感度を最適化するために、この期間を使用します。 </li></ol></li><li>新鮮な涙液膜は、信号品質を向上させるように、各画像取得の前に点滅科目を持っています。 </li><li>買収の面でまぶたを避けてください。 注：これは、より困難な患者のために手動で開くまぶたに役立つかもしれません。著者らは、アシスタントは、このタスクを実行することをお勧めします。 </li><li>その光が減少した信号が得られる虹彩によって妨害されていないことを確認するために、各画像取得の前にアライメントを最適化します。 注：として、少なくともマイナーな動きが非常に一般的であり、著者は各画像取得の前に、必要に応じて細かな再調整をお勧めします。イメージングは​​減少の動きを助けるながら患者を案内し、奨励。オペレータの気晴らしを最小にするように著者はまた、「取得ボタン」として、マシンのフットペダルを使用することをお勧めします。 </li><li>信号対雑音比を増加させるために9フレームスタックの「平均値」を計算することによって、後の画像処理を行います。平均値を計算するためのオプションを選択してcSLOソフトウェアを使用して、スタックの平均を計算します。 注：いくつかのフレームは、最適な品質のものではないスタックがあるかもしれない（ すなわち 、ローカライズや一般SIが低下しています最適なフレームにgnal相対的）、したがって、慎重に各スタックを検査し、平均値の計算の前に、次善のフレームの選択を解除します。 注：許容可能な信号対雑音比の平均画像は、少なくとも3つのフレームから処理することができます。各画像の辺と角がcSLO自体の内部制限のために、中央の20度よりも低い信号を有することは正常です。 <ol><li>ソフトウェアは、オペレータがグレーレベルを正常化したいかどうかを尋ねられた場合は、「いいえ」を選択し、0〜255の間（ すなわち 、ヒストグラムを伸ばします）。これは、分析のための不変のグレーレベルを維持しています。 </li></ol></li></ol> 5.画像解析<ol><li>以前QAF技術のために開発された画像解析ソフトウェアを用いて説明したようにAFの画像を分析（IGORを; 9）。このソフトウェアを使用する典型的な画像解析の簡単な説明は以下に含まれています。 <ol><li> IGORとインポート画像でQAFプログラムをロードします（.bmpの形式で）からエクスポートピクセル縦横比768×768（デフォルトの出力パラメータ）とcSLOソフトウェア。 </li><li>ドロップダウンメニューで画像を選択し、分析を開始します。 </li><li> 「十字線」は、中心窩と「ブラケット」視神経乳頭を（これらの指標は、関心領域を拡張し、配置するために使用されている）に当接し上に重なるように、画像上の校正指標を再配置します。適切に配置すると、利用ソフトウェアは、（ 図1、図2を参照）中心窩の周囲の円周のROIで画像を取り込むように求められます。 </li><li>内部蛍光基準に存在するもののレベルに各画像の全体的なグレーレベルを較正するためにIGORでオプションを選択します。注：このステップは、各画像の電子ゼロレベルと各マシンの内部基準校正係数、ならびに年齢、屈折と角膜曲率を含む患者関連因子、を含む機械関連因子のキャリブレーションを可能にします。 注：解析ソフトウェアは、次に固定Rが表示され結果画像とQAF値にegionsは、各領域内で実証されています。 QAF値も自動的に別のウィンドウでスプレッドシート形式に入力されます。」 </li><li>コマンドプロンプト内でオプションを選択することにより、QAF「ヒートマップ」を生成します。すべての画像およびデータは、適切なオプションを選択することにより、ExcelスプレッドシートにIGORソフトからエクスポートすることができます。 </li></ol></li></ol>

