Name: a simple mechanical procedure to create limbal stem cell deficiency in mouse
Uploaded: 2016-11-17T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Simple Mechanical Procedure to Create Limbal Stem Cell Deficiency in Mouse at JoVE.com

המחברים מודים רות Zelkha, MS, על עזרתם הנדיבה שלה בתחום ההדמיה. מחקר זה מומן על ידי פרס תכנית קליני פיתוח מדען K12EY021475 לי, להעניק R01 EY024349-01A1 כדי ARD, EY01792 מענק הליבה של העין הלאומית, NIH, וכן מענק בלתי מוגבל של מחקר כדי למנוע עיוורון. ARD הוא הנמען של פרס פיתוח קריירה של מחקר כדי למנוע עיוורון.

כל הניתוחים שבוצעו על בעלי חיים לציית האגודה למחקר בדוחות חזון עיניים לשימוש בבעלי חיים במחקר חזון. ארבע עשרה ארבע עד שישה חודשים בן זכר / נקבה C57BL / 6J סוג בר שימשו: עשר עכברים עבור דגם פציעה וארבעה כחיות מלאה (קרניות unwounded). 1. הכנת בעל...

<ol>
	<li>Afsharkhamseh, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stability+of+limbal+stem+cell+deficiency+after+mechanical+and+thermal+injuries+in+mice.">Stability of limbal stem cell deficiency after mechanical and thermal injuries in mice.</a> Exp. Eye Res. 145, 88-92 (2015).</li><li>Dor&#224;, N. J., Hill, R. E., Collinson, J. M., West, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lineage+tracing+in+the+adult+mouse+corneal+epithelium+supports+the+limbal+epithelial+stem+cell+hypothesis+with+intermittent+periods+of+stem+cell+quiescence.">Lineage tracing in the adult mouse corneal epithelium supports the limbal epithelial stem cell hypothesis with intermittent periods of stem cell quiescence.</a> Stem Cell Res. 15 (3), 665-677 (2015).</li><li>Ahmad, S., Osei-Bempong, C., Dana, R., Jurkunas, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+culture+and+transplantation+of+human+limbal+stem+cells.">The culture and transplantation of human limbal stem cells.</a> J. Cell Physiol. 225 (1), 15-19 (2010).</li><li>Kolli, S., Ahmad, S., Lako, M., Figueiredo, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Successful+clinical+implementation+of+corneal+epithelial+stem+cell+therapy+for+treatment+of+unilateral+limbal+stem+cell+deficiency.">Successful clinical implementation of corneal epithelial stem cell therapy for treatment of unilateral limbal stem cell deficiency.</a> Stem Cells. 28 (3), 597-610 (2010).</li><li>Ahmad, S., Figueiredo, F., Lako, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+epithelial+stem+cells:+characterization,+culture+and+transplantation.">Corneal epithelial stem cells: characterization, culture and transplantation.</a> Regen. Med. 1 (1), 29-44 (2006).</li><li>He, H., Yiu, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stem+cell-based+therapy+for+treating+limbal+stem+cells+deficiency:+A+review+of+different+strategies.">Stem cell-based therapy for treating limbal stem cells deficiency: A review of different strategies.</a> Saudi J. Ophthalmol. 28 (3), 188-194 (2014).</li><li>Pal-Ghosh, S., Pajoohesh-Ganji, A., Tadvalkar, G., Stepp, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Removal+of+the+basement+membrane+enhances+corneal+wound+healing.">Removal of the basement membrane enhances corneal wound healing.</a> Exp Eye Res. 93 (6), 927-936 (2011).</li><li>Stepp, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wounding+the+cornea+to+learn+how+it+heals.">Wounding the cornea to learn how it heals.</a> Exp. Eye Res. 121, 178-193 (2014).</li><li>Amirjamshidi, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limbal+fibroblast+conditioned+media:+a+non-invasive+treatment+for+limbal+stem+cell+deficiency.">Limbal fibroblast conditioned media: a non-invasive treatment for limbal stem cell deficiency.</a> Mol. Vis. 17, 658-666 (2011).</li><li>Li, F. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evaluation+of+the+AlgerBrush+II+rotating+burr+as+a+tool+for+inducing+ocular+surface+failure+in+the+New+Zealand+White+rabbit.">Evaluation of the AlgerBrush II rotating burr as a tool for inducing ocular surface failure in the New Zealand White rabbit.