Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
* Эти авторы внесли равный вклад
В данной рукописи представлен протокол гистологической подготовки предметных стекол из глазных яблок грызунов. С помощью предложенного метода внутреннюю часть сетчатки можно легко визуализировать и оценить под световым микроскопом. Процедура представлена для глазных яблок мышей и крыс.
Глазное яблоко грызунов является мощным инструментом для исследования патомеханизмов многих офтальмологических заболеваний, таких как глаукома, гипертоническая ретинопатия и многих других. Доклинические эксперименты позволяют исследователям изучить эффективность новых лекарств, разработать новые методы лечения или найти новые патомеханизмы, участвующие в возникновении или прогрессировании заболевания. Гистологическое исследование дает много информации, необходимой для оценки эффектов проведенных экспериментов, и может выявить дегенерацию, ремоделирование тканей, инфильтрацию и многие другие патологии. В клинических исследованиях редко есть шанс получить ткань глаза, пригодную для гистологического исследования, поэтому исследователям следует воспользоваться возможностью, предоставляемой исследованием глазных яблок грызунов. В данной рукописи представлен протокол гистологической подготовки срезов глазных яблок грызунов. Методика представлена для глазных яблок мышей и крыс и включает в себя следующие этапы: (i) забор глазного яблока, (ii) сохранение глазного яблока для дальнейшего анализа, (iii) обработка ткани парафином, (iv) подготовка предметных стекол, (v) окрашивание гематоксилином и эозином, (vi) оценка ткани под световым микроскопом. С помощью предложенного метода можно легко визуализировать сетчатку глаза и детально ее оценить.
Глазное яблоко представляет собой шарообразную структуру, составляющую орган зрения. Внутреннюю часть глазного яблока можно разделить на два сегмента: передний сегмент, который включает в себя роговицу, радужную оболочку, цилиарное тело, хрусталик, переднюю камеру и заднюю камеру, и задний сегмент, который включает в себя стекловидное тело, сетчатку, сосудистую оболочку, склеру, корешок зрительного нерва. Передняя камера расположена между роговицей и радужной оболочкой 1,2. Радужная оболочка представляет собой круглую структуру с отверстием в центре, называемым зрачком. На стыке роговицы и радужной оболочки находится дренажный угол, где специализированная система трабекул отводит водистую влагу от глазного яблока к венозной системе. Задняя камера ограничена радужной оболочкой, цилиарным телом и хрусталиком, а также подвешивающими связками, которые удерживают хрусталик на месте. За хрусталиком находится стекловидное тело, которое является самой большой структурой глазного яблока. Стекловидное тело прилегает к сетчатке и стабилизирует ее положение. Сетчатка окружена сосудистой оболочкой и склерой1. Анатомия глазного яблока представлена на рисунке 1.
Стенка глазного яблока состоит из трех слоев. Самым внешним слоем является склера, которая защищает глазное яблоко от травм и сохраняет его форму. На переднем полюсе глазного яблока склера превращается в прозрачную роговицу. Под склерой находится сосудистая структура, называемая увеакой, основной функцией которой является питание структур глаза. Язычковая оболочка образует сосудистую оболочку, а в пределах переднего полюса — цилиарное тело и радужную оболочку1. Самым внутренним слоем является сетчатка, которая представляет собой узкоспециализированную структуру глаза, состоящую из нейронов, глиальных клеток и клеток пигментного эпителия. Нейроны сетчатки включают фоторецепторные клетки (палочки и колбочки), горизонтальные клетки, биполярные клетки, амакриновые клетки и ганглиозные клетки сетчатки (РГК). Эти клетки организованы в сложные слои, и их роль заключается в получении и обработке световых стимулов 2,3. Глиальные клетки сетчатки состоят из клеток Мюллера, астроцитов и микроглии, которые присутствуют во всех слоях сетчатки. Многие функции глиальных клеток включают питание нейронов, поддержку гемато-сетчатчатого барьера, структурную поддержку нейронов для поддержания слоистой структуры сетчатки, регуляцию метаболизма нейронов, секрецию биологически активных белков, регулирующих функционирование, рост и выживание нейронов, а также регуляцию иммунологических процессов в сетчатке4. Клетки пигментного эпителия составляют самый внешний слой сетчатки и действуют как барьер между сосудистой оболочкой и фоторецепторами. Эти клетки регулируют двунаправленный транспорт продуктов жизнедеятельности и питательных веществ, а также защищают сетчатку от чрезмерного повреждения, вызванного светом, поглощая световую энергию и нейтрализуя генерируемые светом активные формы кислорода5.
Сетчатку можно разделить на десять слоев: (i) пигментный эпителий сетчатки, (ii) слой сегмента фоторецептора (палочки и колбочки), (iii) внешняя пограничная мембрана (ELM), (iv) внешний ядерный слой (ONL), (v) внешний плексиформный слой (OPL), (vi) внутренний ядерный слой (INL), (vii) внутренний плексиформный слой (IPL), (viii) слой ганглиозных клеток (GCL), (ix) слой нервных волокон сетчатки (RNFL), и (x) внутренняя пограничная мембрана (ILM)2. Ядрообразные слои сетчатки включают ONL, INL и GCL, в то время как слои с синаптическими связями между клетками включают OPL и IPL6. Ядра палочек и колбочек образуют ONL, а их аксоны простираются в OPL, где соединяются с дендритами биполярных и горизонтальных клеток. В пределах INL расположены ядра горизонтальной, биполярной и амакриновой клеток. В пределах IPL окончания аксонов биполярных и амакриновых клеток синапс с дендритами РГК. В пределах GCL RGC составляют большую часть клеточных тел, но также там могут быть обнаружены некоторые смещенные амакриновые клетки. Аксоны РГК образуют РНФЛ и, далее - зрительный нерв 7,8,9.
Многие офтальмологические заболевания, такие как нейродегенеративные заболевания сетчатки, приводят к необратимой и неизлечимойслепоте 10. Зрение считается одним из важнейших органов чувств, и постоянная слепота значительно снижает качество жизни пациента. Для углубления понимания патомеханизмов многих заболеваний широко проводятся доклинические исследования с использованием клеточных культур или животных моделей. Доклинические исследования на экспериментальных животных дают возможность оценить патомеханизмы глазных заболеваний и разработать новые терапевтические стратегии. Заболевания глаз можно моделировать как у крупных животных (обезьян, коров, собак и кошек), так и у мелких животных (кроликов, крыс, мышей и рыбок данио). Использование более крупных животных обеспечивает лучший доступ к глазу благодаря его размерам. Эксперименты, проведенные с грызунами, с другой стороны, благодаря их относительно быстрому размножению, позволяют выводить инбредные штаммы, характеризующиеся восприимчивостью к некоторым заболеваниям12,13.
На животных моделях возможна энуклеация, которая позволяет провести детальное гистопатологическое исследование глазного яблока, с оценкой незначительных патологий, которые появляются в тех или иных структурах глаза в процессе развития заболевания – обследование, которое может быть выполнено очень редко у человека. Гистопатологическая оценка является чрезвычайно ценным инструментом при исследовании патомеханизмов глазных заболеваний. В опубликованной литературе описания методики гистологического исследования глазных яблок весьма ограничены, а также отсутствуют пошаговые руководства, что затрудняет воссоздание для новичков. Данное исследование направлено на то, чтобы предложить простой и лаконичный метод подготовки гистологических препаратов и оценки сетчатки глаза крысы и мыши.
Исследование проводилось в соответствии с институциональными рекомендациями. Глазные яблоки, использованные в этом исследовании, были получены от животных, включенных в эксперимент, проведенный на основании номера одобрения исследования WAW2/122/2020, выданного2-м местным комитетом по этике Варшавского университета естественных наук в Варшаве, Польша. Наш протокол был разработан путем обследования мышей в возрасте 11 и 44 недель и крыс в возрасте 6, 12 и 16 недель.
1. Подготовка глазных яблок мыши
ПРИМЕЧАНИЕ: Данный протокол представляет собой метод подготовки срезов глазных яблок мышей и был разработан с использованием глазных яблок, полученных от: самок мышей C57Bl/6 в возрасте 11 недель (средний вес 21 г), самок мышей C57Bl/6 в возрасте 44 недель (средний вес 25 г), самок мышей DBA/2 в возрасте 11 недель (средний вес 21,5 г) и самок мышей DBA/2 в возрасте 44 недель с глаукомой (средний вес 25 г).