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	<li>Strauss, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+retinal+pigment+epithelium+in+visual+function.">The retinal pigment epithelium in visual function.</a> Physiological reviews. 85, 845-881 (2005).</li><li>Ach, T., 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=Quantitative+autofluorescence+and+cell+density+maps+of+the+human+retinal+pigment+epithelium.">Quantitative autofluorescence and cell density maps of the human retinal pigment epithelium.</a> Investigative ophthalmology &amp; visual science. 55, 4832-4841 (2014).</li><li>Ach, T., 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=Lipofuscin+redistribution+and+loss+accompanied+by+cytoskeletal+stress+in+retinal+pigment+epithelium+of+eyes+with+age-related+macular+degeneration.">Lipofuscin redistribution and loss accompanied by cytoskeletal stress in retinal pigment epithelium of eyes with age-related macular degeneration.</a> Investigative ophthalmology &amp; visual science. 56, 3242-3252 (2015).</li><li>Schmitz-Valckenberg, S., Jorzik, J., Unnebrink, K., Holz, F. 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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=Quantitative+fundus+autofluorescence+in+recessive+Stargardt+disease.">Quantitative fundus autofluorescence in recessive Stargardt disease.</a> Investigative ophthalmology &amp; visual science. 55, 2841-2852 (2014).</li><li>Duncker, T., 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=Quantitative+fundus+autofluorescence+and+optical+coherence+tomography+in+best+vitelliform+macular+dystrophy.">Quantitative fundus autofluorescence and optical coherence tomography in best vitelliform macular dystrophy.</a> Investigative ophthalmology &amp; visual science. 55, 1471-1482 (2014).</li><li>Duncker, T., 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=Quantitative+fundus+autofluorescence+distinguishes+ABCA4-associated+and+non-ABCA4-associated+bull's-eye+maculopathy.">Quantitative fundus autofluorescence distinguishes ABCA4-associated and non-ABCA4-associated bull's-eye maculopathy.</a> Ophthalmology. 122, 345-355 (2015).</li><li>Greenberg, J. P., 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=Quantitative+fundus+autofluorescence+in+healthy+eyes.">Quantitative fundus autofluorescence in healthy eyes.</a> Investigative ophthalmology &amp; visual science. 54, 5684-5693 (2013).</li><li>Delori, F. C., Goger, D. G., Dorey, C. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-related+accumulation+and+spatial+distribution+of+lipofuscin+in+RPE+of+normal+subjects.">Age-related accumulation and spatial distribution of lipofuscin in RPE of normal subjects.</a> Investigative ophthalmology &amp; visual science. 42, 1855-1866 (2001).</li><li>Sparrow, J. 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=Quantitative+fundus+autofluorescence+in+mice:+correlation+with+HPLC+quantitation+of+RPE+lipofuscin+and+measurement+of+retina+outer+nuclear+layer+thickness.">Quantitative fundus autofluorescence in mice: correlation with HPLC quantitation of RPE lipofuscin and measurement of retina outer nuclear layer thickness.</a> Investigative ophthalmology &amp; visual science. 54, 2812-2820 (2013).</li><li>Delori, F. C., Webb, R. H., Sliney, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maximum+permissible+exposures+for+ocular+safety+(ANSI+2000),+with+emphasis+on+ophthalmic+devices.">Maximum permissible exposures for ocular safety (ANSI 2000), with emphasis on ophthalmic devices.</a> Journal of the Optical Society of America. A, Optics, image science, and vision. 24, 1250-1265 (2007).</li></ol>

STA: no disclosures, JPG: no disclosures, RTS: consultant, Ocata Therapeutics.

異常のRPEリポフスチン分布は、増加または減少するかどうか、網膜疾患の感受性マーカーであり、一般に感覚網膜の機能の喪失と関連しています。ここで、我々は、RPEリポフスチンの評価のためQAFのアプリケーションを記述します。我々の標準化されたイメージング技術と一緒に可変レーザパワーと検出器感度9を補正する内部蛍光基準の取り込みは、AFレベルの信頼できる定量を可?...

