JoVE Logo
Faculty Resource Center
Authors
Librarians
High Schools
About

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Immunology and Infection

Индукция воспаления глазной поверхности и сбор вовлеченных тканей

Published: August 4th, 2022

DOI:

10.3791/63890

1Department of Internal Medicine 3-Rheumatology and Immunology, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen, 2Deutsches Zentrum für Immuntherapie, Friedrich-Alexander-University Erlangen-Nürnberg and Universitätsklinikum Erlangen

Воспаление глазной поверхности повреждает ткани глазной поверхности и ставит под угрозу жизненно важные функции глаза. Настоящий протокол описывает способ индуцирования воспаления глаз и сбора скомпрометированных тканей в мышиной модели дисфункции мейбомиевой железы (MGD).

Заболевания глазной поверхности включают в себя ряд нарушений, которые нарушают функции и структуры роговицы, конъюнктивы и связанной с ними сети глазных поверхностных желез. Мейбомиевые железы (МГ) выделяют липиды, которые создают покровный слой, препятствующий испарению водной части слезной пленки. Нейтрофилы и внеклеточные ловушки ДНК заполняют MG и глазную поверхность в мышиной модели аллергического заболевания глаз. Агрегированные внеклеточные ловушки нейтрофилов (aggNETs) образуют сетчатую матрицу, состоящую из внеклеточного хроматина, который закупоривает выходы MG и кондиционирует дисфункцию MG. Здесь представлен метод индуцирования воспаления глазной поверхности и дисфункции МГ. Подробно описаны процедуры сбора органов, связанных с глазной поверхностью, таких как роговица, конъюнктива и веки. Используя устоявшиеся методики обработки каждого органа, также показаны основные морфологические и гистопатологические особенности дисфункции МГ. Глазные экссудаты дают возможность оценить воспалительное состояние глазной поверхности. Эти процедуры позволяют исследовать местные и системные противовоспалительные вмешательства на доклиническом уровне.

Каждое мгновение глаза восполняет гладкую слезную пленку, рассеянную по роговице. Эпителий глазной поверхности способствует распределению и правильной ориентации слезной пленки на глазной поверхности. Муцины обеспечиваются эпителиальными клетками роговицы и конъюнктивы, чтобы помочь позиционировать водную часть слезной пленки, поступающей из слезных желез на поверхности глаз. Наконец, МГ выделяет липиды, которые создают покровный слой, препятствующий испарению водной части слезной пленки 1,2,3. Таким образом, скоординированные функции всех глазных органов защищают глазную пов....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Все процедуры с участием животных проводились в соответствии с институциональными руководящими принципами по благополучию животных и утверждались комиссией по благополучию животных Университета Фридриха-Александра Эрлангена-Нюрнберга (FAU) (номер разрешения: 55.2.2-2532-2-1217). Для настояще.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Настоящий протокол описывает последовательные шаги для установления мышиной модели воспаления глазной поверхности. Протоколы направлены на то, чтобы показать, как применять терапевтические средства локально, получать глазные экссудаты и иссекать связанные с ними вспомогательные ор.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Маслянистый секрет мейбомиевых желез имеет большое значение для здорового глаза22. Однако обструкция этих сальных желез агрегированными внеклеточными ловушками нейтрофилов (aggNETs), которые выстраиваются в виде параллельных нитей, расположенных на предплюсневых пластинах .......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Эта работа была частично поддержана Немецким исследовательским фондом (DFG) 2886 PANDORA Project-No.B3; ГАК 2040/1-1; МУ 4240/2-1; CRC1181(C03); Проект TRR241(B04), H2020-FETOPEN-2018-2020 861878, а Также Фондом Volkswagen (грант 97744) для MH.

