Somos gratos a Eleut Hernandez para pecuária, Gabe Gaidosh para perícia microscopia, e Tran Khue e Zhenyang Zhao para edição de vídeo. Este estudo foi financiado pelo National Eye Institute concede R01-EY022129 a JLG e subvenções P30 EY022589 para UCSD e EY014801 a UM; a American Heart Association, a Fundação James e Esther King, o fundo do programa de intercâmbio de estudantes de doutorado da Universidade Fudan Graduate School (No. 2.010.033), e um donativo incondicional da Investigação para Prevenir Cegueira, Inc.

Todos os procedimentos com animais foram aprovados pela Universidade da Califórnia, San Diego e Universidade de Miami cuidados com os animais institucional e comitês de uso (IACUC) e executadas em conformidade com a Declaração de ARVO para o Uso de Animais em Oftalmologia e Pesquisa Visual. Todos os reagentes e instrumentos utilizados em procedimentos cirúrgicos são estéreis. 1. Prepare o Anesthetize e Rat para a cirurgia <ol><li> Antes do procedimento, os ratos são anestesiados com uma injecção intraperitoneal de cetamina (60 mg / kg) e xilazina (8 mg / kg) de acordo com o peso corporal. Profundidade adequada da anestesia deve ser determinada por uma resposta negativa a toe pitada de estímulo. </li><li> Uma vez anestesiados, puxe a língua para a frente para evitar a asfixia e aplicar pomada lubrificante em ambos os olhos para evitar a secagem das córneas durante a cirurgia. </li><li> Raspar os locais cirúrgicos, utilizando uma máquina de cortar cabelo e limpe a área três vezes com solução de detergente providone-iodo a 10% e 70% de etanol. </li><li> Drape tele animais dentro de um campo estéril. Luvas esterilizadas e instrumentos cirúrgicos durante a cirurgia são utilizados sobrevivência. Re-esterilizar as pontas dos instrumentos usando um esterilizador talão quente entre os animais. </li></ol> 2. Abordagem Cirúrgica <ol><li> Indução PION <ol><li> Cateterização da veia femoral <ol><li> Preparar e limpar o local cirúrgico. Raspar a parte interna da coxa direita, usando uma máquina de cortar cabelo e limpe a área três vezes cada com uma solução detergente providone-iodo a 10% e 70% de etanol. </li><li> Prepara-se o tubo. Corte um comprimento de 40 centímetros de tubo de polietileno (PE 10) esterilizado em etanol a 70%. Lave a tubagem com solução salina e ligá-lo a uma seringa de 1 ml, contendo uma solução pré-medido de 2% de corante eritrosina B (1 ul / mg, obtendo-se uma dose de 20 mg / kg de peso corporal). Montar a seringa numa bomba de infusão de pé-interruptor controlado definido como uma taxa de 600 ul / min. </li><li> Usando uma lâmina n º 15, fazer uma pequena incisão horizontal naa base da coxa direita. Corte e espalhar a membrana dentro e limpar a área com cotonetes estéreis. </li><li> Separe o músculo com uma pinça até que o ramo da veia femoral é visível. Uma bainha rodeia a artéria, veia e nervo. Beliscar e puxar esta bainha para cima com uma pinça (pinças de ponta fina Dumont), e cortou uma pequena incisão (2-4 mm é geralmente adequada) perto da base da cunha de forma triangular com uma tesoura primavera Vannas. Expandir o corte como necessário. </li><li> Separa-se a veia e a artéria com uma micro-cirúrgica romba gancho paralela à direcção da veia. Tenha cuidado para não danificar a membrana e veia ramos delicados. Em seguida, levante gentilmente a veia e separá-lo do tecido conjuntivo subjacente. </li><li> Obter um fio de náilon sem agulha e coloque-a ao lado da veia femoral. Usando o gancho micro-cirúrgica, elevar a veia e passar a pinça de ponta fina sob a região distal. Agarrar uma extremidade do fio de sutura e puxá-la debaixo daveia. Ligadura da veia distal com força. Passe uma segunda sutura de um modo semelhante ao abrigo da veia proximal e fazer um nó frouxo. </li><li> Faça um pequeno corte na veia perto da ligadura distal com tesoura primavera Vannas. Expandir o buraco, se necessário com a pinça de ponta fina. Um pouco de sangue pode vazar através do corte. Limpe a área cirúrgica com frio, BSS estéril e compressas de algodão estéreis. </li><li> Segurando a parede da veia para a borda do corte, o vaso de cateterização com a tubagem lavada com solução salina preparada usando um suporte de agulha. Apertar o nó proximal em torno da veia e tubos. Em seguida, ancorar a tubulação, amarrando-a a sutura distal. </li><li> Verifique a qualidade do cateterismo pressionando o pedal para injetar soro fisiológico, &lt;1 ml é adequado. Verifique se o tubo está desobstruída e não tem vazamentos. Temporariamente fechar a incisão com suturas para proteger a cateterismo e tecido. </li></ol></li><li> A exposição do nervo óptico <ol><li> Prepare o local da cirurgia, limpando a área pré-raspado acima do olho esquerdo três vezes cada com uma solução detergente providone-iodo a 10% e 70% de etanol. </li><li> Realizar uma incisão na pele ao longo de 2-3 mm atrás do olho com uma lâmina n ° 15. Aperte e levante o tecido conjuntivo com uma pinça serrilhada, e fazer uma pequena incisão com tesoura primavera Vannas. Esta pequena incisão é geralmente de cerca de 5 mm de comprimento, mas pode ser mais longo para proporcionar uma maior exposição para um cirurgião em formação. Continuar sem rodeios para dissecar através do tecido conjuntivo ao longo da borda superior do osso orbital, tendo o cuidado de não perturbar os vasos sanguíneos. Limpe a área cirúrgica com cotonetes. </li><li> Dissecar para baixo através da conjuntiva até que o músculo reto superior é visível. Comprima e dissecar através do músculo; o músculo será liberado de dentro da órbita. Agora, os tecidos circundantes podem ser utilizados para ajudar na elevação da retracção e o olho, para facilidade de visualização. </li><li> Rétrato o retalho de pele e tecido conjuntivo lateralmente e para baixo, e mantenha no lugar com uma sutura e hemostática. Isto irá rodar a ocular frente e para fora, a fim de revelar a bainha que contém gordura que circunda o nervo óptico. </li><li> Cuidadosamente inserir um par de pinças cortantes e expandir paralelo ao nervo óptico para separar o tecido conjuntivo em torno da bainha. Não toque o nervo óptico com as pontas afiadas das fórceps. </li><li> Um comprimento de 5 mm do nervo óptico e a bainha envolvente devem agora ser visível. Uma rede de microvasos na superfície da bainha circunda o nervo óptico. Estes serão o alvo durante a irradiação laser. </li></ol></li><li> A injecção intravenosa de Eritrosina B e irradiação com laser <ol><li> Usar óculos de protecção de cor laranja em todos os momentos durante a operação do aparelho de irradiação com laser para proteger-se da luz laser verde. Ligue o laser, abrir o obturador e ajustar o pico e média poweRS do laser como necessário. Feche o obturador. </li><li> Posicione o rato no aparelho de irradiação laser. Para garantir o posicionamento correcto do feixe, um feixe de mira fraco é produzido por espacialmente filtrando o laser através de um orifício de 100 um de diâmetro perfurados na lâmina do obturador fechado. Re-expor o nervo óptico com um par de pinças de ponta fina, e posicionar o feixe de mira para o nervo óptico intraorbital entre 3 mm e 4 mm por detrás da cabeça do nervo óptico. </li><li> Injectar a solução de 2% de eritrosina B através da activação da bomba de infusão. Pode circular durante alguns segundos, enquanto o cirurgião adiciona uma pequena gota de BSS para humedecer a superfície do nervo óptico. </li><li> Verifique a posição do feixe de mira e, em seguida, clique na chave de pé para iniciar a irradiação. Um filtro de segurança de cor laranja, que é adicionado para o caminho óptico do microscópio, será desencadeado imediatamente seguido pela abertura do obturador depois de um atraso de 1 segundo. </li><li> Irradiar o nervo óptico para 90 segundos com uma potência de pico de 135mW e potência média de 18MW produzida por um corte de feixe rotativo a 250 Hz, com um ciclo de trabalho de 15% (isto minimiza os efeitos térmicos). Fluorescência amarela, laranja brilhante como visualizado através do filtro de segurança, será emitida a partir da superfície superior do nervo óptico e é suficiente para assegurar que o feixe de irradia o nervo simetricamente. </li><li> Após a irradiação, o filtro de segurança de cor laranja irá abrir automaticamente. Microhemorragia pode ser observada em alguns casos. </li><li> Aliviar a tração sobre os músculos extra oculares e voltar os olhos para uma posição neutra. Feche a incisão com suturas interrompidas. Em seguida, retirar o cateter e amarrar a veia femoral firmemente para evitar fugas; fechar com suturas interrompidas. Aplicar pomada antibiótica para ambas as incisões. Verificar o fundo para verificar a integridade vascular da veia central da retina e na artéria. </li></ol></li></ol></li><li> Labeling retrógradaAs células ganglionares da retina de RGCs (.) NOTA: Para avaliar RGC sobrevivência, marcação retrógrada com Fluorogold (FG) deve ser concluída uma semana antes PION. O método é descrito em detalhe no protocolo JoVE 819 13. <ol><li> Em resumo: anestesiar os animais com cetamina (60 mg / kg) e xilazina (8 mg / kg) e a cabeça de barbear. </li><li> Cirurgicamente esfregar o local da incisão e fazer uma incisão na linha média em toda a cabeça para expor o crânio. </li><li> Faça furos bilaterais através do crânio (o 2x2 mm) 0.5 mm de ambas as suturas sagital e transversal. </li><li> Aspirar cuidadosamente o conteúdo cerebral que se encontra sobre a superfície dorsal do colículo superior (SC) utilizando uma bomba de vácuo. Em seguida, colocar uma pequena peça de Gelfoam embebido com 4% FG sobre a superfície do SC. </li><li> Feche a incisão com suturas e cuidar do animal usando cuidado pós-operatório padrão. </li></ol></li><li> Cuidados pós-operatórios e Eutanásia <ol><li> Após a cirurgia, coloca animal numa gaiola limpa separada no topo de um colchão de água em recirculação aquecida até que o animal é recuperado. </li><li> Analgésicos pós-cirúrgicos (HCl buprenorfina, de 0,01 mg / kg) deve ser administrada duas vezes por dia durante três dias consecutivos, para minimizar o desconforto. </li><li> Rat devem ser mantidos separadamente e observou até que eles são capazes de manter decúbito esternal e recuperar a consciência suficiente. </li><li> Os sinais de recuperação e de boa saúde são monitorados diariamente por pelo menos 5 dias após a cirurgia, ou até a remoção da sutura e cura adequada do local da cirurgia, o que ocorrer mais recente. </li><li> Eutanásia os animais por perfusão com PFA 4% em pontos de tempo cientificamente apropriadas após a cirurgia de acordo com o interesse investigativo. </li></ol></li></ol>