網膜色素上皮（RPE）は、多数のプロセス1を通して感覚網膜の機能をサポートしています。加齢性黄斑変性症（AMD）は、先進国における治療不可能な失​​明の最も重要な原因であり、顔料の喪失、機能及び萎縮の損失を含むRPEの変化によって特徴づけられます。 AMDでは、通常の老化、RPEは、貪食感光体の断片を含む蛍光、リソソーム由来の細胞小器官を蓄積リポフスチン顆粒と呼ばれます。 RPEのリポフスチンの蓄積は、酸化障害1を示していると考えられてきたが、最近の研究では、RPEの形態は、高リポフスチンのレベル2と高齢目で正常のままであることを示しています。しかし、リポフスチン分布の異常パターンは、リポフスチンの特定の損失で、両方の組織学的および臨床的に3,4、AMDおよびAMDの進行のためのマーカーを文書化されています不良プロセスへRPEリポフスチンの歌うは、特定の遺伝性網膜変性症で起こることが示されています。シュタルガルト病（STGD）に罹患している患者は、最終的にはAMD 5に見られるものと同様の視力喪失を開発し、若い年齢でRPEにおけるリポフスチンを蓄積します。これらの知見は、リポフスチンの蓄積は、それ自体が毒性であるとRPEの機能障害6,7を駆動することができることを示唆しました。しかし、時間をかけてSTGDを有する被験者の詳細なイメージング研究では、焦点リポフスチンの蓄積は8以降のRPEの損失につながった確認しませんでした。リポフスチン異常は網膜変性のマーカーであるが故に、リポフスチンの直接毒性の役割が証明されていないままです。 RPEは、網膜の最も後方の細胞層であるが、眼底からの蛍光信号の大部分を生成します。 RPE由来する自家蛍光の発生と検出（AF）は、VIを可能にする共焦点走査型レーザー検眼鏡（cSLO）を用いて行うことができます眼底AFの空間分布のsualization。特定の網膜変性は、これらの状態の診断およびモニタリングにおける独特の眼底AFのパターン、AF用撮像補助を示します。標準的なAF撮影が臨床的に重要であるが、定量的なAF（QAF）は、RPEの健康を評価する重要な手段となっています。我々と他の人が確実に特定の網膜の位置9でQAFレベルを決定することができる標準的手法を開発しました。 QAFは、網膜の状態の診断およびモニタリングにおける潜在的な用途を有し、また、予後、リスク層別化に有用性を有することができます。また、QAFの診断機能はまた、特定の網膜疾患10-12について記載されています。ここでは、健康と病気の目の評価では、そのアプリケーションの視覚的なデモンストレーションを伴う私たちの技術を実行するための段階的な詳細を提供します。

<table><tbody><tr><td>Spectralis HRA + OCT</td><td>Heidelberg Engineering</td><td></td><td></td></tr><tr><td>0.5% tropicamide ophthalmic solution</td><td></td><td></td><td>Any brand can be used</td></tr><tr><td>2.5% phenylephrine ophthalmic solution</td><td></td><td></td><td>Any brand can be used</td></tr><tr><td>Internal fluorescent reference</td><td>Heidelberg Engineering</td><td></td><td></td></tr><tr><td>IGOR Pro software</td><td>WaveMetrics</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

quantitative fundus autofluorescence for the evaluation of retinal diseases

The retinal pigment epithelium (RPE) is juxtaposed to the overlying sensory retina, and supports the function of the visual system. Among the tasks performed by the RPE are phagocytosis and processing of outer photoreceptor segments through lysosome-derived organelles. These degradation products, stored and referred to as lipofuscin granules, are composed partially of bisretinoids, which have broad fluorescence absorption and emission spectra that can be detected clinically as fundus autofluorescence with confocal scanning laser ophthalmoscopy (cSLO). Lipofuscin accumulation is associated with increasing age, but is also found in various patterns in both acquired and inherited degenerative diseases of the retina. Thus, studying its pattern of accumulation and correlating such patterns with changes in the overlying sensory retina are essential to understanding the pathophysiology and progression of retinal disease. Here, we describe a technique employed by our lab and others that uses cSLO in order to quantify the level of RPE lipofuscin in both healthy and diseased eyes.

この技術は、両方の健康13および疾患状態10-12でQAFを研究するために使用しました。健康な目（ 図1）においては、RPEから放出されたAFは、眼底（ 図1A）の全体にわたって比較的均一に分布しています。減少し強度が原因で目とカメラの光学系に黄斑色素による光の遮断、および画像の側面やコーナーでのために中央黄斑部に見...

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Quantitative Fundus Autofluorescence for the Evaluation of Retinal Diseases

網膜疾患の評価のための定量的眼底自己蛍光

The retinal pigment epithelium (RPE) supports the sensory retina through recycling visual cycle byproducts, which accumulate as lipofuscin. These products are autofluorescent and can be qualitatively imaged in vivo. Here, we describe a method to quantitatively image RPE lipofuscin using confocal scanning laser ophthalmoscopy.

The retinal pigment epithelium (RPE) is juxtaposed to the overlying sensory retina, and supports the function of the visual system. Among the tasks ...

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Research

JoVE Journal

Medicine

11.3K ビュー.  NYU School of Medicine. The retinal pigment epithelium (RPE) supports the sensory retina through recycling visual cycle byproducts, which accumulate as lipofuscin. These products are autofluorescent and can be qualitatively imaged in vivo. Here, we describe a method to quantitatively image RPE lipofuscin using confocal scanning laser ophthalmoscopy. 