</a> Exp. Eye Res. 147, 1-11 (2016).</li><li>Ti, S. E., Anderson, D., Touhami, A., Kim, C., Tseng, S. C. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+affecting+outcome+following+transplantation+of+ex+vivo+expanded+limbal+epithelium+on+amniotic+membrane+for+total+limbal+deficiency+in+rabbits.">Factors affecting outcome following transplantation of ex vivo expanded limbal epithelium on amniotic membrane for total limbal deficiency in rabbits.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 43 (8), 2584-2592 (2002).</li><li>Ma, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reconstruction+of+chemically+burned+rat+corneal+surface+by+bone+marrow-derived+human+mesenchymal+stem+cells.">Reconstruction of chemically burned rat corneal surface by bone marrow-derived human mesenchymal stem cells.</a> Stem Cells. 24 (2), 315-321 (2006).</li><li>Bu, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+activated+omental+cells+on+rat+limbal+corneal+alkali+injury.">Effects of activated omental cells on rat limbal corneal alkali injury.</a> Exp. Eye Res. 121, 143-146 (2014).</li><li>Luengo Gimeno, F., Lavigne, V., Gatto, S., Croxatto, J. O., Correa, L., Gallo, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advances+in+corneal+stem-cell+transplantation+in+rabbits+with+severe+ocular+alkali+burns.">Advances in corneal stem-cell transplantation in rabbits with severe ocular alkali burns.</a> J. Cataract Refract. Surg. 33 (11), 1958-1965 (2007).</li><li>Lin, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+mouse+model+of+limbal+stem+cell+deficiency+induced+by+topical+medication+with+the+preservative+benzalkonium+chloride.">A mouse model of limbal stem cell deficiency induced by topical medication with the preservative benzalkonium chloride.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 54 (9), 6314-6325 (2013).</li><li>Huang, A. J., Tseng, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+epithelial+wound+healing+in+the+absence+of+limbal+epithelium.">Corneal epithelial wound healing in the absence of limbal epithelium.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 32 (1), 96-105 (1991).</li><li>Liu, C. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cornea-specific+expression+of+K12+keratin+during+mouse+development.">Cornea-specific expression of K12 keratin during mouse development.</a> Curr. Eye Res. 12 (11), 963-974 (1993).</li><li>Nakatsu, M. N., Gonz&#225;lez, S., Mei, H., Deng, S. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+limbal+mesenchymal+cells+support+the+growth+of+human+corneal+epithelial+stem/progenitor+cells.">Human limbal mesenchymal cells support the growth of human corneal epithelial stem/progenitor cells.</a> Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 55 (10), 6953-6959 (2014).</li><li>Pajoohesh-Ganji, A., Pal-Ghosh, S., Tadvalkar, G., Stepp, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Corneal+goblet+cells+and+their+niche:+implications+for+corneal+stem+cell+deficiency.">Corneal goblet cells and their niche: implications for corneal stem cell deficiency.</a> Stem Cells. 30 (9), 2032-2043 (2012).</li><li>McCloy, R. A., Rogers, S., Caldon, C. E., Lorca, T., Castro, A., Burgess, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Partial+inhibition+of+Cdk1+in+G+2+phase+overrides+the+SAC+and+decouples+mitotic+events.">Partial inhibition of Cdk1 in G 2 phase overrides the SAC and decouples mitotic events.</a> Cell Cycle. 13, 1400-1412 (2014).</li></ol>

מאמר זה מתאר טכניקה לשחזור ופשוט יחסית ליצור מודל עכבר של LSCD. ישנם כמה היבטים חשובים של מודל זה כי ראוי לציין. ראשית, מודלים בניגוד המשתמשות בכימיקלים 11, 12, הפציעה כרוכה בעיקר האפיתל פני השטח (ו קרום במרתף), עם ניזק מינימאלי stroma הקרני הבסיסי או למבנים תוך עיניים אח...

