Name: optical coherence tomography: imaging mouse retinal ganglion cells in vivo
Uploaded: 2017-09-22T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo at JoVE.com

Dette arbeidet ble støttet av Inserm, Université Montpellier, netthinnen Frankrike, Union National des Aveugles et Déficients Visuels (UNADEV), Association syndrom de Wolfram, Fondation pour la Recherche Médicale, Fondation de France, og Laboratory of Excellence EpiGenMed program.

eksperimentell protokollen ble godkjent av Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm; Montpellier, Frankrike), er i overensstemmelse med den europeiske direktivet, og overholder ARVO erklæringen for bruk av dyr i ophthalmica forskning. Det ble utført under avtalen av Languedoc Roussillon Comity av etikk i dyr eksperimentering (CEEALR, nuCEEA-LR-12123).
 1. utstyr oppsett og Pre-tenkelig forberedelse Merk: her OCT ble utført på mus Netth...

<ol>
	<li>Drexler, W., Fujimoto, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=State-of-the-art+retinal+optical+coherence+tomography.">State-of-the-art retinal optical coherence tomography.</a> Prog Retin Eye Res. 27 (1), 45-88 (2008).</li><li>Grenier, 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=WFS1+in+Optic+Neuropathies:+Mutation+Findings+in+Nonsyndromic+Optic+Atrophy+and+Assessment+of+Clinical+Severity.">WFS1 in Optic Neuropathies: Mutation Findings in Nonsyndromic Optic Atrophy and Assessment of Clinical Severity.</a> Ophthalmology. 123 (9), 1989-1998 (2016).</li><li>Zmyslowska, 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=Retinal+thinning+as+a+marker+of+disease+progression+in+patients+with+Wolfram+syndrome.">Retinal thinning as a marker of disease progression in patients with Wolfram syndrome.</a> Diabetes Care. 38 (3), e36-e37 (2015).</li><li>Fischer, M. D., 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=Noninvasive,+in+vivo+assessment+of+mouse+retinal+structure+using+optical+coherence+tomography.">Noninvasive, in vivo assessment of mouse retinal structure using optical coherence tomography.</a> PLoS One. 4 (10), e7507 (2009).</li><li>Grieve, K., Thouvenin, O., Sengupta, A., Borderie, V. M., Paques, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Appearance+of+the+Retina+With+Full-Field+Optical+Coherence+Tomography.">Appearance of the Retina With Full-Field Optical Coherence Tomography.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 57 (9), OCT96-OCT104 (2016).</li><li>Chang, B., 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=Retinal+degeneration+mutants+in+the+mouse.">Retinal degeneration mutants in the mouse.</a> Vision Res. 42 (4), 517-525 (2002).</li><li>Mustafa, S., Pandit, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Approach+to+diagnosis+and+management+of+optic+neuropathy.">Approach to diagnosis and management of optic neuropathy.</a> Neurol India. 62 (6), 599-605 (2014).</li><li>Sarzi, E., 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=The+human+OPA1delTTAG+mutation+induces+premature+age-related+systemic+neurodegeneration+in+mouse.">The human OPA1delTTAG mutation induces premature age-related systemic neurodegeneration in mouse.</a> Brain. 135 (Pt 12), 3599-3613 (2012).</li><li>Sarzi, E., 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=Increased+steroidogenesis+promotes+early-onset+and+severe+vision+loss+in+females+with+OPA1+dominant+optic+atrophy.">Increased steroidogenesis promotes early-onset and severe vision loss in females with OPA1 dominant optic atrophy.</a> Hum Mol Genet. 25 (12), 2539-2551 (2016).</li><li>Delettre-Cribaillet, C., Hamel, C. P., Lenaers, G., Pagon, R. 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=Optic+Atrophy+Type+1.">Optic Atrophy Type 1.</a> Gene Reviews. 7 (2007), (2007).</li><li>Lenaers, G., 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=Dominant+optic+atrophy.">Dominant optic atrophy.</a> Orphanet J Rare Dis. 7 (46), (2012).</li><li>Delettre, C., 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=Nuclear+gene+OPA1,+encoding+a+mitochondrial+dynamin-related+protein,+is+mutated+in+dominant+optic+atrophy.">Nuclear gene OPA1, encoding a mitochondrial dynamin-related protein, is mutated in dominant optic atrophy.</a> Nat Genet. 26 (2), 207-210 (2000).</li><li>Liu, 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=Monitoring+retinal+morphologic+and+functional+changes+in+mice+following+optic+nerve+crush.">Monitoring retinal morphologic and functional changes in mice following optic nerve crush.</a> Invest Ophthalmol Vis Sci. 55 (6), 3766-3774 (2014).</li></ol>

OCT systemet, en ikke-invasiv i vivo imaging metode gir høy oppløsning retinal section-lignende skanner. Således, dens største fordel er dens potensial for detaljert analyse, med den fantastiske muligheten transponere protokoller rutinemessig brukes på mennesker til musen modeller.
I eksemplet Opa1delTTAG mutant mus resultater SD-oktober viste en økning på RNFL og GC komplekse lagtykkelse, som er tillatt for videre utforskning av DOA patofysiologi<sup class=...

OCT er et diagnostisk verktøy som forenkler behandlingen av netthinnen strukturer1, inkludert synsnerven hodet (ONH). Gjennom årene har det blitt en pålitelig indikator av sykdomsprogresjon i mennesker2,3og Red4,5. Den bruker interferometry for å lage tverrsnitt bilder av netthinnen lag 2-µm aksial oppløsning. Det innerste laget er netthinnen nerve fiber laget (RNFL), som inneholder RGC axons, som er etterfulgt av ganglion celle laget (GCL), som inneholder hovedsakelig RGC organer. Neste er det indre plexiform laget (IPL), der RGC dendrites møtes bipolar, vannrett og amacrine celle axons. Disse, med vannrette celler, utgjør det indre kjernefysiske laget (INL), og deres utstikkende deler koble med photoreceptor axons i ytre plexiform laget (OPL). Dette etterfølges av ytre kjernefysiske laget (bare), med photoreceptor cellen legemer, og er skilt fra det photoreceptor laget av den ytre begrensende membranen (OLM), også kalt den indre segment/ytre segmentet (er / OS) lag. Endelig er de siste observerbare lagene i musen netthinnen netthinnens pigment epitel (RPE) og akkord (C). RNFL alene er normalt for tynn skal måles i mus; analysere RNFL/GCL er derfor i stedet å foretrekke4,5. En annen mulighet er GC komplekse laget, som inneholder den siste i tillegg til IPL, gjør det tykkere og dermed enklere å måle på OCT skanner4. Følgelig kan OCT gi innsikt i patologisk status på netthinnen, som i OPNs.
Tykkelsen på musen netthinnen analyseres også ofte med post mortem histology. Men ikke kan denne teknikken ansikter begrensninger knyttet til vev samling, fiksering, skjæring, flekker, montering, etc. derfor noen feil, for eksempel subtile tykkelse endringer, registreres. Til slutt, fordi den samme musen ikke kan testes på flere tid poeng, antall dyr per studere sterkt øker, i motsetning til OCT. Alle ikke-invasiveness og høy oppløsning, mulighet for gjentakelse, overvåkning, og brukervennlighet av OCT teknologi gjør det metoden for valg i netthinnen sykdom studier.
Musen modeller brukes til å identifisere genet defekter og belyse molekylære mekanismer underliggende retinopathies6. OPN er en form for retinopati med betydelig skade på den optiske nerven (på), som består av ca 1,2 millioner RGC axons. OPN kan være fokusert på på eller være sekundært til andre lidelser, medfødt eller ikke7, fører til tap av visuelle feltet og senere blindhet. Karakteristiske trekk av OPN er RGC tap på skader, som kan observeres i menneskelig OCT som RNFL og GCL tynning2,3. I mellomtiden i Patofysiologien ved OPN er fremdeles dårlig forstått, og dermed behovet for å teste musen Netthinne fortsatt.
Dette manuskriptet beskriver bildebehandling og kvantifisering av netthinnen lagtykkelse, bruker eksemplet med Opa1delTTAG mus linje8,-9, en modell av dominerende fiberoptisk atrofi (DOA)10. For å vurdere RGC patofysiologi, kvantifisert radial, rektangulære og ringformede skanner. Dette ble gjort med standard calipers fra OCT programvaren eller med en hjemmelaget makro utviklet for en åpen kildekode bildebehandling programmet. De standard calipers er vanskelig å manipulere og ofte tykkere enn RNFL/GCL, mens de hjemmelagde calipers er brukervennlig, reproduserbare og mer presis. Makroen utfører et mål for en automatisk oppdages laget, i 5 poeng og faste posisjoner, på begge sider av ONH i regionen peripapillary. Målet med presentert protokollen er å beskrive OCT skanning oppkjøpet for å angi retinal posisjonering, med fokus på RGCs.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1619">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:296px;">Mice</td>
			<td style="width:324px;"></td>
			<td style="width:91px;"></td>
			<td style="width:909px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Opa1delTTAG mouse</td>
			<td style="width:324px;">Institute for Neurosciences in Montpellier, INSERM UMR 1051, France</td>
			<td style="width:91px;">-</td>
			<td>Opa1 knock-in mice carrying&#160; OPA1 c.2708_2711delTTAG mutation on C57Bl6/J background</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:296px;">Name</td>
			<td style="width:324px;">Company</td>
			<td style="width:91px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Equipment</td>
			<td style="width:324px;"></td>
			<td style="width:91px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:296px;">EnVisu R2200 SD-OCT Imaging System</td>
			<td style="width:324px;">Bioptigen, Leica Microsystems, Germany</td>
			<td style="width:91px;">-</td>
			<td>Spectral-Domain Optic Coherence Tomography system</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:296px;">EnVisu R2200 SD-OCT Imaging System Software</td>
			<td style="width:324px;">Bioptigen, Leica Microsystems, Germany</td>
			<td style="width:91px;">-</td>
			<td>Software for OCT acquisition and analysis</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:296px;">ImageJ 1.48v</td>
			<td style="width:324px;">Wayne Rasband, National Institutes of Health, USA</td>
			<td style="width:91px;">-</td>
			<td>Software for analysis, requires downloading and installing two hommade macros: http://dev.mri.cnrs.fr/projects/imagej-macros/wiki/Retina_Tool</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:296px;">Self-regulating heating plate</td>
			<td style="width:324px;">Bioseb, France</td>
			<td>BIO-062</td>
			<td>Protection against hypothermia</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:296px;">Name</td>
			<td style="width:324px;">Company</td>
			<td style="width:91px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Supplies</td>
			<td style="width:324px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Nose Band</td>
			<td style="width:324px;">-</td>
			<td style="width:91px;">-</td>
			<td>Elastic band</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:296px;">Gauze pads 3&#34;x3&#34;</td>
			<td style="width:324px;">Curad, USA</td>
			<td>CUR20434ERB</td>
			<td>Protection against hypothermia</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:296px;">Dual Ended Cotton tip applicator</td>
			<td style="width:324px;">Essence of Beauty, CVS Health Corporation, USA</td>
			<td style="width:91px;">-</td>
			<td>Gel application</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:296px;">Cotton Twists</td>
			<td style="width:324px;">CentraVet, France</td>
			<td style="width:91px;">T.7979C.CS</td>
			<td>Mouse positioning</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:296px;">Name</td>
			<td style="width:324px;">Company</td>
			<td style="width:91px;">Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;">Reagents and Drugs</td>
			<td style="width:324px;"></td>
			<td style="width:91px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:296px;">N&#233;osyn&#233;phrine Faure 10%</td>
			<td style="width:324px;">Laboratoires Europhtha, Monaco</td>
			<td style="width:91px;">-</td>
			<td>Eye dilatation</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:296px;">Mydriaticum 0.5%</td>
			<td style="width:324px;">Laboratoires Th&#233;a, France</td>
			<td style="width:91px;">3397908</td>
			<td>Eye dilatation</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:296px;">Cebesine 0.4%</td>
			<td style="width:324px;">Laboratoire Chauvin, Bausch&#38;Lomb, France</td>
			<td style="width:91px;">3192342</td>
			<td>Local anesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:296px;">Imalgene 1000</td>
			<td style="width:324px;">Merial, France/CentraVet, France</td>
			<td style="width:91px;">IMA004</td>
			<td>General anesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:296px;">Rompun</td>
			<td>Bayer Healthcare, Germany/CentraVet, France</td>
			<td style="width:91px;">ROM001</td>
			<td>General anesthesia, analgesia, muscle relaxation</td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;width:296px;">NaCl 0,9%</td>
			<td style="width:324px;">Laboratoire Osalia, France&#160;</td>
			<td style="width:91px;">103697114</td>
			<td>Physiological serum</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:296px;">Systene Ultra</td>
			<td style="width:324px;">Alcon, Novartis, USA</td>
			<td style="width:91px;">-</td>
			<td>Hydration of eyes</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:296px;">GenTeal&#39;</td>
			<td style="width:324px;">Alcon, Novartis, USA</td>
			<td style="width:91px;">-</td>
			<td>Ophtalmic gel to minimize light refraction and opacities</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:296px;">Aniospray Surf 29</td>
			<td style="width:324px;">Laboratoires Anios, France</td>
			<td>59844</td>
			<td>Desinfectant</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