<ol>
	<li>Wang, Y., Brown, D. P., Duan, Y., Kong, W., Watson, B. D., Goldberg, J. 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+novel+rodent+model+of+posterior+ischemic+optic+neuropathy..">A novel rodent model of posterior ischemic optic neuropathy..</a> JAMA Ophthalmology. 131, 194-204 (2013).</li><li>Rucker, J. C., Biousse, V., Newman, N. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ischemic+optic+neuropathies.">Ischemic optic neuropathies.</a> Curr Opin Neurol. 17, 27-35 (2004).</li><li>Hayreh, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Posterior+ischaemic+optic+neuropathy:+clinical+features,+pathogenesis,+and+management..">Posterior ischaemic optic neuropathy: clinical features, pathogenesis, and management..</a> Eye (Lond). 18, 1188-1206 (2004).</li><li>Hayreh, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inter-Individual+Variation+in+Blood-Supply+of+the+Optic-Nerve+Head..">Inter-Individual Variation in Blood-Supply of the Optic-Nerve Head..</a> Doc Ophthalmol. 59, 217-246 (1985).</li><li>Jacobson, D. M., Vierkant, R. A., Belongia, E. 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B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-arteritic+anterior+ischemic+optic+neuropathy:+role+of+systemic+corticosteroid+therapy..">Non-arteritic anterior ischemic optic neuropathy: role of systemic corticosteroid therapy..</a> Graefe's archive for clinical and experimental ophthalmology. 246, 1029-1046 (2008).</li><li>Prado, R., Dietrich, W. D., Watson, B. D., Ginsberg, M. D., Green, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photochemically+Induced+Graded+Spinal-Cord+Infarction+-+Behavioral,+Electrophysiological,+and+Morphological+Correlates..">Photochemically Induced Graded Spinal-Cord Infarction - Behavioral, Electrophysiological, and Morphological Correlates..</a> J Neurosurg. 67, 745-753 (1987).</li><li>Dietrich, W. D., Busto, R., Watson, B. D., Scheinberg, P., Ginsberg, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photochemically+induced+cerebral+infarction.+II.+Edema+and+blood-brain+barrier+disruption..">Photochemically induced cerebral infarction. II. Edema and blood-brain barrier disruption..</a> Acta Neuropathologica. 72, 326-334 (1987).</li><li>Watson, B. D., Dietrich, W. D., Busto, R., Wachtel, M. S., Ginsberg, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+reproducible+brain+infarction+by+photochemically+initiated+thrombosis..">Induction of reproducible brain infarction by photochemically initiated thrombosis..</a> Annals of Neurology. 17, 497-504 (1985).</li><li>Watson, B. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+photochemically+induced+brain+ischemia+and+stroke..">Animal models of photochemically induced brain ischemia and stroke..</a> Cerebrovascular Disease - Pathophysiology, Diagnosis and Treatment. , 52-73 (1998).</li><li>Watson, B. D., Prado, R., Dietrich, W. D., Ginsberg, M. D., Green, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photochemically+induced+spinal+cord+injury+in+the+rat..">Photochemically induced spinal cord injury in the rat..</a> Brain Research. 367, 296-300 (1986).</li><li>Chiu, K., Lau, W. M., Yeung, S. C., Chang, R. C., So, K. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retrograde+labeling+of+retinal+ganglion+cells+by+application+of+fluoro-gold+on+the+surface+of+superior+colliculus..">Retrograde labeling of retinal ganglion cells by application of fluoro-gold on the surface of superior colliculus..</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , (2008).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Here we describe in detail a method for inducing PION in a rat model. The most critical part of the protocol is the exposure and irradiation of the optic nerve &#8211; to expose the nerve as long as possible while avoiding damage caused by the sharp fine tip forceps or from stretching. In rats, the ophthalmic artery enters the optic nerve &#8804;1 mm from the optic nerve head. Therefore, irradiation of the optic nerve 3-4 mm away from the optic nerve head should only result in ischemia of the capillaries feeding the nerv...

Em pacientes com mais de 50 anos de idade, neuropatia óptica isquêmica (ION) é o tipo mais comum de neuropatia óptica aguda 2. A condição pode apresentar-se como um dos dois subtipos de acordo com a fonte de abastecimento específico afetado arterial e apresentação clínica: anterior (NOIA) ou posterior (PION) 3. Embora a patogênese e no curso da AION têm sido estudados extensivamente 4-7, PION manteve-se mal compreendido, devido à sua baixa prevalência, apresentação variável, critérios diagnósticos mal definidos e falta de um modelo animal. Além disso, não há tratamentos têm sido comprovada para prevenir ou reverter a perda de visão por AION ou PION eficaz. Por conseguinte, um modelo animal fiável e reprodutível de PION é de grande valor para o estudo do processo da doença in vivo e testar novos regimes terapêuticos para a neuroprotecção e regeneração axonal. Fotoquimicamente induzida lesão isquêmica ao microvasculature resultando em vasogedema ENIC trombose e isquemia de tecido cria efectivamente regionais 8-12. Após a injeção para a circulação vascular, o corante fotossensível eritrosina B produz o oxigênio molecular singlete reativa depois da ativação por irradiação com laser de navios-alvo. O oxigénio singuleto peroxidizes diretamente o endotélio vascular, estimulação de plaquetas de adesão / agregação e levando à formação de trombo oclusivo. Dano isquêmico é se espalhar para áreas vizinhas e ainda mais exacerbada pela compressão microvascular devido a edema vasogênico. O objetivo geral deste protocolo é para induzir fotoquimicamente isquemia no nervo óptico retrobulbar para espelhar os danos causados ​​por PION. Para nosso conhecimento, este é o primeiro modelo de lesão isquêmica no nervo óptico posterior 1. Como este modelo produz isquemia, evitando trauma físico, os processos fisiológicos de neuropatia óptica isquêmica posterior são melhores imitou e estudou. Além disso, este modelo oferece uma nova plataforma para a seleção de candidatos terapêuticos para neuropatias ópticas e outras doenças isquêmicas do CNS. Aqui, um protocolo detalhado para cateterismo de veia femoral, a exposição do nervo óptico, a injeção intravenosa de Eritrosina B e irradiação com laser em um modelo de rato PION são descritos.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>532-nm Nd:YAG laser&#160;</td>
			<td>Laser glow</td>
			<td>LRS-532-KM-200-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Beam chopper</td>
			<td>custom-made</td>
			<td>custom-made</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mechanical shutter and corresponding shutter drive timer</td>
			<td>AAM Vincent Associates</td>
			<td>SD-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>25-cm focal length spherical lens</td>
			<td>CVI/Mellles-Griot</td>
			<td>01 LPX 293</td>
			<td>plano-convexBK7 glass lens with HEBBARTM antireflection coating</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Erythrosin B&#160;</td>
			<td>MP Biomedicals</td>
			<td>190449</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorogold</td>
			<td>Fluorochrome,LLC</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gelfoam</td>
			<td>Cardinal Health</td>
			<td>CAH1203421</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyethylene tubing (PE10)</td>
			<td>BD Intramedic</td>
			<td>427400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>No. 10 Blade</td>
			<td>Miltex</td>
			<td>4-110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Forceps</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>91150-20</td>
			<td>DUMONT #5 RUSTLESS NON-MAGNETIC</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps with Teeth</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>11153-10</td>
			<td>Germany stainless</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Forceps</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>18025-10&#160;</td>
			<td>Germany stainless</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vannas spring scissors</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>2-220&#160;</td>
			<td>JJECK Stainless</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polyglactin suture</td>
			<td>Ethicon</td>
			<td>J488G</td>
			<td>7-0 suture</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>hemostat</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>12075-12&#160;</td>
			<td>Germany stainless</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

rat model of photochemically-induced posterior ischemic optic neuropathy

Neuropatia óptica isquêmica posterior (PION) é uma doença devastador vista na prática clínica. No entanto, sua patogênese e história natural permaneceram mal compreendida. Recentemente, foi desenvolvido um modelo animal fiável, reprodutível e de PION testado o efeito do tratamento de alguns factores neurotróficos 1 neste modelo. O objetivo deste vídeo é demonstrar o nosso modelo induzida fotoquimicamente de neuropatia óptica isquêmica posterior, e avaliar seus efeitos com marcação retrógrada de células ganglionares da retina. Após a exposição cirúrgica do nervo óptico posterior, um corante fotossensibilizador, eritrosina B, é injectado por via intravenosa e um feixe de raios laser é focado sobre a superfície do nervo óptico. Interacção fotoquímica de eritrosina B e o laser durante a irradiação danos do endotélio vascular, o que levou a oclusão microvascular mediada por trombose plaquetas e compressão edematosa. A lesão isquêmica resultante produz uma gradual mas pronounced morte das células ganglionares da retina, devido a uma perda axonal de entrada - uma unidade remota, induzida por lesão e resultado clinicamente relevante. Assim, este modelo proporciona uma nova plataforma para estudar o curso de patofisiológico PION, e pode ser ainda mais optimizada para o ensaio de abordagens terapêuticas para neuropatias ópticas, assim como outras doenças isquémicas do SNC.

A lesão isquêmica resultante induzida por esta técnica produz uma morte gradual mas pronunciado de células ganglionares da retina após a lesão axonal isquêmico. Este é um resultado clinicamente relevante semelhante à observada na doença humana. Rotulagem retrógrada FG é utilizada para quantificar RGC sobrevivência após PION. O mesmo método é utilizado para validar uma criação modelo bem sucedido, bem como para avaliar os efeitos de diferentes regimes terapêuticos. A Figura 1 mostra im...

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Rat Model of Photochemically-Induced Posterior Ischemic Optic Neuropathy

O objetivo deste protocolo é para induzir fotoquimicamente lesão isquêmica ao nervo óptico posterior em ratos. Este modelo é fundamental para estudos de fisiopatologia da neuropatia óptica isquêmica posterior e abordagens terapêuticas para essa e outras neuropatias ópticas, bem como de outras doenças isquêmicas do sistema nervoso central.

Modelo de Rato Induzida fotoquimicamente posterior neuropatia óptica isquémica

Posterior Ischemic optic neuropathy (PION) is a sight-devastating disease in clinical practice. However, its pathogenesis and natural history ...

rat-model-photochemically-induced-posterior-ischemic-optic

Research

JoVE Journal

Medicine

8.5K visualizações.  University of Miami Miller School of Medicine.  O objetivo deste protocolo é para induzir fotoquimicamente lesão isquêmica ao nervo óptico posterior em ratos. Este modelo é fundamental para estudos de fisiopatologia da neuropatia óptica isquêmica posterior e abordagens terapêuticas para essa e outras neuropatias ópticas, bem como de outras doenças isquêmicas do sistema nervoso central. 

Vídeo: Rat Model of Photochemically-Induced Posterior Ischemic Optic Neuropathy

Creation of Reversible Cholestatic Rat Model

Cholestasis is a clinical condition commonly encountered by both surgeons and gastroenterologists. Cholestasis can cause various physiological changes and affect the nutritional status and surgical outcomes. Study of the pathophysiological changes occurring in the liver and other organs is of importance. Various studies have been done in cholestatic rat models.
We used a reversible cholestatic rat model in our recent study looking at the role of methylprednisolone in the ischemia reperfusion injury. Various techniques for creation of a reversible cholestatic model have been described. Creation of a reversible cholestatic rat model can be challenging in view of the smaller size and unique hepatopancreatobiliary anatomy in rats. This video article demonstrates the creation of a reversible cholestatic model.
This model can be used in various studies, such as looking at the changes in nutritional, physiological, pathological, histological and immunological changes in the gastrointestinal tract. This model can also be used to see the effects of cholestasis and various therapeutic interventions on major hepatic surgeries.

Cholestasis is a clinical condition commonly encountered by both surgeons and gastroenterologists. Creation of a reversible cholestatic rat model can be challenging in view of the smaller size and unique hepatopancreatobiliary anatomy in rats. This video article demonstrates the creation of a reversible cholestatic model.

Criação de modelo Rat reversível colestática

Cholestasis is a clinical condition commonly encountered by both surgeons and gastroenterologists. Cholestasis can cause various physiological changes and ...

Medicina

Gene Transfer for Ischemic Heart Failure in a Preclinical Model

Various emerging technologies are being developed for patients with heart failure. Well-established preclinical evaluations are necessary to determine their efficacy and safety.
Gene therapy using viral vectors is one of the most promising approaches for treating cardiac diseases. Viral delivery of various different genes by changing the carrier gene has immeasurable therapeutic potential.
In this video, the full process of an animal model of heart failure creation followed by gene transfer is presented using a swine model. First, myocardial infarction is created by occluding the proximal left anterior descending coronary artery. Heart remodeling results in chronic heart failure. Unique to our model is a fairly large scar which truly reflects patients with severe heart failure who require aggressive therapy for positive outcomes. After myocardial infarct creation and development of scar tissue, an intracoronary injection of virus is demonstrated with simultaneous nitroglycerine infusion. Our injection method provides simple and efficient gene transfer with enhanced gene expression. This combination of a myocardial infarct swine model with intracoronary virus delivery has proven to be a consistent and reproducible methodology, which helps not only to test the effect of individual gene, but also compare the efficacy of many genes as therapeutic candidates.

A method of gene transfer for the treatment of ischemic heart failure is described using a swine model of myocardial infarction. Our simple and reproducible method enables us to readily evaluate the efficacy of various gene transfers with a very simple and reproducible way.

Transferência de genes para insuficiência cardíaca isquêmica em um modelo pré-clínica

Various emerging technologies are being developed for patients with heart failure. Well-established preclinical evaluations are necessary to determine ...

A Simplified Technique for Producing an Ischemic Wound Model

One major obstacle in current diabetic wound research is a lack of an ischemic wound model that can be safely used in diabetic animals. Drugs that work well in non-ischemic wounds may not work in human diabetic wounds because vasculopathy is one major factor that hinders healing of these wounds. We published an article in 2007 describing a rabbit ear ischemic wound model created by a minimally invasive surgical technique. Since then, we have further simplified the procedure for easier operation. On one ear, three small skin incisions were made on the vascular pedicles, 1-2 cm from the ear base. The central artery was ligated and cut along with the nerve. The whole cranial bundle was cut and ligated, leaving only the caudal branch intact. A circumferential subcutaneous tunnel was made through the incisions, to cut subcutaneous tissues, muscles, nerves, and small vessels. The other ear was used as a non-ischemic control. Four wounds were made on the ventral side of each ear. This technique produces 4 ischemic wounds and 4 non-ischemic wounds in one animal for paired comparisons. After surgery, the ischemic ear was cool and cyanotic, and showed reduced movement and a lack of pulse in the ear artery. Skin temperature of the ischemic ear was 1-10 &deg;C lower than that on the normal ear and this difference was maintained for more than one month. Ear tissue high-energy phosphate contents were lower in the ischemic ear than the control ear. Wound healing times were longer in the ischemic ear than in the non-ischemic ear when the same treatment was used. The technique has now been used on more than 80 rabbits in which 23 were diabetic (diabetes time ranging from 2 weeks to 2 years). No single rabbit has developed any surgical complications such as bleeding, infection, or rupture in the skin incisions. The model has many advantages, such as little skin disruption, longer ischemic time, and higher success rate, when compared to many other models. It can be safely used in animals with reduced resistance, and can also be modified to meet different testing requirements.

We have developed a minimally invasive technique to create a rabbit ischemic ear wound model by dividing the central artery and nerve and the cranial neurovascular bundle. A subcutaneous tunnel then cuts all subcutaneous tissues. This procedure causes minimal skin disruption and can be safely used in diabetic animals.

Uma técnica simplificada para a produção de um modelo de ferida isquêmica

One major obstacle in current diabetic wound research is a lack of an ischemic wound model that can be safely used in diabetic animals. Drugs that work ...

Endothelin-1 Induced Middle Cerebral Artery Occlusion Model for Ischemic Stroke with Laser Doppler Flowmetry Guidance in Rat

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in 20091, 2. Several models of cerebral ischemia have been developed to mimic the human condition of stroke. It has been suggested that up to 80% of all strokes result from ischemic damage in the middle cerebral artery (MCA) area3. In the early 1990s, endothelin-1 (ET-1) 4 was used to induce ischemia by applying it directly adjacent to the surface of the MCA after craniotomy. Later, this model was modified 5 by using a stereotaxic injection of ET-1 adjacent to the MCA to produce focal cerebral ischemia. The main advantages of this model include the ability to perform the procedure quickly, the ability to control artery constriction by altering the dose of ET-1 delivered, no need to manipulate the extracranial vessels supplying blood to the brain as well as gradual reperfusion rates that more closely mimics the reperfusion in humans5-7. On the other hand, the ET-1 model has disadvantages that include the need for a craniotomy, as well as higher variability in stroke volume8. This variability can be reduced with the use of laser Doppler flowmetry (LDF) to verify cerebral ischemia during ET-1 infusion. Factors that affect stroke variability include precision of infusion and the batch of the ET-1 used6. Another important consideration is that although reperfusion is a common occurrence in human stroke, the duration of occlusion for ET-1 induced MCAO may not closely mimic that of human stroke where many patients have partial reperfusion over a period of hours to days following occlusion9, 10. This protocol will describe in detail the ET-1 induced MCAO model for ischemic stroke in rats. It will also draw attention to special considerations and potential drawbacks throughout the procedure.

Several animal models of cerebral ischemia have been developed to simulate the human condition of stroke. This protocol describes the endothelin-1 (ET-1) induced middle cerebral artery occlusion (MCAO) model for ischemic stroke in rats. In addition, important considerations, advantages, and shortcomings of this model are discussed.

Endotelina-1 Induzida Médio modelo de oclusão da artéria cerebral para AVC isquêmico com Laser Orientação Fluxometria Doppler em ratos

Stroke is the number one cause of disability and third leading cause of death in the world, costing an estimated $70 billion in the United States in ...

Angiogenesis in the Ischemic Rat Lung

The adult lung is perfused by both the systemic bronchial artery and the entire venous return flowing through the pulmonary arteries. In most lung pathologies, it is the smaller systemic vasculature that responds to a need for enhanced lung perfusion and shows robust neovascularization. Pulmonary vascular ischemia induced by pulmonary artery obstruction has been shown to result in rapid systemic arterial angiogenesis in man as well as in several animal models. Although the histologic assessment of the time course of bronchial artery proliferation in rats was carefully described by Weibel 1, mechanisms responsible for this organized growth of new vessels are not clear. We provide surgical details of inducing left pulmonary artery ischemia in the rat that leads to bronchial neovascularization. Quantification of the extent of angiogenesis presents an additional challenge due to the presence of the two vascular beds within the lung. Methods to determine functional angiogenesis based on labeled microsphere injections are provided.

The lung is perfused by both the systemic bronchial artery and pulmonary arteries. In most lung pathologies, it is the smaller systemic vasculature that shows robust neovascularization. Cessation of pulmonary blood flow promotes brisk bronchial angiogenesis. We provide surgical details of inducing left pulmonary artery ischemia that promotes bronchial neovascularization.

Angiogênese no pulmão de rato Isquêmica

The  adult lung is perfused by both the systemic bronchial artery and the entire  venous return flowing through the pulmonary arteries. In most lung ...

A Piglet Model of Neonatal Hypoxic-Ischemic Encephalopathy

Birth asphyxia, which causes hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), accounts for 0.66 million deaths worldwide each year, about a quarter of the world&#8217;s 2.9 million neonatal deaths. Animal models of HIE have contributed to the understanding of the pathophysiology in HIE, and have highlighted the dynamic process that occur in brain injury due to perinatal asphyxia. Thus, animal studies have suggested a time-window for post-insult treatment strategies. Hypothermia has been tested as a treatment for HIE in pdiglet models and subsequently proven effective in clinical trials. Variations of the model have been applied in the study of adjunctive neuroprotective methods and piglet studies of xenon and melatonin have led to clinical phase I and II trials1,2. The piglet HIE model is further used for neonatal resuscitation- and hemodynamic studies as well as in investigations of cerebral hypoxia on a cellular level. However, it is a technically challenging model and variations in the protocol may result in either too mild or too severe brain injury. In this article, we demonstrate the technical procedures necessary for establishing a stable piglet model of neonatal HIE. First, the newborn piglet (&#60; 24 hr old, median weight 1500 g) is anesthetized, intubated, and monitored in a setup comparable to that found in a neonatal intensive care unit. Global hypoxia-ischemia is induced by lowering the inspiratory oxygen fraction to achieve global hypoxia, ischemia through hypotension and a flat trace amplitude integrated EEG (aEEG) indicative of cerebral hypoxia. Survival is promoted by adjusting oxygenation according to the aEEG response and blood pressure. Brain injury is quantified by histopathology and magnetic resonance imaging after 72 hr.

Hypoxic-ischemic encephalopathy following perinatal asphyxia can be studied using animal models. We demonstrate the procedures necessary for establishing a piglet model of neonatal hypoxic-ischemic encephalopathy.

Um Modelo de Leitão Neonatal encefalopatia hipóxico-isquêmica

Birth asphyxia, which causes hypoxic-ischemic encephalopathy (HIE), accounts for 0.66 million deaths worldwide each year, about a quarter of the ...

Demonstration of the Rat Ischemic Skin Wound Model

The propensity for chronic wounds in humans increases with ageing, disease conditions such as diabetes and impaired cardiovascular function, and unrelieved pressure due to immobility. Animal models have been developed that attempt to mimic these conditions for the purpose of furthering our understanding of the complexity of chronic wounds. The model described herein is a rat ischemic skin flap model that permits a prolonged reduction of blood flow resulting in wounds that become ischemic and resemble a chronic wound phenotype (reduced vascularization, increased inflammation and delayed wound closure). It consists of a bipedicled dorsal flap with 2 ischemic wounds placed centrally and 2 non-ischemic wounds lateral to the flap as controls. A novel addition to this ischemic skin flap model is the placement of a silicone sheet beneath the flap that functions as a barrier and a splint to prevent revascularization and reduce contraction as the wounds heal. Despite the debate of using rats for wound healing studies due to their quite distinct anatomic and physiologic differences compared to humans (i.e., the presence of a panniculus carnosus muscle, short life-span, increased number of hair follicles, and their ability to heal infected wounds) the modifications employed in this model make it a valuable alternative to previously developed ischemic skin flap models.

The rat, due to its size, availability, and rather docile behavior, has been utilized as a research model for many years. The goal of this protocol is to utilize the rat as an ischemic skin wound healing model to provide valuable insight into the pathophysiology of chronic wounds.

Demonstração da Wound modelo de pele de rato Isquêmico

The propensity for chronic wounds in humans increases with ageing, disease conditions such as diabetes and impaired cardiovascular function, and ...

The Rodent Model of Nonarteritic Anterior Ischemic Optic Neuropathy (rNAION)

Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (NAION) is a focal ischemic lesion of the optic nerve that affects 1/700 individuals throughout their lifetime. NAION results in optic nerve edema, selective loss of the retinal ganglion cell neurons (RGCs) and atrophy of the optic nerve. A rodent model of NAION that expresses most NAION features and sequelae has been developed, which is applicable to both rats and mice. This model utilizes a focal laser application of 532 nm wavelength to illuminate a photoactive dye, Rose Bengal (RB), to cause capillary damage and leakage at the targeted anterior optic nerve (the laminar region). After rNAION induction, there is an early optic nerve ischemia, optic nerve edema, and intraneural inflammation, followed by selective RGC and axonal loss. Since the optic nerve is a CNS white matter tract, the rNAION model is applicable to mechanistic studies of selective white matter ischemia, as well as neuroprotective analyses and short and long-term mechanisms of glial and neuronal response to ischemia.

The Rodent Model of Nonarteritic Anterior Ischemic Optic Neuropathy rNAION

The following report describes how to replicate the rodent model of nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (rNAION), using the appropriate dye, contact lens and laser parameters. We also reveal the appropriate steps for evaluating the rNAION lesion in vivo.

O modelo de roedor de nonarterítica óptica isquêmica anterior Neuropatia (rNAION)

Nonarteritic anterior ischemic optic neuropathy (NAION) is a focal ischemic lesion of the optic nerve that affects 1/700 individuals throughout their ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and drugs. It is widely used in many studies on the physiological functions of vascular smooth muscle, the pathogenesis of vascular diseases such as hypertension, and the development of smooth muscle relaxant drugs. The mouse is a widely used model animal with a large pool of disease models and genetically modified strains. We introduced this method to measure the isometric contraction of mouse mesenteric artery in detail. A 1.4-mm segment of mouse mesenteric resistance artery was isolated and mounted on a myograph chamber by passing two steel wires through its lumen. After equilibration and normalization steps, the vessel segment was potentiated by a high-K+ solution twice prior to the contraction assay. As an example of the application of this method in drug development, we measured the relaxant effect of a novel natural substance, neoliensinine, isolated from a Chinese herb, embryos of the lotus seed (Nelumbo nucifera Gaertn.) on mouse mesenteric arteries. The vessel segments mounted on the myograph chamber were stimulated with a high-K+ solution. When the force tension reached a stable sustained phase, cumulative doses of neoliensinine were added to the chamber. We found that neoliensinine had a dose-dependent relaxant effect on smooth muscle contraction, thus suggesting that it bears potential activity against hypertension. In addition, as the vessel segment can survive at least 4 hours after mounting and maintain contractility induced by the high-K+ solution for many times, we suggest that the wire myograph system may be used for the time-consuming process of drug screening.

The wire myograph technique is used to investigate vascular smooth muscle functions and screen new drugs. We report a detailed protocol for measuring the isometric contractility of the mouse mesenteric artery and for screening new relaxants of vascular smooth muscle.

Medição de contratilidade isométrica da artéria mesentérica Mouse usando fio miografia

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Oxygen-Induced Retinopathy Model for Ischemic Retinal Diseases in Rodents

One of the commonly used models for ischemic retinopathies is the oxygen-induced retinopathy (OIR) model. Here we describe detailed protocols for the OIR model induction and its readouts in both mice and rats. Retinal neovascularization is induced in OIR by exposing rodent pups either to hyperoxia (mice) or alternating levels of hyperoxia and hypoxia (rats). The primary readouts of these models are the size of neovascular (NV) and avascular (AVA) areas in the retina. This preclinical in vivo model can be used to evaluate the efficacy of potential anti-angiogenic drugs or to address the role of specific genes in the retinal angiogenesis by using genetically manipulated animals. The model has some strain and vendor specific variation in the OIR induction which should be taken into consideration when designing the experiments.

Oxygen-induced retinopathy (OIR) can be used to model ischemic retinal diseases such as retinopathy of prematurity and proliferative diabetic retinopathy and to serve as a model for proof-of-concept studies in evaluating antiangiogenic drugs for neovascular diseases. OIR induces robust and reproducible neovascularization in the retina that can be quantified.

Modelo de Retinopatia Induzida por Oxigênio para Doenças Isquêmicas da Retina em Roedores

One of the commonly used models for ischemic retinopathies is the oxygen-induced retinopathy (OIR) model. Here we describe detailed protocols for the OIR ...