אפיתל הקרנית נדרשים בכדי לשמור על בהירות ושלמות של הקרנית. זה מתחדש כל הזמן לאורך כל החיים על ידי תאי גזע אפיתל המתגוררים לימבוס-אזור צר בצומת של הקרנית ואת לחמית. עצמי לחידוש אלה תאי גזע limbal לשחק תפקיד מכריע התחדשות אפיתל הקרנית, הוא בדרך כלל ואחרי פציעה. דלדול חלקי או מלא של תאי גזע אלה יגרום ארוזיות בקרנית חוזרת, כאב, הצטלקות קרנית נאווסקולריזציה, מראה של תאי גביע, אם אינו מטופל, עיוורון קרני. מצב זה ידוע בתור חסר בתאי גזע limbal (LSCD) ויכול להיות אידיופטית; תוֹרַשְׁתִי; או נרכש עקב פציעות כימיות או תרמית, עדשות מגע לטווח ארוכות ללבוש, וכרוני דלקת 1-6. מחקר על LSCD דורש מודל בעל חיים מתאים לו שלא רק מחקה את המחלה בבני אדם, אך ניתן לשחזור ובת קיימא, עם לפחותהר של פגיעה במבנים קרניים של עין אחרות. מודל זה יש צורך להעריך טיפולים ולהבהיר את מנגנוני המחלה ברמות מולקולרית תאית. כפי שתואר קודם לכן 1, עם השימוש של בר מסתובב, אפשר בקלות לפתח מודל עכבר של LSCD כי תכונות היתרונות הנ&quot;ל נמשך לפחות שלושה חודשים. מטרת מחקר זה היא להציג מודל עכבר פשוט, לשחזור, ובר-קיימא של LSCD. נהמתם מסתובבת הוא כלי שימושי זה שווה מסיר האפיתל מבלי לפצוע את stroma הבסיסית 1. זה כבר נעשה שימוש כדי לגרום לשחיקה קרנית מרכזית 7, 8 במחקרי ריפוי פצע. הטכניקה-המובאת כאן ליצור LSCD בעכבר טרם דווחה בעבר. בעבר הציג שיטות של גירוד האפיתל עם תוצאה מרית בוטה במדי פחות פציעה-במיוחד בבית לימבוס-ו פנוטיפ 1 משתנה יותר, 9, עם o שיקום יותררגיל ו קרני אפיתל 1. בניגוד המגרד הבוטה, הזמזום מסתובב מסיר את הקרום במרתף אפיתל כמו גם 7, 8, 10. שיטות דיווח אחרות לניתק תאי גזע לערב את השימוש בכימיקלים, כגון סודיום הידרוקסיד, n-heptanol, ו בנזלקוניום כלוריד, אשר לא רק יכול לגרום לפגיעה בלתי רצויה למבני עין בסיסיים, אלא גם עלול להוביל לדלקת משמעותית עכירות בקרנית לאחר או מטפלזיה קשקשית אפיתל 11-15. נהמתם מסתובבת אינה משויכת סיבוכים חמורים אלה. בניתוח הסרת האפיתל לימבלית, לבד או עם השימוש בכימיקלים 10, 11, 16, הוא יותר קשה לביצוע הוא לא האפשרות הטובה ביותר בחיות בעיניים קטנות epithelia לימבלית דק (כמו עכברים). בנוסף, באופן מפתיע, limbectomy עדיין עשוי להשאיר חלק האפיתל לימבלית מאחורי 10. הטכניקה המתוארת להלן תגרום LSCD עם נאווסקולריזציהד conjunctivalization המחקה את הצגת LSCD המלא בחולים ונמשך לפחות 1 שלושה חודשים. היא מתאימה למי שואף ללמוד LSCD או פתופיזיולוגיה ריפוי פצעים, אימונולוגיה, וטיפולים פוטנציאל בעכברים. ואולי, עם כמה שינויים, הליך זה יכול להתבצע אצל חולדות או ארנבות 10. כמו הבר מסתובב ביעילות מסיר את האפיתל, זה יכול להיות מנוצל בכל מחקר הנוגע שחיקה אפיתל קרנית / פציעה ובכל טיפול קשור או מחקרים בביולוגיה מולקולריים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1091">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Rotating burr: AlgerBrush II rust ring remover&#160;</td>
			<td style="width:277px;">Rumex International Co, Clearwater, FL</td>
			<td style="width:144px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; 16-141</td>
			<td style="width:351px;">0.5 mm burr. Also available from other companies.</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Surgical microscope</td>
			<td style="width:277px;">Wild Heerbrugg, Switzerland</td>
			<td style="width:144px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; Wild M691</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Digital camera</td>
			<td style="width:277px;">Nikon, Thailand</td>
			<td style="width:144px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Nikon FS-2 slit lamp</td>
			<td style="width:277px;">Nikon, Japan</td>
			<td style="width:144px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Polyclonal anti-CK12 antibody</td>
			<td style="width:277px;">Santa Cruz Blotechnology, CA,</td>
			<td style="width:144px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; SC-17101</td>
			<td>1:100 concentration</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:320px;">&#160;Monoclonal anti-CK8 antibody</td>
			<td style="width:277px;">TROMA-I-s, Iowa City, IA</td>
			<td style="width:144px;">&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; AB_531826</td>
			<td>1:50 concentration</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a simple mechanical procedure to create limbal stem cell deficiency in mouse

מחסור בתאי גזע limbal (LSCD) היא מצב של תקלה או אובדן של תאי גזע אפיתל limbal, שלאחריו אפיתל הקרנית מוחלף לחמית. חולים סובלים מפגמים קרניים חוזרים, כאבים, דלקות, ואובדן הראייה. בעבר, מודל Murine של LSCD תואר ולעומת שני מודלים אחרים. המטרה הייתה לייצר מודל עכבר עקבי של LSCD ששני מחק את הפנוטיפ בבני אדם ובבעלי נמשך מספיק זמן כדי לעשות את זה ניתן ללמוד בפתופיזיולוגיה המחלה ולהעריך טיפולים חדשים. כאן, הטכניקה מתוארת בפירוט רב יותר. כלי ממונע עם בר מסתובב תוכנן כדי להסיר את הטבעות החלודות מפני השטח של הקרנית או להחליק מיטת pterygium בחולים. זהו מכשיר מתאים כדי ליצור את מודל LSCD הרצוי. זהו כולים זמינים, קלים לשימוש במחט דקה זה עושה את זה מתאים לעבודה על עיניים קטנות, כמובעכברים. המריחה שלו מונעת טראומה מיותרת לעין וזה לא לגרום פציעות לא רצויות, כמו שקורה לעתים קרובות עם מודלי פציעה כימית. בניגוד מגרד בוטה, הוא מסיר את האפיתל עם קרום המרתף. בפרוטוקול זה, באזור לימבלית היה משופשף פעמים, ולאחר מכן האפיתל של הקרנית כולה ומהוקצע לימבוס כדי לימבוס. כדי למנוע פציעה stroma, טיפול נלקח לא להבריש את פני הקרנית פעם האפיתל היה כבר הוסרו.

בתוך חודש לאחר ביצוע טכניקה זו, 100% של הקרניות שפותחו נאווסקולריזציה שטחית (איור 1 א. תמונות צולמו במצלמת מחוברת מנורת סדק תחת שדה בהיר מסנן הכחול קובלט). ב 18/20 (90%) של העיניים, נאווסקולריזציה מעורב פני הקרנית כולה (איור 1 א). ב 2/20 (10%), נאו...

Watch this Scientific Journal Video about A Simple Mechanical Procedure to Create Limbal Stem Cell Deficiency in Mouse at JoVE.com

A Simple Mechanical Procedure to Create Limbal Stem Cell Deficiency in Mouse

הכתבה הבאה מספקת טכניקה קלה, לשחזור כדי ליצור מודל עכבר קיימא ביעילות של מחסור בתאי גזע limbal (LSCD). במודל חיה זו שימושית בבדיקת והשוואת יעילותם של טיפולים למחלות תאי גזע limbal.

נוהל מכני פשוט ליצור מחסור בתאי גזע limbal עכבר

Limbal stem cell deficiency (LSCD) is a state of malfunction or loss of limbal epithelial stem cells, after which the corneal epithelium is replaced with ...

Research

JoVE Journal

Medicine

A Mouse Model of in Utero Transplantation

A Mouse Model of in Utero Transplantation

במודל עכבר של בתוך הרחם השתלה

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

Myo-mechanical Analysis of Isolated Skeletal Muscle

מיו מכני ניתוח בשרירי השלד מבודדת

To assess the in vivo effects of therapeutic interventions for the treatment of muscle disease 1,2,3, quantitative methods are needed that measure force ...

A Simple Method of Mouse Lung Intubation

שיטה פשוטה של ​​אינטובציה ריאות המאוסות

A  simple procedure to intubate mice for pulmonary function measurements would  have several advantages in longitudinal studies with limited numbers or  ...

A Surgical Procedure for Resecting the Mouse Rib: A Model for Large-Scale Long Bone Repair

הליך כירורגי לResecting צלעות העכבר: מודל לתיקון עצם ארוך בקנה מידה גדולה

This protocol introduces researchers to a new model for large-scale bone repair utilizing the mouse rib. The procedure details the following: preparation ...

Studying Pancreatic Cancer Stem Cell Characteristics for Developing New Treatment Strategies

לומד סרטן לבלב גזע מאפייני תא לפיתוח טיפול חדש אסטרטגיות

Pancreatic ductal adenocarcinoma (PDAC) contains a subset of exclusively tumorigenic cancer stem cells (CSCs) which have been shown to drive tumor ...

A Simple Device to Rapidly Prepare Whole Mounts of the Mouse Intestine

מכשיר פשוט להכין במהירות mounts כל ממעי העכבר

Preparing whole mounts of the mouse small intestine and colon for subsequent analysis or quantification can be time consuming and difficult. We describe ...

A Neonatal Mouse Spinal Cord Compression Injury Model

חוט השדרה עכבר בילוד דגם פגיעה דחיסה

Spinal cord injury (SCI) typically causes devastating neurological deficits, particularly through damage to fibers descending from the brain to the spinal ...

Balloon-based Injury to Induce Myointimal Hyperplasia in the Mouse Abdominal Aorta

מבוסס על בלון פציעה לזירוז היפרפלזיה Myointimal באבי העורקים בטן העכבר

The use of animal models is essential for a better understanding of MH, one major cause for arterial stenosis.In this article, we demonstrate a murine ...

Protocol to Create Chronic Wounds in Diabetic Mice

פרוטוקול יצירת פצעים כרוניים עכברים סוכרתית

Chronic wounds develop as a result of defective regulation in one or more complex cellular and molecular processes involved in proper healing. They impact ...

A Cryoinjury Model to Study Myocardial Infarction in the Mouse

מודל לפציעה בהקפאה לחקור אוטם שריר הלב בעכבר

The use of animal models is essential for developing new therapeutic strategies for acute coronary syndrome and its complications. In this article, we ...