optical coherence tomography: imaging mouse retinal ganglion cells in vivo

Strukturelle endringer i netthinnen er vanlige manifestasjoner av ophthalmica sykdommer. Optical coherence tomografi (OCT) gjør deres identifikasjon i vivo-raskt, full av gjentagelser og høy oppløsning. Denne protokollen beskriver OCT imaging i musen netthinnen som kraftig verktøy å studere fiberoptisk neuropathies (OPN). OCT systemet er et interferometry-basert, ikke-invasiv alternativ til vanlig post mortem histologiske analyser. Det gir en rask og nøyaktig vurdering av netthinnen tykkelse, slik at muligheten til å spore endringer, for eksempel netthinnen thinning eller jevning. Vi presenterer bildebehandling prosessen og analyse med eksempel på Opa1delTTAG mus linjen. Tre typer skanninger blir foreslått, to kvantifisering metoder: standard og hjemmelaget calipers. Sistnevnte er best for bruk på peripapillary netthinnen under radial skanner; å være mer presis, anbefales for å analysere tynnere strukturer. Alle tilnærminger beskrevet her er beregnet på netthinnen ganglieceller (RGC), men kan lett tilpasses andre celle populasjoner. Avslutningsvis OCT er effektiv i mus modell phenotyping og kan brukes for pålitelig evaluering av terapeutisk intervensjon.

