Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Этот протокол описывает как in vivo, так и ex vivo методы полной визуализации и характеристики гиалоидных сосудов, модель сосудистой регрессии в глазах мышей, используя оптическую комппореную томографию и флоуресцейну для живой визуализации и ex vivo изоляции и последующего плоского крепления гиалоида для количественного анализа.
В глазу эмбриональные гиалоидные сосуды питают развивающуюся линзу и сетчатку и регресс, когда сосуды сетчатки развиваются. Стойкие или неудачные регрессии гиалоидных сосудов можно увидеть при таких заболеваниях, как стойкий гиперпластический первичный стекловид (PHPV), что приводит к затруднению светового пути и нарушению функции зрения. Понимание механизмов, лежащих в основе регрессии гиалоидных сосудов, может привести к новым молекулярным знаниям в процессе регрессии сосудов и потенциальным новым способам управления заболеваниями с помощью стойких гиалоидных сосудов. Здесь мы описываем процедуры визуализации гиалоида у живых мышей с оптической когеренционной томографией (OCT) и фундусийской ангиографией (FFA) и подробный технический протокол изоляции и плоскомонтажа гиалоид ex vivo для количественного анализа. Низкой плотности липопротеинов рецепторов, связанных с протеином 5 (LRP5) нокаут мышей были использованы в качестве экспериментальной модели стойких гиалоидных сосудов, чтобы проиллюстрировать методы. Вместе эти методы могут способствовать тщательной оценке гиалоидных сосудов в качестве экспериментальной модели сосудистой регрессии и исследований механизма стойких гиалоидных сосудов.
Кровоснабжение глаз имеет важное значение для обеспечения нормального развития сетчатки и окружающих глазных тканей и оснащения надлежащей зрительной функции. В глазу три сосудистые кровати: сосуды сетчатого глаза, сосуды и переходные эмбриональные кровообращения. Развитие глазной сосуды требует пространственной и временной координации на протяжении всего эмбриогенеза и созревания тканей. Среди трех сосудистых кроватей, гиалоидная сосудоза является первой функциональной системой кровоснабжения для обеспечения питания и кислорода для вновь сформированной эмбриональной линзы и развивающейся сетчатки. Гиалоидные сосуды регрессируют в то жевремя, что сосуды сетчатки развиваются и созревают 1. Регрессия гиалоидной сосуды имеет решающее значение для обеспечения четкого визуального пути для развития зрительной функции; следовательно, этот процесс сосудистой регрессии так же важен, как и рост сосудов в области сосуды. Нарушение гиалоидной регрессии может привести к заболеваниям глаз. Кроме того, регрессия гиалоидных сосудов обеспечивает модельсистемы для исследования клеточных и молекулярных механизмов, участвующих в регрессии сосудов, что может иметь последствия для ангиогенной регуляции и в других органах.
Гиалоидная сосуда, полученная из гиалоидной артерии (HA), состоит из ваза гиалоидеи проприии (VHP), туника васкулоза лентиса (TVL) и мембраны зрачков (PM). Он обеспечивает питание развивающейся сетчатки, первичного стекловидного тела, и хрусталика во время эмбрионального развития2. В результате HA, VHP ветви передняя через стекловидное тело к объективу. TVL чашки задней поверхности капсулы объектива, и анастомоза хм, который соединяется с передней цилиарных артерий, охватывающих переднюю поверхность объектива2,3, в результате формирования сети судов в PM 3 , 4 , 5. Интересно, что в сваске гиалоида нет вен, и система использует сосуды для выполнения венозного дренажа.
В человеческом эмбрионе, гиалоид сосуды почти завершена примерно на девятой неделе беременности и начинает регрессировать, когда первые сосуды женевки появляются, в течение четвертого месяца беременности2. Начиная с атрофии VHP, регрессии капиллярных сетей TVL, PM, и, наконец, HA происходит впоследствии2,3. Между тем, первичные стекловидного втягивания и вторичного стекловидного начинает формироваться, состоящий из внеклеточных компонентов матрицы, в том числе коллагеновых волокон. К шестому месяцу беременности первичный стекловид превращаета сводится к небольшому прозрачному каналу, простираясь от диска зрительного нерва до объектива, называемого каналом Cloquet или гиалоидным каналом, а вторичный стекловидный становится основным компонентом заднего сегмента 2 , 3. Циркуляция гиалоида исчезает в основном на 35 до 36 недель беременности, незадолго до рождения3.
В отличие от людей, у которых гиалоидная сосудистая полностью регрессирует при рождении, мышь гиалоидная сосудистая система начинает регрессировать после рождения. Как мышь сетчатки рождается сосудистой и сетчатки сосудов развиваться послеродовой, гиалоидные сосуды регресс одновременно с послеродового дня (P) 4 и в основном полностью регрессируется P216 (Рисунок 1). PM исчезает сначала между P10 и P12, и VHP исчезает между P12 и P16, в то время как небольшое количество ТВЗ и HA клеток остаются даже на P16, и P21 регрессии гиалоидной сосудистой системы почти завершена6. В то же время, сосуды для стыковки с ы ветвей на гриле начинают развиваться после рождения. Поверхностный слой сосудистого сплетения полностью распространяется на периферийную сетчатку при P7-P8, глубокий слой (расположенный во внешнем плексиформном слое) развивается из P7-P12, и, наконец, промежуточное сплетение во внутреннем плексиформном слое развивается между P12 и P157 . По мере развития сосудов сосудов сосудов сосудов соты, она постепенно заменяет функцию сопутствующего регрессирования гиалоидных сосудов, обеспечивая питание и кислород развивающемуся глазу. Послеродовое возникновение регрессии гиалоидных сосудов у мышей обеспечивает легко доступную экспериментальную модель для наблюдения и изучения гиалоидной сосуды, а также молекулярную основу, регулирующую процессы сосудистой регрессии в рамках как физиологических, так и физиологических и патологические состояния8.
Отказ гиалоидной регрессии можно увидеть при таких заболеваниях, как PHPV, который является редкой врожденной аномалией развития глаза в результате неудачной илинеполной регрессии эмбриональной, первичной стекловидной и гиалоидной сосуды 9. Механизмы, регулирующие регрессионный процесс гиалоидных сосуд, являются сложными и широко изучены. Один из основных молекулярный путь, необходимый для нормальной регрессии гиалоидных сосудов является Wnt сигнализации пути10, как генетические мутации в этом пути, затрагивающих как Wnt лиганда и рецепторы были связаны с PHPV у людей9. Экспериментальные исследования определили Wnt лиганд, Wnt7b, который производится макрофагами вокруг гиалоидных сосудов в развивающемся глазу, чтобы опосреднить этот процесс регрессии. Wnt7b активирует Wnt сигнализации путем связывания с рецепторами frizzled4 (F'D4)/LRP5 в соседних эндотелиальных клеток, чтобы инициировать апоптоз клетки, что приводит к регрессии гиалоидных сосудов10. В результате, Wnt7b-дефицитных мышей показать стойкость гиалоидных сосудов10. Аналогичным образом, нетрадиционный лиганд Wnt, Норрин (кодируется геном Ndp), также связывается с F'D4/LRP5, чтобы вызвать регрессию гиалоидных сосудов во время разработки. Ndpy/- , Lrp5-/-, и Fzd4-/- мышей все отображения отложено гиалоидной регрессии судна, поддерживая важную регулятивную роль Wnt сигнализации11,12, 13,14,15,16. Кроме того, другой Wnt coreceptor LRP6 перекрывает сярприг с LRP5 в своей функции по модуляции сигнального пути Wnt в гиалоидных сосудистых эндотелиальных клетках17. Другие факторы, которые также могут способствовать гиалоидной регрессии включают гипоксия-индуцируемый фактор18,19, сосудистый эндотелиальный фактор роста20,21, коллаген-1822, 23, Arf24, ангиопоэтин-225, и костной морфогенетический белок-426. В этой работе мы используем Lrp5-/- мышей в качестве модели стойких гиалоидных сосудов, чтобы продемонстрировать методы оценки и характеристики гиалоидных сосудов с помощью методов in vivo и ex vivo.
Визуализация гиалоидных сосудов in vivo и ex vivo необходима для изучения механизмов регрессии гиалоидных сосудов. Современные методы наблюдения гиалоидных сосудок в основном сосредоточены на визуализации и анализе VHP и HA, с помощью изображений OCT и FFA, секций поперечных сечений глаз и плоского крепления гиалоидов. OCT и FFA являются мощными инструментами визуализации in vivo, позволяющими проводить продольные наблюдения у живых животных после того, как они открыли глаза. Кроме того, изолированное гиалоидное плоское крепление обеспечивает визуализацию всей гиалоидной сосуды и средство для достижения точной количественной оценки числа сосудов. Тем не менее, тонкий и хрупкий характер гиалоидных сосудов и в результате технические трудности его изоляции, возможно, ограничили его использование в исследованиях глаз несколько10,17,27. В этой работе мы предоставляем подробный протокол визуализации гиалоидных сосудов, сочетая как in vivo живую визуализацию жевийной корыстной полости, так и ex vivo изолированные гиалоидные плоские крепления для повышения осуществимости этих методов. Этот протокол был адаптирован с модификацией и расширением от предыдущих публикаций на in vivo метод живой fundus и OCT изображений28 и ex vivo метод изолированных гиалоид плоский монтаж11.
Все животные были обработаны в соответствии с Ассоциацией исследований в области зрения и офтальмологии (ARVO) Заявление об использовании животных в офтальмологических и видение исследований для экспериментов на животных, в соответствии с Руководящими принципами Национальных институтов здравоохранения ( NIH) в отношении ухода и использования животных для экспериментальных процедур и правил, установленных Институциональным комитетом по уходу за животными и использованию (IACUC) в Бостонской детской больнице. Lrp5-/- мыши (запас No 005823; Лаборатория Джексона) и ее дикий тип (WT) управления C57BL/6J мышей (фонд No 000664; Лаборатория Джексона) были использованы для этого исследования.
1. Часть I: In vivo изображение гиалоидных сосудов с помощью системы визуализации ретины
2. Часть II: Ex vivo визуализация гиалоидных сосудов
In vivo изображение гиалоидных сосудов у живых мышей
Рисунок 3 A показывает поперечные виды OCT изображений для сетчатки и гиалоидных тканей в 3-месячного WT и Lrp5-/-мышей, животной модели с стойкими гиалоидными. Глаз WT показывает отсутствие гиалои...
Методы оценки и характеристики гиалоидных сосудов являются интуитивными и необходимыми процедурами для наблюдения регрессии гиалоидных сосудов в моделях животных, чтобы позволить исследования механизмов, лежащих в основе сосудистой регрессии во время развития. В то время как in vivo ви...
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения (NIH) гранты (R01 EY024963 и EY028100) в JC З.В. была поддержана Рыцари тамплиеров Глаз Фонд Карьера Грант. Процедура изоляции гиалоидов, описанная в этом исследовании, была адаптирована с модификацией протоколов, щедро разделяемых докторами Ричардом Лэнгом, Тосихидэ Курихара и Лоис Смит, которым авторы благодарны.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
AK-Fluor (fluorescein injection, USP) | Akorn | 17478-253-10 | |
Anti-CD31 antibody | Abcam | ab28364 | |
Antifade mounting medium | Thermo Fisher | S2828 | |
Antifade Mounting Medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1200 | |
Artificial tear eyedrop | Systane | N/A | |
Bovine serum albumin (BSA) | Sigma-Aldrich | A2058 | |
C57BL/6J mice | The Jackson Laboratory | Stock NO: 000664 | |
Calcium chloride (CaCl2) | Sigma-Aldrich | C1016 | |
Cryostat | Leica | CM3050S | |
Cryostat | Leica | CM3050 S | |
Cyclopentolate hydrochloride and phenylephrine hydrochloride eyedrop | Cyclomydril | N/A | |
Gelatin | Sigma-Aldrich | G9382 | |
Goat anti-Rabbit IgG (H+L) Cross-Adsorbed Secondary Antibody, Alexa Fluor 488 | ThermoFisher Scientific | A-11008 | |
Heating board | Lab-Line Instruments Inc. | N/A | |
Isolectin GS-IB4, 594 conjugate | ThermoFisher Scientific | I21413 | |
Ketamine hydrochloride injection | KetaVed | NDC 50989-996-06 | |
Lrp5-/- mice | The Jackson Laboratory | Stock NO. 005823 | Developed by Deltagen Inc., San Mateo, CA |
Micron IV and OCT | Phoenix Research Labs | N/A | Imaging software: InSight |
Microscope | Zeiss | discovery v8 | |
Microsurgery forceps | Scanlan International | 4004-05 | |
Microsurgery scissors | Scanlan International | 6006-44 | |
Optimal cutting temperature compound | Tissue-Tek | 4583 | |
Optimal cutting temperature compound | Agar Scientific | AGR1180 | |
Paraformaldehyde (16%) | Electron Microscopy Sciences | 15710 | |
Peel-A-Way disposable embedding molds (tissue molds) | Fisher Scientific | 12-20 | |
Phosphate-buffered saline (PBS) buffer (10X) | Teknova | P0496 | |
Slide cover glass | Premiere | 94-2222-10 | |
Superfrost microscope slides | Fisherbrand | 12-550-15 | |
Triton X-100 | Sigma-Aldrich | X100 | |
Xylazine sterile solution | Akorn: AnaSed | NDC: 59399-110-20 |
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