2. Подготовка секции глазных яблок крысы и монтаж предметного стекла
ПРИМЕЧАНИЕ: Данный протокол представляет собой метод подготовки срезов глазных яблок крыс и был разработан с использованием глазных яблок, собранных от: самцов крыс SHR в возрасте 6 недель (средний вес 115,5 г), самцов крыс SHR в возрасте 12 недель с артериальной гипертензией (средний вес 262,5 г), самцов крыс WKY в возрасте 6 недель (средний вес 143,5 г), самцов крыс WKY в возрасте 12 недель (средний вес 265 г), самцы крыс Льюиса в возрасте 12 недель (средний вес 310 г) и самцы крыс Льюиса в возрасте 16 недель с индуцированным сахарным диабетом (средний вес 259 г).
3. Оценка срезов глазного яблока
С помощью представленного протокола можно детально оценить анатомию и морфологию конкретных структур глазного яблока. Наша команда сосредоточена на исследовании патомеханизмов нейродегенерации при заболеваниях сетчатки, таких как глаукома, диабетическая ретиноп?...
Гистологическое исследование глазного яблока мыши и крысы является мощным инструментом в области экспериментальной офтальмологии. Он может предоставить новую информацию, связанную с изменениями в глазных структурах в ходе офтальмологических заболеваний, которые ?...
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Работа, в том числе на крысах, финансировалась в рамках проекта TIME 2 MUW - повышение квалификации преподавания как возможность для развития Варшавского медицинского университета, софинансируемого Европейским социальным фондом в рамках Операционной программы Развитие образования знаний на 2014-2020 годы, номер соглашения о софинансировании: POWR.03.05.00-00-Z040/18-00. Работа, в том числе на мышах, проводилась в рамках проекта, реализованного в период с 2020 по 2022 год и финансируемого за счет субсидии на науку, полученной Варшавским медицинским университетом.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Acetone | Chempur | 111024800 | |
Dumont Tweezers #5, 11cm, 0.05 x 0.01mm Tips | World Precision Instruments | 14095 | small, microsurgical forceps |
Eosin | Mar-Four | 4P.05.2001/L | Aqueous solution |
Ethyl alcohol 96 % | Chempur | CH.ET.AL.96%CZDA.CH | |
Ethyl alcohol 99.9 % | Chempur | CH.ETYL.ALK.99,9%BW | Use to prepare 70% and 80% solutions of EtOH |
Glacier - 86 °C Ultralow Temperature Freezer NU-9483E | NuAire | 13027D0034 | Freezing temperature - 80 °C |
Glass slides | Mar-Four | MI.15.01673 | Ground glass slides with a double-sided matte field for description |
Leica CV5030 Fully Automated Glass Coverslipper | Leica Biosystems | 14,04,78,80,101 | Automated slide sealer |
Mayer's hematoxylin | Chempur | 124687402 | |
Metal base molds 15 mm x 15 mm | Leica Biosystems | 3803081 | |
Microme HM 340 E | Thermo Scientific | 90-519-0 | Microtome |
Microtome razor blades | Mar-Four | HI.N.35 | Cutting angle 35° |
Micro-Twin biopsy cassette | Mar-Four | LN.13874550 | |
Microwave Hybrid Tissue Processor | Milestone | ||
Multistainer Leica ST5020 | Leica Biosystems | Automated slide stainer | |
NanoZoomer 2.0-HT slide scanner | Hamamatsu | C9600 | Histopathological slide scanner |
NDP.view2 Image viewing software | Hamamatsu | U12388-01 | Image viewing software |
Paraffin Pathowax Plus | Mar-Four | 4P.PWP.010 | Melting temperature 56 °C - 58 °C |
Paraformaldehyde | Sigma - Aldrich | 441244-1KG | Prepare a 4% solution in PBS |
PBS Tablets | Merck Millipore | 524650-1EA | Use to prepare a solution of phosphate buffer saline, per manufacturer's instructions |
Pierce Microcentrifuge Tubes, 1.5 mL | Thermo Scientific | 69715 | |
Refrigerator-freezer EN14000AW | Electrolux | 925032562-00 | refrigeration 4 °C |
Scalpel blade | Swann-Morton | T.OST.SKAL00.024 | |
Sucrose | Chempur | 427720906 | |
SuperCut Spring Scissors, 12.5cm, Curved | World Precision Instruments | 501925 | curved, small microsurgical scissors |
Tape for automatic sealers | Mar-Four | KP-3020/SMRH001 | |
Xylene | Chempur | CH.KSYL.5l.METAL.OP |
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