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NameCompanyCatalog NumberComments
1x PBSGibco
Aluminium HydroxideImject alum Adjuvant7716140 mg/ mL
Final Concentration: in vivo: 1 mg/ 100 µL
C57Bl/6 mice, aged 7–9 weeksCharles River Laboratories 
CalciumCarl rothCN93.11 M
Final Concentration: 5 mM
Curved forcepsFST by Dumont SWITZERLAND5/45 11251-35
Fine sharp scissorFST Stainless steel, Germany15001-08
Laminar safety cabinetHerasafe
Macrophotography CameraCanonEOS6D
Macrophotography Camera (without IR filter)NikonD5300
MnaseNew England biolabsM0247S2 x 106 gel U/mL
Multi-analyte flow assay kit (Custom mouse 13-plex panel)BiolegendCLPX-200421AM-UERLAN
NaCl 0,9% (Saline)B.Braun
Ovalbumin (OVA)Endofit, Invivogen9006-59-110 mg/200 µL in saline
Pertussis toxin ThermoFisher Scientific PHZ117450 µg/ 500 µL in saline
Final Concentration: in vivo: 100 µg/ 100 µL
PetridishGreiner bio-one628160
ScalpelFeather disposable scalpelNo. 21 Final Concentration: in vivo:  300 ng/ 100 µL
StereomicroscopeZaissStemi508
Syringe (corneal/iris washing)BD Microlane27 G x 3/4 - Nr.20 0,4 x 19 mm
Syringe (i.p immunization)BD Microlane24 G1"-Nr 17, 055* 25 mm

  1. Gilbard, J. P., Rossi, S. R., Heyda, K. G. Tear film and ocular surface changes after closure of the meibomian gland orifices in the rabbit. Ophthalmology. 96 (8), 1180-1186 (1989).
  2. Mishima, S., Maurice, D. M. The oily layer of the tear film and evaporation from the corneal surface. Experimental Eye Research. 1, 39-45 (1961).
  3. Gipson, I. K. The ocular surface: The challenge to enable and protect vision: The Friedenwald lecture. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 48 (10), 4391-4398 (2007).
  4. Hahn, J., et al. Aggregated neutrophil extracellular traps resolve inflammation by proteolysis of cytokines and chemokines and protection from antiproteases. The FASEB Journal. 33 (1), 1401-1414 (2019).
  5. Leppkes, M., et al. Vascular occlusion by neutrophil extracellular traps in COVID-19. EBioMedicine. 58, 102925 (2020).
  6. Munoz, L. E., et al. Neutrophil extracellular traps initiate gallstone formation. Immunity. 51 (3), 443-450 (2019).
  7. Schapher, M., et al. Neutrophil extracellular traps promote the development and growth of human salivary stones. Cells. 9 (9), 2139 (2020).
  8. Mahajan, A., et al. Frontline science: Aggregated neutrophil extracellular traps prevent inflammation on the neutrophil-rich ocular surface. Journal of Leukocyte Biology. 105 (6), 1087-1098 (2019).
  9. DEWS Definition and Classification Subcommittee. The definition and classification of dry eye disease: Report of the Definition and Classification Subcommittee of the International Dry Eye Workshop. The Ocular Surface. 5 (2), 75-92 (2007).
  10. Nichols, K. K., et al. The international workshop on meibomian gland dysfunction: Executive summary. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (4), 1922-1929 (2011).
  11. Mahajan, A., et al. Aggregated neutrophil extracellular traps occlude Meibomian glands during ocular surface inflammation. The Ocular Surface. 20, 1-12 (2021).
  12. Jester, B. E., Nien, C. J., Winkler, M., Brown, D. J., Jester, J. V. Volumetric reconstruction of the mouse meibomian gland using high-resolution nonlinear optical imaging. The Anatomical Record. 294 (2), 185-192 (2011).
  13. Nien, C. J., et al. Age-related changes in the meibomian gland. Experimental Eye Research. 89 (6), 1021-1027 (2009).
  14. Parfitt, G. J., Xie, Y., Geyfman, M., Brown, D. J., Jester, J. V. Absence of ductal hyper-keratinization in mouse age-related meibomian gland dysfunction (ARMGD). Aging. 5 (11), 825-834 (2013).
  15. Lambert, R. W., Smith, R. E. Pathogenesis of blepharoconjunctivitis complicating 13-cis-retinoic acid (isotretinoin) therapy in a laboratory model. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 29 (10), 1559-1564 (1988).
  16. Jester, J. V., Nicolaides, N., Kiss-Palvolgyi, I., Smith, R. E. Meibomian gland dysfunction. II. The role of keratinization in a rabbit model of MGD. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 30 (5), 936-945 (1989).
  17. Jester, J. V., et al. In vivo biomicroscopy and photography of meibomian glands in a rabbit model of meibomian gland dysfunction. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 22 (5), 660-667 (1982).
  18. Lambert, R., Smith, R. E. Hyperkeratinization in a rabbit model of meibomian gland dysfunction. American Journal of Ophthalmology. 105 (6), 703-705 (1988).
  19. Knop, E., Knop, N., Millar, T., Obata, H., Sullivan, D. A. The international workshop on meibomian gland dysfunction: Report of the subcommittee on anatomy, physiology, and pathophysiology of the meibomian gland. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (4), 1938-1978 (2011).
  20. Huang, W., Tourmouzis, K., Perry, H., Honkanen, R. A., Rigas, B. Animal models of dry eye disease: Useful, varied and evolving (Review). Experimental and Therapeutic Medicine. 22 (6), 1394 (2021).
  21. Reyes, N. J., et al. Neutrophils cause obstruction of eyelid sebaceous glands in inflammatory eye disease in mice. Science Translational Medicine. 10 (451), (2018).
  22. Knop, E., Korb, D. R., Blackie, C. A., Knop, N. The lid margin is an underestimated structure for preservation of ocular surface health and development of dry eye disease. Developments in Ophthalmology. 45, 108-122 (2010).
  23. Knop, N., Knop, E. Meibomian glands. Part I: anatomy, embryology and histology of the Meibomian glands. Ophthalmologe. 106 (10), 872-883 (2009).
  24. Nien, C. J., et al. Effects of age and dysfunction on human meibomian glands. Archives of Ophthalmology. 129 (4), 462-469 (2011).
  25. Lio, C. T., Dhanda, S. K., Bose, T. Cluster analysis of dry eye disease models based on immune cell parameters - New insight into therapeutic perspective. Frontiers in Immunology. 11, 1930 (2020).
  26. Nguyen, D. D., Luo, L. J., Lai, J. Y. Thermogels containing sulfated hyaluronan as novel topical therapeutics for treatment of ocular surface inflammation. Materials Today Bio. 13, 100183 (2022).
  27. Lin, P. H., et al. Alleviation of dry eye syndrome with one dose of antioxidant, anti-inflammatory, and mucoadhesive lysine-carbonized nanogels. Acta Biomaterialia. 141, 140-150 (2022).
  28. Yu, D., et al. Loss of beta epithelial sodium channel function in meibomian glands produces pseudohypoaldosteronism 1-like ocular disease in mice. American Journal of Pathology. 188 (1), 95-110 (2018).
  29. Mauris, J., et al. Loss of CD147 results in impaired epithelial cell differentiation and malformation of the meibomian gland. Cell Death & Disease. 6 (4), 1726 (2015).
  30. Ibrahim, O. M., et al. Oxidative stress induced age dependent meibomian gland dysfunction in Cu, Zn-superoxide dismutase-1 (Sod1) knockout mice. PloS One. 9 (7), 99328 (2014).
  31. McMahon, A., Lu, H., Butovich, I. A. A role for ELOVL4 in the mouse meibomian gland and sebocyte cell biology. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 55 (5), 2832-2840 (2014).
  32. Miyake, H., Oda, T., Katsuta, O., Seno, M., Nakamura, M. Meibomian gland dysfunction model in hairless mice fed a special diet with limited lipid content. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 57 (7), 3268-3275 (2016).
  33. Schaumberg, D. A., et al. The international workshop on meibomian gland dysfunction: Report of the subcommittee on the epidemiology of, and associated risk factors for, MGD. Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (4), 1994-2005 (2011).
  34. Lee, S. Y., et al. Analysis of tear cytokines and clinical correlations in Sjogren syndrome dry eye patients and non-Sjogren syndrome dry eye patients. American Journal of Ophthalmology. 156 (2), 247-253 (2013).
  35. Nakae, S., et al. Antigen-specific T cell sensitization is impaired in IL-17-deficient mice, causing suppression of allergic cellular and humoral responses. Immunity. 17 (3), 375-387 (2002).
  36. von Vietinghoff, S., Ley, K. IL-17A controls IL-17F production and maintains blood neutrophil counts in mice. Journal of Immunology. 183 (2), 865-873 (2009).
  37. Langrish, C. L., et al. IL-23 drives a pathogenic T cell population that induces autoimmune inflammation. Journal of Experimental Medicine. 201 (2), 233-240 (2005).
  38. Chen, Y., et al. Anti-IL-23 therapy inhibits multiple inflammatory pathways and ameliorates autoimmune encephalomyelitis. Journal of Clinical Investigation. 116 (5), 1317-1326 (2006).

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved