Method Article
Представлен подробный протокол для оценки структурных и визуального отсчетов на грызунах, оптическая когерентная томография и оптокинетический ответ. Результаты дают ценную информацию для офтальмологии, а также неврологических исследований.
Оптическая когерентная томография (Окт) является быстрый, неинвазивный, интерферометрического техника, позволяя сетчатки изображений с высоким разрешением. Это идеальный инструмент для исследования процессов нейродегенеративные, нейропротекции и нейро ремонт с участием зрительной системы, как эти часто соотносятся с изменения сетчатки. Как функциональные индикация, визуально вызвала компенсационного глаза и движения головы часто используется в экспериментальной модели с участием зрительной функции. Сочетание обоих методов позволяет количественных в vivo исследования структуры и функции, которые могут использоваться для расследования патологических состояний или оценить потенциал Роман терапии. Большую пользу из представленных методов является возможность продольного анализа, позволяя исследование динамических процессов, снижение изменчивости и сократит количество животных для экспериментов. Протокол описал призвана обеспечить руководство для сбора и анализа данных высокого качества сетчатки сканов мышей и крыс, используя низкую стоимость заказной держатель с возможностью для доставки ингаляционных анестезии. Кроме того предлагаемое руководство предназначено как учебное пособие для исследователей, с помощью анализа ответов (ДКР) оптокинетический грызунов, которые могут быть адаптированы к их конкретным потребностям и интересам.
Изучение визуального путь, как часть центральной нервной системы, доказано, чтобы быть эффективной отправной точкой в решении не только офтальмологические1,2,3,4,5 , но также неврологические6,,78,9,10,11,12,13,14 ,,1516 вопросов. В последние годы, OCT и ДКР были определены в качестве полезных аналитических, неинвазивные инструменты для оценки большое разнообразие ретинопатии и сетчатки проявления в различных грызунов модели17,18,19 , 20 , 21 , 22 , 23 , 24 , 25. Окт позволяет для быстрый и высокого разрешения в vivo визуализации сетчатки морфологии и структуре мышей и крыс, с результатами в хорошие соответствии с гистологических срезах животных retinae26. ОКР является быстрый и надежный метод количественной оценки зрительной функции.
Многие OCT устройства позволяют одновременное конфокальный сканирования лазерного офтальмоскопия (cSLO) изображений с различных длинах волн, которые предоставляет диагностические сведения о патологии сетчатки, т.е., Визуализация отложений липофусцина или изменения сетчатки пигмента эпителия27. Кроме того в естественных условиях изображений флуоресценции помечены клетки в трансгенных животных является возможным28,29,30,,3132. Однако применение технологии OCT в грызунов модели по-прежнему является сложным, главным образом из-за небольшой глаз размер. Некоторые коммерчески доступные устройства требуют адаптации и часто требуется другой размер держателя для изображения животных различных видов. Кроме того животные требуют анестезии для измерения.
ДКР устройства могут использоваться для оценки зрительной функции грызунов. Животные размещены на платформе в центре реальных или виртуальных цилиндра, отображение движущихся решетки, который животные отслеживать с рефлексивной головы и шеи движения. Этот ответ оптокинетический сокращены или ликвидированы в случае снижение или потеря зрительной функции.
Цель настоящего Протокола заключается в представлении руководство для измерения толщины сетчатки, использование коммерчески доступных OCT устройства с пользовательских владельца, обеспечивая вдыхаемые анестезии. Протокол показывает, как анализировать объем сканирования с помощью программного обеспечения, предоставляемых производителем. Для визуального тестирования, цель заключается в том, чтобы предоставить инструкции о том, как использовать систему коммерчески доступных для оценки ДКР.
Все животные процедуры выполнялись в соответствии с экспериментальной руководящих принципов, утвержденных региональных властей (Государственное агентство по природе, окружающей среды и защиты потребителей; ссылка номер 84-02.04.2014.A059) и соответствуют ассоциации Исследования в области зрения и офтальмологии (Арво) заявление для использования животных в глазной и видение исследования и Европейская директива 2010/63/ЕС о защите животных, используемых для научных целей.
1. конфокальный сканирования лазерного офтальмоскопия оптическая когерентная томография
Примечание: Протокол для измерения cSLO Окт приспособлена для всех штаммов лабораторных мышей и крыс.
2. оптокинетический ответ
Примечание: В следующем, предоставляется подробное руководство для измерений ДКР мышей и крыс, которая может быть адаптирована к индивидуальным потребностям.
С использованием 3rd поколения OCT визуализации в миелина Олигодендроциты гликопротеина (MOG) пептида индуцированной модели мыши Экспериментальный аутоиммунный энцефаломиелит (EAE), были получены с высоким разрешением морфологических секции мыши сетчатки. С помощью этой технологии, защитный потенциал различных веществ были продемонстрировали17. Полученные значения толщины внутренних слоев сетчатки (IRL) находятся в хороших в соответствии с количеством клеток сетчатки ганглия (РЦ), полученных путем гистологического окрашивание сетчатки wholemounts (рис. 4).
ДКР мониторинг обеспечивает функциональные индикация нейродегенеративные, видели Окт. В этих экспериментах зрительной функции, как пространственная частота оценены ДКР и neuroaxonal ущерб оценивается как IRL истончение Окт, находились в тесной корреляции17. Различные протоколы могут быть использованы для изучения острота, изменив временной или пространственной частоте, контрастная чувствительность, ориентацию или скорость перемещения сетки. В модели ЕАЕ улучшение пространственной частоте 0,05 циклов/степени (c/d) животных, получавших вещества 1 был обнаружен по сравнению с необработанными MOG ЕАЕ мышей (рис. 5).
Рисунок 1: Custom держатель для измерения Окт. (A) октября изображений C57BL/6J мыши с помощью пользовательских держатель33 и (B) оси вращения вокруг грызунов глаза. Показано вращение в поперечной плоскости (слева) и в осевой плоскости (справа). Эта цифра была изменена с Дитрих, м. et al.33. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2: октября пост приобретение анализ. «1, 2, 3 мм» ETDRS сетка на 25 B-скан объем протокол (слева). Программное обеспечение (справа) для различных секторов сетчатки обеспечивается толщина слоев сетчатки. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3: измерение ДКР мышей и стимул параметры. (A) Top посмотреть через камеру, анализируя C57BL/6J мыши на платформе в камере. (B) пользовательский интерфейс и настройки программного обеспечения ДКР. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4: мышей C57BL/6J с MOG EAE показывают курс ослабленных болезнью, когда обращение с веществом 1, по сравнению с необработанными управления. (A) вырождение внутренних слоев сетчатки является снижение (B) и клиническая оценка ЕАЕ гасится в ходе ЕАЕ когда вещество 1 вводили. Мышей были забил ежедневно, и были проведены измерения OCT ежемесячно в течение 120 дней. Графы представляют собой среднее значение и стандартную ошибку по крайней мере десять животных для каждой группы. (*p < 0,05, ***p < 0,001, площадь под кривой, по сравнению с Дуннетт тест post hoc ANOVA). (C) IRL толщина изменяется в хорошую соответствии с потерей RGC (***p < 0,001, на дисперсионный анализ с post hoc тест Дуннетт по сравнению с необработанной MOG мышей). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5: измерение ДКР мышей C57BL/6J с MOG-ЕАЕ. (A) ДКР показывает улучшение остроты животных обращение с веществом 1, по сравнению с необработанными MOG EAE мышей, измеряется пространственной частоте порога тестирование в течение 120 дней. Графы представляют собой среднее значение и стандартную ошибку по меньшей мере шесть животных на группы (**p < 0.01, ***p < 0,001, площадь под кривой, по сравнению с Дуннетт тест post hoc ANOVA). (B) изображение C57BL/6J мыши в испытательной камере. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Этот протокол предоставляет инструкции для измерения толщины и изучение зрительной функции в грызунов. Визуальные показаний все чаще используются в трансляционного исследования18,26,,3839,40 и легко передаваться в клинических испытаниях. Значительное преимущество окт по сравнению с гистологических исследований подопытных животных является то, что продольный анализ возможности, позволяя исследование динамических патологических процессов, в основном снижение изменчивости и количество Животные, нуждается в исследовании. Кроме того в естественных условиях изображений с октября не подлежит фиксации, резки или окрашивание артефакты, которые могут повлиять на толщину слоя в гистологических исследований.
Однако ортогональной ориентации лазерного луча во всех плоскостях по отношению к сетчатке является важным шагом для обеспечения качества и воспроизводимость значений толщины. Это требует определенной подготовки следователя и является обязательным до приобретения OCT сканирования. Кроме того как коммерческие устройства построены для человека приложений, качество грызунов OCT изображений все еще уступает по сравнению с Б-сканов человека пациентов. В опыте авторов, он может быть трудно отличить различные внутренние сетчатки слои (слой сетчатки нервных волокон, слоя клеток ганглия и внутренний сплетениевидный слой) во время ручной коррекции. Поэтому мы рекомендуем, анализируя эти слои как составные индикацию (IRL).
Экспериментальной установки обеспечивает возможность для летучих анестезии, например, вдыхаемые изофлюрановая, который, по нашему опыту, безопаснее и легче контролировать чем инъекционный наркоз, например, кетамин Ксилазина41,42 и уменьшает риск преждевременного пробуждения грызунов в случае приобретения больше времени (например, при выполнении визуализации дневно маркированных клеток). В предварительном исследовании объем проверок были определены как протоколы с высокой надежности и достоверности. Интер вещь и тестирования Тестирование надежности была отличной, когда объем проверки, за исключением центральной части, содержащий диск зрительного нерва были оценены с ICC (коэффициент корреляции интра класса) значения выше 0,85 для всех оценок.
Измерения оптокинетический ответ основан на недобровольное оптокинетический рефлекс, который происходит в ответ на постоянно движущихся поле. В грызунов, в отличие от других видов движение включает в себя не только глаз, но и всю голову, которые могут быть легко обнаружены с помощью камеры.
Отличительный, между «отслеживание» или нормальной поведенческих движений животных требует определенной подготовки следователя и важно быть ослеплены для экспериментальной группы. Кроме того Животные нуждаются в адаптации фазы для размещения экспериментальной установки и во время протоколы долгое время измерений, животные должны быть анимированными неоднократно заверить, что «нет отслеживания» за счет достижения порога ДКР и не уменьшается внимание. Есть также значительные деформации изменчивость относительно зрительной функции лабораторных мышей и крыс43,-44. Острота грызуна поэтому должны оцениваться прежде чем они тестируются и некоторые штаммы, таких как SJL мышей, могут даже не подходит для измерений ДКР, как они гомозиготных для аллеля Pde6brd1 (дегенерация сетчатки 1).
Таким образом изучение сетчатки морфологии и зрительной функции в животных моделях допускает неинвазивный, продольного исследования структурных и функциональных повреждений, возникающих в контексте ЕАЕ и может оказаться полезным в других моделях с участием визуального системы, включая но не ограничиваясь в модели ретинопатии или повреждение зрительного нерва.
Не связанные с представленных работ, что авторы объявить следующие раскрытия финансовой информации:
Михаэль Дитрих получил спикер гонораров от Новартис. Андрес Крус-Эрранс является после защиты докторской сотрудник Национального общества рассеянный склероз. Ари Грин служил на научно-консультативного совета и визуальной, Новартис, OCTIMS, начала 5 Biosciences, Bionure; является ассоциированным редактором Джама неврологии; был членом Редакционного совета неврологии; держит патент на remyelination молекул и путей; консультации для начала 5 наук; Поддержка полученных научных исследований от Новартис Фарма OCTIMs, начала наук SRA, NINDS, Ниа, Национальное Общество РС, Шерак фонд и Фонд Хилтона; проводит акции или опционов в начала 5; и служил в качестве свидетеля-эксперта в Mylan v Teva Pharma. Ханс-Петер Hartung получил сборов за порцию на руководящие комитеты Biogen Idec, GeNeuro, Sanofi Genzyme, Merck, Novartis Pharmaceuticals, Октафарма, Opexa Therapeutics, Teva Pharmaceuticals, визуальной, Bayer HealthCare, вперед Pharma, и Рош, сборы за порцию на консультативных советов от Biogen Idec, Sanofi Genzyme, Merck, Novartis Pharmaceuticals, Октафарма, Opexa Therapeutics, Teva Pharmaceuticals и Рош и лекции сборы от Biogen Idec, Sanofi Genzyme, Merck, Novartis Pharmaceuticals , Октафарма, Opexa Therapeutics, Teva Pharmaceuticals, визуальной и Рош. Philipp Albrecht получили компенсацию за порцию на научных консультативных советов для Ipsen, Новартис, Biogen; Он получил спикер гонораров и командировок от Новартис, Тева, Biogen, Мерц Фармацевтика, Ipsen, Allergan, Bayer Healthcare, Есаи, UCB и Глаксо Смит Клайн; Он получил поддержку исследований от Новартис, Biogen, Тева, Мерц Фармацевтика, Ипсен и Рош. Другие авторы сообщают без раскрытия.
Эта работа была поддержана грантов д -р Роберт Pfleger-фонд Ilselore Лукков-фонд, а также Biogen и Новартис ПА. Рисунок 1B был воспроизведен из «всего тела позиционные манипуляторов для глазной изображений анестезированные мышей и крыс: сделай сам гид. Дитрих, м., Крус-Эрранс Касадо, а., Yiu, H., Актас, о.в., Брандт, U. а. Гартунг, HP., зеленый цвет, а., Альбрехт, P. BMJ открытым офтальмологии. 1 (1), e000008, 2017" с разрешения BMJ Publishing Group Ltd.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Heidelberg Spectralis HRA+OCT system | Heidelberg Engineering, Germany | N/A | ophthalmic imaging platform system |
Heidelberg Eye Explorer | Heidelberg Engineering, Germany | N/A | Version 1.9.10.0 |
blue 25D non-contact lens | Heidelberg Engineering, Germany | N/A | lens for rodent mesurement |
OptoMotry | CerebralMechanics Inc., Canada | N/A | system for visual function analysis |
OptoMorty HD software | CerebralMechanics Inc., Canada | N/A | Version 2.1.0 |
Inhalation Anesthetic Isoflurane | Piramal Critical Care, Bethlehem, PA, USA | 803250 | inhalation anesthetic |
Phenylephrin 2.5%-Tropicamide 0.5% | University Hospital Düsseldorf, Germany | N/A | pupillary dilation |
Visc-Ophtal | Dr. Robert Winzer Pharma GmbH, Berlin, Germany | 58407 | ophthalmologic eye gel |
GraphPad Prism | GraphPad Software Inc, San Diego, CA, USA | N/A | statistical analysis software, Version 5.00 |
IBM SPSS Statistics | IBM Corporation, Armonk, New York, USA | N/A | statistical analysis software, Version 20 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены