Name: translaminar autonomous system model for the modulation of intraocular and intracranial pressure in human donor posterior segments
Uploaded: 2020-04-24T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Translaminar Autonomous System Model for the Modulation of Intraocular and Intracranial Pressure in Human Donor Posterior Segments at JoVE.com

이 프로젝트에 대한 자금은 콜린 M. 맥도웰 박사의 임의 기금을 통해했다. 이 작품은 실명을 방지하기 위해 연구에서 무제한 보조금에 의해 부분적으로 지원되었다, 안과 및 시각 과학의 UW 매디슨 부서에 Inc.. 우리는 관류 기관 문화 모델에 대한 기술 적 지원에 대한 박사 애보트 F. 클라크와 Weiming 마오에게 감사드립니다. 우리는 인간 기증자의 눈을 제공 에 대한 이식 및 연구 (탬파, 플로리다)에 대한 라이온스 눈 연구소 (탬파, 플로리다)에 감사드립니다.

눈은 인간 조직과 관련된 연구를 위해 헬싱키 선언의 규정에 따라 얻어졌다.
참고: 평판 좋은 안구 은행(예: 이식을 위한 라이온스 눈 연구소, 연구, 탬파 FL)의 눈은 6-12h 의 죽음 및 기증자 혈청에서 B형 간염, C형 간염 및 인간 면역 결핍 바이러스 1 및 2에 대해 시험되었습니다. 일단 그들이 수신되면, 눈은 해부하고 24 시간 이내에 TAS 모델에 설정되었다. 배제 기준에는 안구 병?...

인간 사후 조직은 동물 모델에서 개발 된 잠재적 인 약물의 식별이 인간47에 번역 될 필요가 있기 때문에 인간의 신경 퇴행성 질환을 연구하기위한 특히 가치있는 자원입니다. 인간 IOP 고도의 영향은 잘 확립되어 있습니다, 그러나 최소한의 연구는 비정상적인 ONH translaminar 압력 변경에 행해졌습니다. 여러 동물 모델과 인간 ONH의 유한 모델링이 존재하지만, 트랜스 라미나르 압력 ...

최근 설문 조사에서 전 세계적으로 추정에 따르면 시각 장애가 있는 3,900만 명을 포함하여 2억 8,500만 명이 시각 장애를 앓고 있는 것으로 나타났습니다1. 2010년, 세계보건기구(WHO)는 눈1의 후방 부문에서 실명의 주요 원인 9가지 중 3명이 발생한다고 기록했습니다. 후방 세그먼트 눈 질환은 망막, 코로이드 및 시신경2를 포함한다. 망막과 시신경은 뇌의 중추 신경계 (CNS) 확장입니다. 망막 신경절 세포 (RGC) 축축은 시신경 헤드 (ONH)를 통해 눈을 빠져 서 시신경3를 형성하기 때문에 손상에 취약하다. ONH는 라미나 크리브로사(LC)4라고 불리는 결합 조직 빔의 3D 메쉬워크로 인해 RGC 축축에 가장 취약한 지점으로 남아 있다. ONH는 녹내장5,6,7에서 RGC 축록색에 대한 모욕의 초기 사이트이며, ONH 내의 유전자 발현 변화는 안구 고혈압 및 녹내장 모델8,9,10에서 연구되고 있다. RGC 축축은 내피압력(IOP)이라고 불리는 안구 체획 사이의 압력 차압으로 인해 ONH에서 취약하며, 외부 심방식 수막(ICP)11이라고 불린 공간 내에서 취약하다. LC 영역은 정상 압력 차동을 유지하면서 두 영역을 분리하여 IOP가 10-21 mmHg 및 ICP에서 5-15 mmHg12에 이르는 범위로 유지합니다. 두 챔버 사이의 라미나를 통한 압력 차이는 트랜스라미나 압력 그라데이션(TLPG)13이라고 합니다. 녹내장의 주요 위험 요소는 상승 IOP14.
증가된 IOP는 라미나르 지역 내 및 전체의 균주를 증가6,15,16. 인간과 동물 모델의 실험적 관찰은 ONH를 축상 손상의 초기 부위로 제시17,18. ONH에서 녹내장 손상을 일으키는 IOP 관련 스트레스 및 균주의 생체 역학 패러다임은 또한 녹내장19,20,21의 병리생리학에 영향을 미칩니다. 인간 압력 유도 변화가 기계적으로 RGC 축22에 손상을 입히더라도, 라미나 내의 콜라주노우스 플레이트가 부족한 설치류는 녹내장7,23을 개발할 수 있다. 또한, 높은 IOP는 1 차적인 개방각 녹내장 환자에서 가장 눈에 띄는 위험 요소 남아, 정상적인 긴장 녹내장 환자는 높은 IOP 없이도 녹내장 광학 신경 병증을 개발하는 동안. 게다가, 또한 시신경 손상을 보여주지 않는 안구 고혈압 환자의 부분 집합이 있습니다. 또한 뇌척수액 압력 (CSFp)이 녹내장 병인에 역할을 할 수 있다는 것이 제안되었습니다. 증거는 ICP가 일반 개인에 비해 녹내장 환자에서 ~ 5 mmHg로 낮아져 트랜스라미나 압력을 증가시키고 disease24,25에서 중요한 역할을 한다는 것을 나타냅니다. 이전에는 IOP 및 CSFp 변화를 제어함으로써 광학 디스크26의 큰 변위가 있을 수 있음을 개 모델에서 입증했습니다. 돼지 눈에서 CSFp를 상승시키는 것은 또한 LC 지역 및 레트로라미나 신경 조직 내의 증가된 주체 긴장을 보여주었습니다. RGC와 LC 지역에 대한 부담이 증가하여 축축운송 막힘과 RGCs27 의 손실에 기여합니다. RGC의 점진적 변성은 영양 지원28,29의 손실, 염증 과정/면역 조절의 자극30,31, 및 세포세포 이펙터29,32,33,34,35 와 관련이 있다. 또한 축 상 부상(그림 3)은 RGC에 해로운 영향을 일으켜 재생 실패36,37,38,39를 유발합니다. 비록 IOP의 효과 잘 공부 되었습니다. 녹내장에 대 한 대부분의 치료 IOP 안정화에 초점을 맞추고. 그러나 IOP의 하강은 질병의 진행을 늦추더라도 시각 필드 손실을 되돌리고 RGC의 완전한 손실을 방지하지 못합니다.
현재 의 증거는 외상성 또는 신경 퇴행성 시각 장애로 고통받는 환자의 다양한 기계적, 생물학적 또는 생리적 변화로 인한 트랜스 라미나르 압력 변조가 상당한 시력 손실을 일으킬 수 있음을 나타냅니다. 현재, 전생체 인간 ONH 내에서 녹내장 생체 역학적 손상의 연구를 허용할 수 있는 진정한 전임상 인간 후방 세그먼트 모형이 존재하지 않습니다. 눈의 후방 세그먼트의 관찰 및 치료는 안과27에 있는 거대한 도전입니다. 높은 제거 율, 혈액 망막 장벽 및 잠재적인 면역 학적 반응을 포함하여 후방 눈을 표적으로 하는 물리적 및 생물학적 장벽이 있습니다40. 새로운 약물 표적에 대한 대부분의 효능 및 안전 성 검사는 체외 세포 및 생체 내 동물 모델을 활용하여 수행됩니다41. 안구 해부학은 복잡하고, 체외 연구에서 조직 모델 시스템에 의해 제시된 해부학적 및 생리적 장벽을 정확하게 모방하지 않습니다. 동물 모델이 약동학 연구의 필요성이 있더라도, 인간 후방 눈의 안구 생리학은 망막의 세포 해부학, 혈관 및 ONH41,42를 포함하여 각종 동물 종 사이에서 다를 수 있습니다.
살아있는 동물의 사용은 집중적이고 상세한 윤리적 규정, 높은 재정 적 헌신 및 효과적인 재현성이 필요합니다43. 최근, 실험 연구에서 동물의 윤리적 사용에 대 한 여러 가지 다른 지침 44,45,46 계속. 동물 실험의 대안은 ONH 손상을 보호하기위한 질병의 발병과 약물의 잠재적 분석을 조사하기 위해 전 생체 내 눈 모델의 사용입니다. 인간 포스트모템 조직은 인간 질병 패러다임을 연구하기위한 귀중한 자원이며, 특히 인간 신경 퇴행성 질환의 경우 동물 모델에서 개발 된 잠재적 인 약물의 식별은 인간에게 번역 할 필요가 필요하기 때문에47. 전 생체 인간 기증자 조직은 인간 무질서47,48,49의 연구 결과에 광범위하게 이용되고 있고, 인간 전방 세그먼트 관류 기관 배양 시스템은 이전에 높은 IOP50,51,52의 병리생리학을 연구하기 위하여 유일한 ex vivo 모형을 제공했습니다.
인간의 눈에 IOP 및 ICP와 관련된 트랜스라미나 압력을 연구하기 위해, 우리는 성공적으로 설계및 인간의 기증자 눈에서 후방 세그먼트를 사용하여 독립적으로 IOP와 ICP를 조절 할 수있는 2 챔버 트랜스 라미나르 자율 시스템 (TAS)을 개발. 트랜스라미나 압력을 연구하고 ONH에 TLPG의 생체 역학적 효과를 악용한 최초의 전 생체 인간 모델이다.
이 ex vivo 인간 TAS 모델은 IOP 또는 ICP의 만성 고도로 인해 발생하는 세포 및 기능적 수정을 발견하고 분류하는 데 사용할 수 있습니다. 이 보고서에서는 TAS 휴먼 후방 세그먼트 모델을 해부, 설정 및 모니터링하는 단계별 프로토콜을 자세히 설명합니다. 이 프로토콜은 다른 연구원이 생물 기계식 질병 병인을 연구하기 위하여 이 새로운 ex vivo 가압된 인간 후방 세그먼트 모형을 효과적으로 재현하는 것을 허용할 것입니다.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>#122, 1-1/8&#34; Inside x 1-5/16&#34; Outside Diam, Viton O-Ring, 3/32&#34; Thick, 
			755 Durometer 50 Pack</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B07DRGPPZJ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>114 Buna-N O-Ring, 70A Durometer, Black, 5/8&#34; ID, 13/16&#34; OD, 3/32&#34; Width (Pack of 100)</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B000FMYRHK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 mL Syringes without Needle</td>
			<td>Vitality Medical</td>
			<td>302832</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-Way Stopcock, 2 Female Luer Locks, Swivel Male Luer Lock, Vented Cap</td>
			<td>QOSINA</td>
			<td>2C6201</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>4-40 X 1/2 PH PAN MS SS/CHROME &#38; appropriate sized phillips screwdriver</td>
			<td>Brikksen Stainless Steel Fastners</td>
			<td>PPMSSSCH4C.5</td>
			<td>&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ANPROLENE 16 LARGE AMPULE</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC9085343</td>
			<td>&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine</td>
			<td>Purdue</td>
			<td>PUR1815001EACH</td>
			<td>&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning 100 x 20mm tissue-culture treated culture dishes</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>CLS430167-100EA</td>
			<td>&#160;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning&#160;L-glutamine Solution</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>MT25005CI</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Covidien 3033 Curity Gauze Sponge, 4&#34; x 4&#34;, 12-Ply, Sterile, 1200/CS</td>
			<td>Med Plus Medical Supply</td>
			<td>COV-3033-CS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dressing Forceps Delicate Curved (serrated)</td>
			<td>Katena</td>
			<td>K5-4010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #5 - Fine Forceps</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>11254-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye Scissors Standard Curved</td>
			<td>Katena</td>
			<td>K4-7410</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Falcon 150 x 15mm Plain Sterile Disposable Petri Dishes</td>
			<td>Capitol Scientific</td>
			<td>351058</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand 4 oz. Specimen Containers</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>16-320-730</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Instant Sealing Sterilization Pouches</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>01-812-54</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Instant Sealing Sterilization Pouches</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>01-812-55</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Instant Sealing Sterilization Pouches</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>01-812-58</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HyClone Dulbecco&#39;s Modified Eagles Medium</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SH3024302</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HyClone Penicillin Streptomycin 100X Solution</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>SV30010</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrophilic Filter with Female Luer Lock Inlet, Male Luer Slip Outlet, Blue and Clear</td>
			<td>Qosina</td>
			<td>28217</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrostatic pressure transducers, DELTRAN &#174; II, Catalog # DPT-200 with a 3CC/HR flow rate</td>
			<td>AD instruments</td>
			<td>DPT-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>JG15-0.5HPX 15 Gauge 0.5&#34; NT Premium Series Dispensing Tip 50/Box</td>
			<td>Jenson Global</td>
			<td>JG15-0.5HPX 15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Keyence B2&#8208;X710 microscope</td>
			<td>Keyence</td>
			<td>B2-X710</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LabChart 8</td>
			<td>AD instruments</td>
			<td>LabChart 8</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Leica ST5020 Multi-stainer</td>
			<td>Leica</td>
			<td>ST5020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Non-Vented Universal Luer Lock Cap, White</td>
			<td>QOSINA</td>
			<td>65811</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Octal Bridge Amp (Model # FE228)</td>
			<td>AD instruments</td>
			<td>FE228</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pharmco Products ETHYL ALCOHOL, 200 PROOF</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>NC1675398</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phosphate Buffered Solution (PBS)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>D8537-500ML</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PowerLab 8/35 (Model # PL3508)</td>
			<td>AD instruments</td>
			<td>PL3508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProLong Gold Antifade Mountant with DAPI</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>P36935</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Push-to-Connect Tube Fitting for Air and Water&#160;Straight Adapter, 1/8&#34; Tube OD x 1/8 NPT Male</td>
			<td>McMAster-Carr</td>
			<td>7880T113</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Push-to-Connect Tube Fitting with Universal Thread&#160;for Air and Water, Adapter, 1/8&#34; Tube OD x 1/8 Pipe</td>
			<td>McMAster-Carr</td>
			<td>51235K101</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saint-Gobain Tygon S3 E-3603 Flexible Tubing 500 ft.</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-171-268</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superblock T20</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>PI37536</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scissors - Sharp-Blunt</td>
			<td>F.S.T.</td>
			<td>14001-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Forceps Delicate 1x2 Teeth Curved</td>
			<td>Katena</td>
			<td>K5-4110</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Translaminar Autonomous System (TAS)</td>
			<td>University of North Texas Health Science Center</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USA Size 030 O-ring Buna-N, B1000, 70 Durometer, Black, Buna-N 
			(NBR, Nitrile, Buna)</td>
			<td>Marco Rubber &#38; Plastics</td>
			<td>B1000-030</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

translaminar autonomous system model for the modulation of intraocular and intracranial pressure in human donor posterior segments

녹내장 병원체 발생과 관련된 다양한 병원성 패러다임을 식별할 수 있는 두개내 압력(ICP) 및 내내압(IOP)을 이용하여 질병 병인학 전 생체을 표적으로 삼을 수 있는 새로운 전임상 인간 모델에 대한 현재 충족되지 않은 필요성이 있다. Ex vivo 인간 전방 세그먼트 관류 기관 배양 모델은 이전에 녹내장 병인발생 및 치료법 의 시험을 위한 효과적인 기술로 성공적으로 활용되고 적용되었습니다. 전 생체 인간 장기 시스템에서 수행 된 전임상 약물 선별 및 연구는 임상 연구에 더 이상 번역 될 수 있습니다. 이 문서에서는 트랜스라미나르 자율 시스템(TAS)이라고 불리는 새로운 생체 내 인간 트랜스라미나 압력 모델의 생성 및 작동을 자세히 설명합니다. TAS 모델은 인간 기증자 후방 세그먼트를 사용하여 ICP 및 IOP를 독립적으로 규제할 수 있습니다. 이 모델은 전임상 방식으로 병인을 연구할 수 있습니다. 그것은 안과 연구에서 살아있는 동물의 사용을 줄일 수 있습니다. 시험관 내 실험 모델과 는 달리, 시신경 헤드(ONH) 조직 구조, 복잡성 및 무결성또한 전 생체 내 TAS 모델 내에서 유지될 수 있다.

트랜스라미나르 자율 시스템의 설계 및 생성 트랜스라미나르 압력 차동은 녹내장을 포함한 다양한 질병의 발병기만에 있는 잠재적인 중요한 기계장치입니다. 설명 된 모델에 대 한 용도 포함, 하지만 이한되지 않습니다., 녹내장의 연구 (높은 IOP, 아마도 감소 ICP), 외상성 뇌 손상 (높은 ICP), 그리고 미세 중력 관련 된 시각 장애에 장기 노출 (높은 ICP, 높은 IOP). 인간의 눈에서 트랜스?...

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Translaminar Autonomous System Model for the Modulation of Intraocular and Intracranial Pressure in Human Donor Posterior Segments

우리는 트랜스 라미나르 자율 시스템의 사용을 설명하고 자세히 설명합니다. 이 시스템은 인간 후방 세그먼트를 사용하여 세그먼트 내부의 압력(내부)과 시신경(원두개)을 둘러싸서 녹내장 신경병증의 특징을 모방한 횡하수압 그라데이션을 생성합니다.

인간 기증자 후방 세그먼트의 내구 및 두개 내 압력 의 변조를위한 트랜스 라미나르 자율 시스템 모델

There is a current unmet need for a new preclinical human model that can target disease etiology ex vivo using intracranial pressure (ICP) and intraocular ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Efficient Derivation of Human Neuronal Progenitors and Neurons from Pluripotent Human Embryonic Stem Cells with Small Molecule Induction

작은 분자와 유도 Pluripotent 인간 배아 줄기 세포에서 인간의 연결을 Progenitors과 뉴런의 효율 유도

There is a large unfulfilled need for a clinically-suitable human neuronal cell source for repair or regeneration of the damaged central nervous system ...

연구

신경과학

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

The Olfactory System as a Model to Study Axonal Growth Patterns and Morphology In Vivo

모델로 후각 시스템은 축삭 성장 패턴 및 형태를 연구하는<em&gt; 생체</em

The olfactory system has the unusual capacity to generate new neurons throughout the lifetime of an organism. Olfactory stem cells in the basal portion of ...

Enrichment of Bruch's Membrane from Human Donor Eyes

인간의 기증자 눈에서 브루흐의 멤브레인의 농축

Age-related macular degeneration (AMD) is a leading cause of visual impairment in the developed world. The disease manifests itself by the destruction of ...

Anatomically Inspired Three-dimensional Micro-tissue Engineered Neural Networks for Nervous System Reconstruction, Modulation, and Modeling

신경 시스템 재구성, 변조 및 모델링을 위해 해부학 적으로 영감을받은 3 차원 미세 조직 공학 신경 회로망

Functional recovery rarely occurs&#160;following injury or disease-induced degeneration within the central nervous system (CNS)&#160;due to the inhibitory ...

Autonomous and Rechargeable Microneurostimulator Endoscopically Implantable into the Submucosa

자율적이 고 충전식 Microneurostimulator 라고는 Submucosa에 이식

Gastric dysmotility can be a sign of common diseases such as longstanding diabetes mellitus. It is known that the application of high-frequency ...

Analyzing Neural Activity and Connectivity Using Intracranial EEG Data with SPM Software

신경 활동과 연결 Intracranial 뇌 파 데이터를 사용 하 여 SPM 소프트웨어 분석

Measuring neural activity and connectivity associated with cognitive functions at high spatial and temporal resolutions is an important goal in cognitive ...

How to Obtain Reliable Visual Event-related Potentials in Newborns

신생아에서 신뢰할 수있는 시각적 이벤트 관련 잠재력을 얻는 방법

The present study discusses the characteristics of visual event-related potentials (VEPs) and outlines methodological steps for obtaining reliable ...

3D Kinematic Analysis for the Functional Evaluation in the Rat Model of Sciatic Nerve Crush Injury

Sciatic 신경 호감 상해의 쥐 모형에 있는 기능 평가를 위한 3D 운동학 분석

Compared to the Sciatic Functional Index (SFI), kinematic analysis is a more reliable and sensitive method for performing functional evaluations of ...

Optogenetic Activation of Afferent Pathways in Brain Slices and Modulation of Responses by Volatile Anesthetics

뇌 조각에서 구 심성 경로의 광유전 적 활성화 및 휘발성 마취제에 의한 반응의 조절

Anesthetics influence consciousness in part via their actions on thalamocortical circuits. However, the extent to which volatile anesthetics affect ...

Simultaneous Application of Transcranial Direct Current Stimulation during Virtual Reality Exposure

가상 현실 노출 중 경두개 직접 전류 자극의 동시 적용

Transcranial direct current stimulation (tDCS) is a form of non-invasive brain stimulation that changes the likelihood of neuronal firing through ...