Name: second harmonic generation signals in rabbit sclera as a tool for evaluation of therapeutic tissue cross-linking (txl) for myopia
Uploaded: 2018-01-06T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking TXL for Myopia at JoVE.com

המחברים תודה Tongalp Tezel, MD, יעוץ לגבי הזרקת הקדוש; תרזה Swayne, PhD, להתייעצות בנוגע מיקרוסקופ SHG; ג'ימי Duong העיצוב ואת המשאבים ביוסטטיסטיקה המתקן ליבה ביוסטטיסטיים של מכון אירווינג-המרכז הרפואי של אוניברסיטת קולומביה.
נתמך בחלקה על ידי מחקר כדי למנוע עיוורון על ידי נבחרת מוסדות של בריאות מענקים NCRR UL1RR024156, NEI P30 EY019007, NCI P30 CA013696 ו- NEI R01EY020495 (DCP). אוניברסיטת קולומביה בעל הקניין קשורים: ארה ב הוציא פטנט לא: 8,466,203 ולא: 9,125,856. הגשנו בקשה לפטנט בינלאומי: PCT/US2015/020276.
תמונות שנאספו ב Confocal ולהעניק התמחה מיקרוסקופ לשתף משאבים של הרברט אירווינג מקיף במרכז לחקר הסרטן באוניברסיטת קולומביה, נתמך על ידי NIH #P30 CA013696 (המכון הלאומי לסרטן). מיקרוסקופ קונפוקלי נרכש עם NIH להעניק #S10 RR025686.

כל ההליכים בוצעו באמצעות ארנב cadaveric העיניים בתוך ראשי ארנב outbred ללא פגע. הנחיות גופים מוסדיים וכל הלאומי טיפול ושימוש של חיות מעבדה עקבו אחריך
1. הכנת פתרונות
<ol><li>SMG הכנה TXL:<ol>
<li>להכין 1 מ"ל של 0.2 מ' ריכוז נתרן ביקרבונט פתרון (NaHCO3) הפתרון באמצעות 0.0165 גר' אבקה NaHCO3 מומס 1 מ"ל ש?...

מתנהל ניסויים הראו עדויות לשימוש של מיקרוסקופיית אות SHG כמו שיטה להערכה של קולגן cross-linking אפקטים ב בסקלרה, מעלים את האפשרות העתידית של שימוש בטכניקה זו כלי ניטור עבור cross-linking טיפולים זה יעד קולגן חלבונים. ראוי לציין, כלי נגינה כבר נמצא בשימוש קליני זה יכול שעלולים ללכוד את האות SHG. למרות הכלי ...

. קוצר ראייה מתקדמת היא שמהווה יהיה ניתן לטיפול באמצעות אי-אנזימטי scleral cross-linking (פוטו אטמוספרי ו/או כימית), זה הגיוני בהתחשב בכך חסימת קולגן cross אנזימטי-linking יכול להגדיל טופס ניסיוני קיפוח (FD)-induced קוצר ראייה1. Elsheikh ו פיליפס2 שנדונו לאחרונה את היתכנות ופוטנציאל השימוש הקרנה רגיל אולטרה סגול-A (UVA)-ריבופלבין מתווכת פוטו אטמוספרי cross-linking (הידוע גם בשם דרזדן לפרוטוקול), מקוצר כאן בתור (ריבופלבין CXL) לייצוב scleral האחורי לעצור את התארכות צירית, קוצר ראייה. שיטה זו פוטו אטמוספרי שימש בהצלחה לטיפול הקשורה של המשטח הקדמי גלוב (קרי, הקרנית בולטות) ראיתי קרטוקונוס, פוסט-לאסיק keratectasia. עם זאת, יישום של הפרוטוקול CXL עבור בסקלרה מתעכבת על ידי נושאים הקשורים קשיים בגישה sclera האחורי עם מקור אור אולטרה סגול (UV), כמו גם את הצורך לשינוי הרבה יותר רקמת פני שטח. כי נאמר, הגישה CXL שימש לעצירת התארכות צירית בצורה ויזואלית, שללה ארנבים (על-ידי tarsorrhaphy), למרות מספר מחוזות בסקלרה האחורי נדרש אזורי הקרנה נפרדים מרובים באותו מחקר3. לעומת זאת, הזרקה של ייצוב סוכן כימי (קרי, הסוכן cross-linking) דרך המרחב הקדוש יכול לייצג דרך פשוטה יותר כדי לשנות את sclera האחורי, נמנע הצורך היכרות עם מקור אור UV. טכניקת ההזרקה הזו מוכרת היטב דרך שימושית של גרימת הרדמה עינית במהלך הליכי ophthalmologic כגון קטרקט כירורגיה4,5,6. Wollensak7 תיאר בעבר השימוש זריקה sT באמצעות גליצראלדהיד (cross-linking סוכן כימי דומה ברעיון פורמלדהיד שחרור סוכנים (פארס) המתוארים במחקר זה) להתקשות את sclera ארנב ואת genipin יש הוכח כדי להגביל את אורך צירית ב- FD שרקנים8,9. חוקרים אלה הראו יתרון ברור של שימוש סוכן כימי מסיסים על הטכניקה CXL פוטו אטמוספרי. לפיכך, scleral cross-linking באמצעות סוכן כימי זריקות מסוג כלשהו, כולל את פארס (קרי, TXL)10, יכול לספק שיטת טיפול אפשרי לעצור את ההתקדמות של התארכות scleral ראיתי קוצר ראייה.
ב הפרוטוקולים המובאת כאן, אנו משתמשים פתרון cross-linking כימית של נתרן hydroxymethylglycinate (SMG), באמצעות הזרקת sT לסקלרה של ארנב cadaveric עיניים. יישמנו פרוטוקולים דומה בעבר עבור אקטואלי כימי cross-linking הקרנית. ובמיוחד במחקרים שדווחה בעבר האלה, ריכוז התלויים cross-linking אפקטים היתה אפשרות להשיג באמצעות SMG, עם מגוון אפקט הנמשכים מעל זה השגה עם פוטו אטמוספרי CXL כפי שנקבע על ידי ניתוח דנטורציה התרמי11 .
כאן נתאר פרוטוקולים כדי להעריך את השפעת SMG מועברת באמצעות זריקות sT רקמת scleral, דנטורציה תרמי באמצעות Calorimetry סריקה דיפרנציאלית (DSC), ואת השנייה הרמונית דור מיקרוסקופ (SHGM) cross-linking.
שימוש דיפרנציאלי calorimetry סריקה (DSC), הידוע גם בשם אנליזה תרמית, מעבר דנטורציה תרמי נמדד, בשביל לרקמות scleral זה יוכפל לאחר המרתו מודרכת על ידי תכונות collagens fibrillar, מאז הם מהווים את הרוב בצובר של חלבון. שיטה זו מוערך יציבותו של המבנה המולקולרי של קולגן, חוב צולבים לייצב את הסיבים קולגן, מבנה שלישוני מקור החלבון העיקרי. במהלך חימום DSC, טמפרטורה קריטית המעבר מושגת שתוצאתו דנטורציה של מולקולת הקולגן, וכתוצאה מכך שהשתחרר של סליל משולש, תהליך המהווה מה הידוע בכינויו ג'לטין. דנטורציה תרמית זה משבש קשרי מימן לאורך מולקולת הקולגן, יכול להיות מוזז שהטמפרטורות עד המושרה cross-linking שיטות12,13. בשיטה זו נעשה שימוש במשך עשורים רבים, במיוחד בענף biomaterials ועל תהליכים הכוללים הכנת עור. אולם, שיטה זו דורש מיצוי של הרקמה בסקלרה, ולכן יכול להיות רק שימושי כמו טכניקה ex-vivo .
הדור השני-הרמוני מיקרוסקופ (SHGM) מבוססת על מאפיינים אופטיים ליניארי של חומר מסוים, עם סביבות מולקולרית הלא-centrosymmetric. חומרים כאלה, אור אינטנסיבי, לדוגמה אור המיוצר על ידי לייזרים, מחולל אותות SHG, שבו התקרית אור מוכפל בתדר. חומרים ביולוגיים ידועים כדי ליצור SHG אותות הם קולגן, microtubules, שרירים צולבות הקישור חוטים שרירן. לדוגמה, קולגן מתלהבים עם אור אינפרא-אדום של גל nm 860 יפלוט אות SHG בטווח גלוי עם 430 ננומטר אורך הגל. השני הרמונית דור (SHG) אות הדמיה היא שיטה מבטיחה להערכת cross-linking קולגן טיפולית. זה ידוע כבר יותר מ-30 שנה כי הסיבים קולגן ברקמות פולטים אותות SHG14. עם זאת, רק לאחרונה יכול תמונות ברזולוציה גבוהה ניתן להשיג15 במגוון של רקמות, כולל גיד16, עור, סחוס17, כלי הדם18, ו קולגן ג'לים19.
בהתבסס על הידע הזה, מחקר זה מעריך את השינויים אות SHG המושרה בסקלרה דרך SMG כימית המושרה cross-linking של קולגן. התוצאות מצביעות על כי השינוי SMG בסקלרה מגביר את אותות SHG המופק רקמת קולגן סיבים חבילות (גבוה יותר סדר רבעוני המבנה המורכב קולגן הסיבים), מייצרת גם בשינוי מורפולוגיות מבני הקולגן רשת סיבים, משתקפת סיבים צרור "מיישר."

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1441">
	<tbody>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;width:245px;">MILLI-Q SYNTHESIS A10 120V</td>
			<td style="width:289px;">EMD Millipore, Massachusetts, USA</td>
			<td style="width:111px;"></td>
			<td style="width:796px;">Double distilled, deionized water. - protocol step 1.1.1</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Sodium hydroxymethylglycinate&#160;</td>
			<td>Tyger Chemicals Scientific, Inc. Ewing, NJ, USA</td>
			<td></td>
			<td>Crosslinking reagent - protocol step 1.1.2</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Injection needle with luer-lock syringe</td>
			<td>BD Eclipse, NJ, USA</td>
			<td></td>
			<td>Syringe for sub tenon injection. - protocol step 2.1</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Rabbit head</td>
			<td>La Granja poultry</td>
			<td>Outbred</td>
			<td>Rabbit head separated and delivered within 1 hour postmortem. - protocol step 2.2</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Tono-pen&#160;</td>
			<td>Reichter Technologies Depew, NY</td>
			<td></td>
			<td>IOP measurements - protocol step 2.4</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">DSC 6000 Autosampler</td>
			<td>Perkin-Elmer Waltham, MA, USA</td>
			<td></td>
			<td>Thermal denaturation analyzer - protocol step 7.4</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Pyris software&#160;</td>
			<td>Perkin-Elmer, Waltham, MA, USA</td>
			<td>Ver 11.0</td>
			<td>&#160;protocol step 7.5</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">CFI75 Apochromat LWD 25X/1.10 W MP</td>
			<td>Nikon Instruments, Melville, NY, USA</td>
			<td></td>
			<td>A water immersionn objective with high IR transmittance with a working distance of 2.0 mm - protocol step 8.1.1.</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">GenTeal&#160;</td>
			<td>Alcon, Fort Worth, TX&#160;</td>
			<td>B000URVDQ8</td>
			<td>Water-based gel used as objective immersion medium instead of water to prevent evaporation - 8.1.1</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Chameleon Vision II&#160;</td>
			<td>Coherent, Santa Clara,CA, USA</td>
			<td></td>
			<td>Ti:Sapphire pulsed laser with a 140 fs pulse width at 80 MHz and a tunable range from 680 nm to 1080 nm. - protocol step 8.1.11</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">AttoFluor cell chamber</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Inc</td>
			<td>A7816</td>
			<td>Fixation of the cover slip - protocol step 8.1.3</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">25-mm round coverslips, #1.5</td>
			<td>Neuvitro Corporation, Vancouver, WA, USA</td>
			<td>GG-25-1.5</td>
			<td>protocol step 8.1.3</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Eclipse Ti-E</td>
			<td>Nikon Instruments, Melville, NY, USA</td>
			<td></td>
			<td>protocol step 8.1.4.</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Non-descanned (NDD) GaAsP detector</td>
			<td>Nikon Instruments, Melville, NY, USA</td>
			<td></td>
			<td>Equipped with a 400-450 nm band pass filter - protocol step 8.1.7</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">A1R-MP laser scanning system</td>
			<td>Nikon Instruments, Melville, NY, USA</td>
			<td></td>
			<td>Compatible with infrared (IR) multi-photon excitation. - protocol step 8.1.8</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">NIS Elements software</td>
			<td>Nikon Instruments, Melville, NY, USA</td>
			<td>Ver 4.3</td>
			<td>refered to as &#34;software&#34; in the text - protocol step 8.1.9</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Fiji/ImageJ</td>
			<td>National Institute of Health</td>
			<td></td>
			<td>&#160;protocol step 9.1.2</td>
		</tr>
		<tr height="34">
			<td height="34" style="height:34px;">NeuronJ</td>
			<td style="width:289px;">Eric Meijering, Erasmus University Medical Center, Rotterdam, The Netherlands</td>
			<td></td>
			<td>https://imagescience.org/meijering/software/neuronj/, for protocol step 9.2.2</td>
		</tr>
		<tr height="17">
			<td height="17" style="height:17px;">Microsoft Excel&#160;</td>
			<td>Microsoft Corporation, Redmond, WA, USA</td>
			<td>Ver 14</td>
			<td>protocol step 9.2.8</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

second harmonic generation signals in rabbit sclera as a tool for evaluation of therapeutic tissue cross-linking (txl) for myopia

שיטות לחיזוק הרקמה על ידי החדרת קשרים כימיים (שאינם אנזימטי cross-linking) לחלבונים מבניים (fibrillar collagens) לטיפול כוללות cross-linking פוטו אטמוספרי ורקמות cross-linking שיטות (TXL). שיטות כאלה עבור גרימת שינויים במאפייני רקמה מכנית להיות מועסקים בקרנית הקרנית דליל (נחלש באופן מכני) הפרעות כגון קרטוקונוס, כמו גם את sclera ב קוצר ראייה מתקדמת, בו דליל ואת היחלשות של הצד האחורי בסקלרה מתרחשת ותורם סביר כדי התארכות צירית. החלבונים המטרה העיקרית לחיזוק רקמות כאלה הם collagens fibrillar, המהווים את הרוב הגדול של חלבונים משקל יבש קרנית, sclera. הצלחתנו, fibrillar collagens הן המקור העיקרי של אותות הרמונית הדור השני בחלל חוץ-תאית ברקמות. לכן, השינויים של החלבונים קולגן, כגון אלה המושרה דרך cross-linking טיפולים, יכול באופן פוטנציאלי ועוזרת quantitated באמצעות מיקרוסקופ הרמונית הדור השני (SHGM). ניטור SHGM אותות באמצעות לייזר למערכת מיקרוסקופ בשילוב עם אור אינפרא-אדום עירור סריקת מקור הוא שיטת ההדמיה מודרני מרגש את נהנית השימוש הנרחב במדעים ביו. לפיכך, המחקר הנוכחי נערך על מנת להעריך את השימוש במיקרוסקופ SHGM כמו אמצעי למדידת המושרה cross-linking אפקטים ב- ex-vivo ארנב בסקלרה, בעקבות זריקה של חומר כימי cross-linking הסוכן לחלל תת-לגלף קוצים של (sT), הזרקת הגישה כי הוא מנהג לגרימת הרדמה עינית במהלך הליכי קליניים ophthalmologic. החומר הכימי cross-linking הסוכן, נתרן hydroxymethylglycinate (SMG), נמצא במרחק של מחלקה של קוסמטיים משמרים המכונה פורמלדהיד שחרור סוכנים (פארס). שינויים scleral בעקבות התגובה עם SMG, גרמו העלאות SHG אותות, בקורלציה עם שינויי טמפרטורה דנטורציה תרמי, שיטה סטנדרטית להערכת המושרה רקמות cross-linking אפקטים.

טמפרטורה דנטורציה תרמי (Tm) כמו שיטת assay להעריך TXL cross-linking אפקט: סכום כולל של 16 זוגות עיניים ארנב שימשו בניסויים אלה ההליך TXL. כחלק הראשונית של מחקר זה, הוערך הלוקליזציה של אפקט cross-linking, המושרה על ידי זריקה אחת של SMG cross-linking סוכן דרך סנט החלל בראש ארנב cadaveric. זה סוג של ני...

Watch this Scientific Journal Video about Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking TXL for Myopia at JoVE.com

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking TXL for Myopia

השני דור הרמונית אותות ב הארנב בסקלרה ככלי להערכה של רקמות טיפולית cross-linking של קוצר ראייה (TXL)

פרוטוקול זה מתאר שיטות להערכת cross-linking כימי בסקלרה ארנב באמצעות הדור השני הרמונית הדמיה ודיפרנציאלי סריקה calorimetry.

Methods to strengthen tissue by introducing chemical bonds (non-enzymatic cross-linking) into structural proteins (fibrillar collagens) for therapy ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Second Harmonic Generation Signals in Rabbit Sclera As a Tool for Evaluation of Therapeutic Tissue Cross-linking (TXL) for Myopia

Generation of Comprehensive Thoracic Oncology Database - Tool for Translational Research

הדור של מסד נתונים מקיף החזה אונקולוגיה - כלי למחקר Translational

The Thoracic Oncology Program Database Project was created to serve as a comprehensive, verified, and accessible repository for well-annotated cancer ...

Osteopathic Manipulative Treatment as a Useful Adjunctive Tool for Pneumonia

מניפולטיבי טיפול אוסטיאופתי ככלי משלים שימושי עבור דלקת ריאות

Pneumonia, the inflammatory state of lung tissue primarily due to microbial infection, claimed 52,306 lives in the United States in 20071 and resulted in ...

A Next-generation Tissue Microarray (ngTMA) Protocol for Biomarker Studies

A Next-generation Tissue Microarray ngTMA Protocol for Biomarker Studies

פרוטוקול Microarray רקמות הדור הבא (ngTMA) לביומרקר לימודים

Biomarker research relies on tissue microarrays (TMA). TMAs are produced by repeated transfer of small tissue cores from a &#8216;donor&#8217; block into ...

Fundus Photography as a Convenient Tool to Study Microvascular Responses to Cardiovascular Disease Risk Factors in Epidemiological Studies

צילום קרקעית העין ככלי נוח ללמוד תגובות כלי הדם לגורמי סיכון קרדיווסקולריים מחלות באפידמיולוגיים לימודים

The microcirculation consists of blood vessels with diameters less than 150 &#181;m. It makes up a large part of the circulatory system and plays an ...

Therapeutic Effectiveness of a Dietary Supplement for Management of Halitosis in Dogs

יעילות טיפולית של תוסף תזונה לניהול של באשת בכלבים

Halitosis is a common complaint involving social and communicational problems in humans and also affects the pet-owner relationship. In this randomized ...

Evaluation of the Efficacy of the H. pylori Protein HP-NAP as a Therapeutic Tool for Treatment of Bladder Cancer in an Orthotopic Murine Model

Evaluation of the Efficacy of the H. pylori Protein HP-NAP as a Therapeutic Tool for Treatment of Bladder Cancer in an Orthotopic Murine Model

הערכת היעילות של<em&gt; H. פילורי</em&gt; חלבון HP-NAP ככלי טיפולי לטיפול בסרטן שלפוחית ​​השתן בדגם Murine Orthotopic

Bladder cancer is one of the most common malignancies of the urogenital tract. Intravesical injection of Bacillus Calmette-Gu&#233;rin (BCG) is the gold ...

MRI-guided dmPFC-rTMS as a Treatment for Treatment-resistant Major Depressive Disorder

MRI מודרך dmPFC-rTMS כטיפול להפרעת דיכאון עמיד לטיפול

Here we outline the protocol for magnetic resonance imaging (MRI) guided repetitive transcranial magnetic stimulation (rTMS) to the dorsal medial ...

Scleral Cross-linking Using Riboflavin and Ultraviolet-A Radiation for Prevention of Axial Myopia in a Rabbit Model

Scleral Cross-linking שימוש ריבופלבין ו-סגול-קרינה למניעת Axial קוצר ראיה במודל הארנב

Myopic individuals, especially those with severe myopia, are at higher-than-normal risk of cataract, glaucoma, retinal detachment and chorioretinal ...

Tissue Characterization after a New Disaggregation Method for Skin Micro-Grafts Generation

אפיון רקמות לאחר שיטה חדשה חלוקה לעור מיקרו שתלי הדור

Several new methods have been developed in the field of biotechnology to obtain autologous cellular suspensions during surgery, in order to provide one ...

Neonatal Murine Cochlear Explant Technique as an In Vitro Screening Tool in Hearing Research

Neonatal Murine Cochlear Explant Technique as an In Vitro Screening Tool in Hearing Research

Neonatal Murine Cochlear Explant טכניקה כמו<em&gt; במבחנה</em&gt; כלי הקרנה במחקר שמיעה

While there have been remarkable advances in hearing research over the past few decades, there is still no cure for Sensorineural Hearing Loss (SNHL), a ...