SD-oktober-teknologi gir retinal forestille og tykkelse analyse som sammenlignes histology, men er raskere og mer (Figur 3). Som presentert med wildtype C57Bl/6 mus, selv om kvaliteten på en SD-oktober skanning (figur 3A, høyre) er ikke så god som for et bilde av en netthinnen tverrsnitt (figur 3A, venstre), det visualiserer flere lag (f.eks OLM). Dessuten, det tar bare ca 40 min, inklude...

Watch this Scientific Journal Video about Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo at JoVE.com

Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo

Dette manuskriptet beskriver en protokoll for i vivo avbilding av musen netthinnen med høy oppløsning spectral domene optical coherence tomografi (SD-oktober). Det fokuserer på netthinnen ganglieceller (RGC) i peripapillary-regionen, med flere skanning og kvantifisere tilnærminger beskrevet.

Optical Coherence tomografi: Bildebehandling musen Retinal Ganglion celler i Vivo

Structural changes in the retina are common manifestations of ophthalmic diseases. Optical coherence tomography (OCT) enables their identification in ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Optical Coherence Tomography: Imaging Mouse Retinal Ganglion Cells In Vivo

An Isolated Retinal Preparation to Record Light Response from Genetically Labeled Retinal Ganglion Cells

The first steps in vertebrate vision take place when light stimulates the rod and cone photoreceptors of the retina 1.  This information is then ...

Optical Imaging of Neurons in the Crab Stomatogastric Ganglion with Voltage-sensitive Dyes

Voltage-sensitive dye imaging of neurons is a key methodology for the understanding of how neuronal networks are organised and how the simultaneous ...

Transfection of Mouse Retinal Ganglion Cells by in vivo Electroporation

Transfection of Mouse Retinal Ganglion Cells by in vivo Electroporation

The targeting and refinement of RGC projections to the midbrain is a popular and powerful model system for studying how precise patterns of neural ...

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

Thinned-skull Cortical Window Technique for In Vivo Optical Coherence Tomography Imaging

Tynnet-skull Cortical Window Teknikk for<em&gt; In Vivo</em&gt; Optisk koherens tomografi Imaging

Optical coherence tomography (OCT) is a biomedical imaging technique  with high spatial-temporal resolution. With its minimally invasive approach OCT  has ...

Implementing Dynamic Clamp with Synaptic and Artificial Conductances in Mouse Retinal Ganglion Cells

Implementering Dynamic Clamp med Synaptic og kunstig conductances i mus retinal ganglion celler

Ganglion cells are the output neurons of the  retina and their activity reflects the integration of multiple synaptic inputs  arising from specific neural ...

Retrograde Labeling of Retinal Ganglion Cells in Adult Zebrafish with Fluorescent Dyes

Retrograd Merking av retinal ganglion celler i voksen sebrafisk med fluorescerende fargestoffer

As retrograde labeling retinal ganglion cells (RGCs) can isolate RGCs somata from dying sites, it has become the gold standard for counting RGCs in RGCs ...

Using Optical Coherence Tomography and Optokinetic Response As Structural and Functional Visual System Readouts in Mice and Rats

Bruke Optical Coherence tomografi og Optokinetic respons som strukturelle og funksjonelle visuelle systemet Readouts i mus og rotter

Optical coherence tomography (OCT) is a fast, non-invasive, interferometric technique allowing high-resolution retinal imaging. It is an ideal tool for ...

Retinal Vascular Reactivity as Assessed by Optical Coherence Tomography Angiography

Retinal vaskulær reaktivitet som vurdert av optisk coherence tomografi angiografi

The vascular supply to the retina has been shown to dynamically adapt through vasoconstriction and vasodilation to accommodate the metabolic demands of ...

In vivo Calcium Imaging of Mouse Geniculate Ganglion Neuron Responses to Taste Stimuli

In vivo kalsiumavbildning av mus Geniculate Ganglion Neuron Responser på smak stimuli

Within the last ten years, advances in genetically encoded calcium indicators (GECIs) have promoted a revolution in in vivo functional imaging. Using ...