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A Protocol to Evaluate and Quantify Retinal Pigmented Epithelium Pathologies in Mouse Models of Age-Related Macular Degeneration

Age-related macular degeneration (AMD) is a debilitating retinal disorder in aging populations. It is widely believed that dysfunction of the retinal pigmented epithelium (RPE) is a key pathobiological event in AMD. To understand the mechanisms that lead to RPE dysfunction, mouse models can be utilized by researchers. It has been established by previous studies that mice can develop RPE pathologies, some of which are observed in the eyes of individuals diagnosed with AMD. Here, we describe a phenotyping protocol to assess RPE pathologies in mice. This protocol includes the preparation and evaluation of retinal cross-sections using light microscopy and transmission electron microscopy, as well as that of RPE flat mounts by confocal microscopy. We detail the common types of murine RPE pathologies observed by these techniques and ways to quantify them through unbiased methods for statistical testing. As proof of concept, we use this RPE phenotyping protocol to quantify the RPE pathologies observed in mice overexpressing transmembrane protein 135 (Tmem135) and aged wild-type C57BL/6J mice. The main goal of this protocol is to present standard RPE phenotyping methods with unbiased quantitative assessments for scientists using mouse models of AMD.

Mouse models can be useful tools for investigating the biology of the retinal pigmented epithelium (RPE). It has been established that mice can develop an array of RPE pathologies. Here, we describe a phenotyping protocol to elucidate and quantify RPE pathologies in mice using light, transmission electron, and confocal microscopy.

加齢黄斑変性症マウスモデルにおける網膜色素性上皮病変を評価および定量化するためのプロトコル

Age-related macular degeneration (AMD) is a debilitating retinal disorder in aging populations. It is widely believed that dysfunction of the retinal ...

遺伝学

Fundus Photography as a Convenient Tool to Study Microvascular Responses to Cardiovascular Disease Risk Factors in Epidemiological Studies

The microcirculation consists of blood vessels with diameters less than 150 &#181;m. It makes up a large part of the circulatory system and plays an important role in maintaining cardiovascular health. The retina is a tissue that lines the interior of the eye and it is the only tissue that allows for a non-invasive analysis of the microvasculature. Nowadays, high-quality fundus images can be acquired using digital cameras. Retinal images can be collected in 5 min or less, even without dilatation of the pupils. This unobtrusive and fast procedure for visualizing the microcirculation is attractive to apply in epidemiological studies and to monitor cardiovascular health from early age up to old age.
Systemic diseases that affect the circulation can result in progressive morphological changes in the retinal vasculature. For example, changes in the vessel calibers of retinal arteries and veins have been associated with hypertension, atherosclerosis, and increased risk of stroke and myocardial infarction. The vessel widths are derived using image analysis software and the width of the six largest arteries and veins are summarized in the Central Retinal Arteriolar Equivalent (CRAE) and the Central Retinal Venular Equivalent (CRVE). The latter features have been shown useful to study the impact of modifiable lifestyle and environmental cardiovascular disease risk factors.
The procedures to acquire fundus images and the analysis steps to obtain CRAE and CRVE are described. Coefficients of variation of repeated measures of CRAE and CRVE are less than 2% and within-rater reliability is very high. Using a panel study, the rapid response of the retinal vessel calibers to short-term changes in particulate air pollution, a known risk factor for cardiovascular mortality and morbidity, is reported. In conclusion, retinal imaging is proposed as a convenient and instrumental tool for epidemiological studies to study microvascular responses to cardiovascular disease risk factors.

Retinal image analysis is an unobtrusive procedure for visualizing the microcirculation. The impact of cardiovascular disease risk factors can result in changes of retinal vessel calibers. The procedures to acquire fundus images and the steps for calculating the vessel calibers are described.

疫学研究では心血管疾患の危険因子への微小血管の応答を研究するための便利なツールとしての眼底写真

The microcirculation consists of blood vessels with diameters less than 150 &#181;m. It makes up a large part of the circulatory system and plays an ...

医学

Using Retinal Imaging to Study Dementia

The retina offers a unique &#8220;window&#8221; to study pathophysiological processes of dementia in the brain, as it is an extension of the central nervous system (CNS) and shares prominent similarities with the brain in terms of embryological origin, anatomical features and physiological properties.&#160; The vascular and neuronal structure in the retina can now be visualized easily and non-invasively using retinal imaging techniques, including fundus photography and optical coherence tomography (OCT), and quantified semi-automatically using computer-assisted analysis programs. Studying the associations between vascular and neuronal changes in the retina and dementia could improve our understanding of dementia and, potentially, aid in diagnosis and risk assessment.&#160; This protocol aims to describe a method of quantifying and analyzing retinal vasculature and neuronal structure, which are potentially associated with dementia. This protocol also provides examples of retinal changes in subjects with dementia, and discusses technical issues and current limitations of retinal imaging.

The retina shares prominent similarities with the brain and thus represents a unique window to study vasculature and neuronal structure in the brain non-invasively. This protocol describes a method to study dementia using retinal imaging techniques. This method can potentially aid in diagnosis and risk assessment of dementia.

眼底イメージングを使用して認知症を研究するには

The retina offers a unique &#8220;window&#8221; to study pathophysiological processes of dementia in the brain, as it is an extension of the central ...

Experimental Autoimmune Uveitis: An Intraocular Inflammatory Mouse Model

Experimental Autoimmune Uveitis (EAU) is driven by immune cells responding to self-antigens. Many features of this non-infectious, intraocular inflammatory disease model recapitulate the clinical phenotype of posterior uveitis affecting humans. EAU has been used reliably to study the efficacy of novel inflammatory therapeutics, their mode of action and to further investigate the mechanisms that underpin disease progression of intraocular disorders. Here, we provide a detailed protocol on EAU induction in the C57BL/6J mouse - the most widely used model organism with susceptibility to this disease. Clinical assessment of disease severity and progression will be demonstrated using fundoscopy, histological examination and fluorescein angiography. The induction procedure involves subcutaneous&#160;injection of an emulsion containing a peptide (IRBP1-20) from the ocular protein interphotoreceptor retinoid binding protein (also known as retinol binding protein 3), Complete Freund&#39;s Adjuvant (CFA) and supplemented with killed Mycobacterium tuberculosis. Injection of this viscous emulsion on the back of the neck is followed by a single intraperitoneal injection of Bordetella pertussis toxin. At the onset of symptoms (day 12-14) and under general anesthesia, fundoscopic images are taken to assess disease progression through clinical examination. These data can be directly compared with those at later timepoints and peak disease (day 20-22) with differences analyzed. At the same time, this protocol allows the investigator to assess potential differences in vessel permeability and damage using fluorescein angiography. EAU can be induced in other mouse strains - both wildtype or genetically modified - and combined with novel therapies offering flexibility for studying drug efficacy and/or disease mechanisms.

In this report we present a protocol that allows the investigator to generate a mouse model of intraocular uveitis. More commonly referred to as experimental autoimmune uveitis (EAU), this established model captures many aspects of human disease. Herein, we will describe how to induce and monitor disease progression using several readouts.

実験的自己免疫性ブドウ膜炎:眼内炎症性マウスモデル

Experimental Autoimmune Uveitis (EAU) is driven by immune cells responding to self-antigens. Many features of this non-infectious, intraocular ...

免疫・感染学

AMD研究のためのヒトドナー眼のOCTベースマルチモーダルイメージング

Ex Vivo OCT-Based Multimodal Imaging of Human Donor Eyes for Research into Age-Related Macular Degeneration

A progression sequence for age-related macular degeneration (AMD) learned from optical coherence tomography (OCT)-based multimodal (MMI) clinical imaging could add prognostic value to laboratory findings. In this work, ex vivo OCT and MMI were applied to human donor eyes prior to retinal tissue sectioning. The eyes were recovered from non-diabetic white donors aged &#8805;80 years old, with a death-to-preservation time (DtoP) of &#8804;6 h. The globes were recovered on-site, scored with an 18 mm trephine to facilitate cornea removal, and immersed in buffered 4% paraformaldehyde. Color fundus images were acquired after anterior segment removal with a dissecting scope and an SLR camera using trans-, epi-, and flash illumination at three magnifications. The globes were placed in a buffer within a custom-designed chamber with a 60 diopter lens. They were imaged with spectral domain OCT (30&#176; macula cube, 30 &#181;m spacing, averaging = 25), near-infrared reflectance, 488 nm autofluorescence, and 787 nm autofluorescence. The AMD eyes showed a change in the retinal pigment epithelium (RPE), with drusen or subretinal drusenoid deposits (SDDs), with or without neovascularization, and without evidence of other causes. Between June 2016 and September 2017, 94 right eyes and 90 left eyes were recovered (DtoP: 3.9 &plusmn; 1.0 h). Of the 184 eyes, 40.2% had AMD, including early intermediate (22.8%), atrophic (7.6%), and neovascular (9.8%) AMD, and 39.7% had unremarkable maculas. Drusen, SDDs, hyper-reflective foci, atrophy, and fibrovascular scars were identified using OCT. Artifacts included tissue opacification, detachments (bacillary, retinal, RPE, choroidal), foveal cystic change, an undulating RPE, and mechanical damage. To guide the cryo-sectioning, OCT volumes were used to find the fovea and optic nerve head landmarks and specific pathologies. The ex vivo volumes were registered with the in vivo volumes by selecting the reference function for eye tracking. The ex vivo visibility of the pathology seen in vivo depends on the preservation quality. Within 16 months, 75 rapid DtoP donor eyes at all stages of AMD were recovered and staged using clinical MMI methods.

著者スポットライト:加齢性黄斑変性症の研究のためのヒトドナー眼のEx Vivo OCTベースのマルチモーダルイメージング  

Laboratory assays can leverage prognostic value from the longitudinal optical coherence tomography (OCT)-based multimodal imaging of age-related macular degeneration (AMD). Human donor eyes with and without AMD are imaged using OCT, color, near-infrared reflectance scanning laser ophthalmoscopy, and autofluorescence at two excitation wavelengths prior to tissue sectioning.

エクスビボ 加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング

A progression sequence for age-related macular degeneration (AMD) learned from optical coherence tomography (OCT)-based multimodal (MMI) clinical imaging ...

神経科学

Retinal Pathophysiological Evaluation in a Rat Model

A posterior segment eye disease like diabetic retinopathy alters the physiology of the retina. Diabetic retinopathy is characterized by a retinal detachment, breakdown of the blood-retinal barrier (BRB), and retinal angiogenesis. An in vivo rat model is a valuable experimental tool to examine the changes in the structure and function of the retina. We propose three different experimental techniques in the rat model to identify morphological changes of retinal cells, retinal vasculature, and compromised BRB. Retinal histology is used to study the morphology of various retinal cells. Also, quantitative measurement is performed by retinal cell count and thickness measurement of different retinal layers. A BRB breakdown assay is used to determine the leakage of extraocular proteins from the plasma to vitreous tissue due to the breakdown of BRB. Fluorescence angiography is used to study angiogenesis and leakage of blood vessels by visualizing retinal vasculature using FITC-dextran dye.

Diabetic retinopathy is one of the leading causes of blindness. Histology, blood-retinal barrier breakdown assay, and fluorescence angiography are valuable techniques to understand the pathophysiology of the retina, which could further enhance the efficient drug screening against diabetic retinopathy.

ラットモデルにおける網膜病態生理学的評価

A posterior segment eye disease like diabetic retinopathy alters the physiology of the retina. Diabetic retinopathy is characterized by a retinal ...

Image-Guided Optical Coherence Tomography to Assess Structural Changes in Rodent Retinas

Ocular diseases, such as age-related macular degeneration, glaucoma, retinitis pigmentosa, and uveitis, are always accompanied by retinal structural changes. These diseases affecting the fundus always exhibit typical abnormalities in certain cell types in the retina, including photoreceptor cells, retinal ganglion cells, cells in the retinal blood vessels, and cells in the choroidal vascular cells. Noninvasive, highly efficient, and adaptable imaging techniques are required for both clinical practice and basic research. Image-guided optical coherence tomography (OCT) satisfies these requirements because it combines fundus photography and high-resolution OCT, providing an accurate diagnosis of tiny lesions as well as important changes in the retinal architecture. This study details the procedures of data collection and data analysis for image-guided OCT and demonstrates its application in rodent models of choroidal neovascularization (CNV), optic nerve crush (ONC), light-induced retinal degeneration, and experimental autoimmune uveitis (EAU). This technique helps researchers in the eye field to identify rodent retinal structural changes conveniently, reliably, and tractably.

The protocol presented here details the procedures of data collection and data analysis for image-guided optical coherence tomography (OCT) and demonstrates its application in multiple rodent models of ocular diseases.

Ocular diseases, such as age-related macular degeneration, glaucoma, retinitis pigmentosa, and uveitis, are always accompanied by retinal structural ...

加齢性黄斑変性症における定量的自家蛍光の探索

A Workflow to Quantitatively Determine Age-Related Macular Degeneration Lesion-Specific Variations in Fundus Autofluorescence

Fundus autofluorescence (FAF) imaging allows the noninvasive mapping of intrinsic fluorophores of the ocular fundus, particularly the retinal pigment epithelium (RPE), now quantifiable with the advent of confocal scanning laser ophthalmoscopy-based quantitative autofluorescence (QAF). QAF has been shown to be generally decreased at the posterior pole in age-related macular degeneration (AMD). The relationship between QAF and various AMD lesions (drusen, subretinal drusenoid deposits) is still unclear.
This paper describes a workflow to determine lesion-specific QAF in AMD. A multimodal in vivo imaging approach is used, including but not limited to spectral domain optical coherence tomography (SD-OCT) macular volume scanning and QAF. Using customized FIJI plug-ins, the corresponding QAF image is aligned with the near-infrared image from the SD-OCT scan (characteristic landmarks; i.e., vessel bifurcations). The foveola and the edge of the optic nerve head are marked in the OCT images (and transferred to the registered QAF image) for accurate positioning of the analysis grids.
AMD-specific lesions can then be marked on individual OCT BScans or the QAF image itself. Normative QAF maps are created to account for the varying mean and standard deviation of QAF values throughout the fundus (QAF images from a representative AMD group were averaged to build normative standard retinal QAF AMD maps). The plug-ins record the X and Y coordinates, z-score (a numerical measurement that describes the QAF value in relation to the mean of AF maps in terms of standard deviation from the mean), mean intensity value, standard deviation, and number of pixels marked. The tools also determine z-scores from the border zone of marked lesions.&#160;This workflow and the analysis tools will improve the understanding of the pathophysiology and clinical AF image interpretation in AMD.

著者スポットライト:QAFワークフローによる加齢性黄斑変性症の病態生理学の理解 

This research describes a workflow to determine and compare autofluorescence levels from individual regions of interest (e.g., drusen and subretinal drusenoid deposits in age-related macular degeneration [AMD]) while accounting for varying autofluorescence levels throughout the fundus.

加齢黄斑変性症病変性症の眼底自家蛍光における特異的変動を定量的に決定するワークフロー

Fundus autofluorescence (FAF) imaging allows the noninvasive mapping of intrinsic fluorophores of the ocular fundus, particularly the retinal pigment ...

網膜疾患の評価のための定量的眼底自己蛍光

要約

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加齢黄斑変性症マウスモデルにおける網膜色素性上皮病変を評価および定量化するためのプロトコル

疫学研究では心血管疾患の危険因子への微小血管の応答を研究するための便利なツールとしての眼底写真

眼底イメージングを使用して認知症を研究するには

実験的自己免疫性ブドウ膜炎:眼内炎症性マウスモデル

エクスビボ加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング

エクスビボ加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング

エクスビボ加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング

ラットモデルにおける網膜病態生理学的評価

Image-Guided Optical Coherence Tomography to Assess Structural Changes in Rodent Retinas

加齢黄斑変性症病変性症の眼底自家蛍光における特異的変動を定量的に決定するワークフロー

網膜疾患の評価のための定量的眼底自己蛍光

要約

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加齢黄斑変性症マウスモデルにおける網膜色素性上皮病変を評価および定量化するためのプロトコル

疫学研究では心血管疾患の危険因子への微小血管の応答を研究するための便利なツールとしての眼底写真

眼底イメージングを使用して認知症を研究するには

実験的自己免疫性ブドウ膜炎:眼内炎症性マウスモデル

エクスビボ 加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング

エクスビボ 加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング

エクスビボ 加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング

ラットモデルにおける網膜病態生理学的評価

Image-Guided Optical Coherence Tomography to Assess Structural Changes in Rodent Retinas

加齢黄斑変性症病変性症の眼底自家蛍光における特異的変動を定量的に決定するワークフロー

エクスビボ加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング

エクスビボ加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング

エクスビボ加齢黄斑変性症研究のためのヒトドナー眼のOCTを用いたマルチモーダルイメージング