Name: oxygen-induced retinopathy model for ischemic retinal diseases in rodents
Uploaded: 2020-09-16T14:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Oxygen-Induced Retinopathy Model for Ischemic Retinal Diseases in Rodents at JoVE.com

نشكر ماريان كارلسبرغ، آن ماري هابانييمي، بايفي بارتانين وآن كانكونين على الدعم الفني الممتاز. وقد تم تمويل هذا العمل من قبل أكاديمية فنلندا، ومؤسسة بايفيككي وساكاري سهلبرغ، ومؤسسة تامبيري للسل، والمؤسسة الطبية الفنلندية، ومؤسسة بحوث منطقة مستشفى بيركانما، وصندوق أبحاث مستشفى تامبيري الجامعي.

وقد تمت الموافقة على البروتوكول المذكور هنا من قبل اللجنة الوطنية لأخلاقيات الحيوان في فنلندا (البروتوكول رقم ESAVI/9520/2020 و ESAVI/6421/04.10.07/2017).
1. الحيوانات التجريبية والفأر OIR نموذج التعريفي
ملاحظة: استخدم الحيوانات التي تتزاوج وقتًا، مثل فئران C57BL/6J شائعة الاستخدام?...

شدة النمط الظاهري للمرض يعتمد على كل من سلالة وحتى البائع في كل من الفئران والجرذان OIR نماذج23. وهذا يشير إلى أن هناك تبايناً جينياً واسعاً في تطور علم الأمراض. بشكل عام ، تتطور القوارض المصطبغة نمطًا ظاهريًا أكثر حدة من تلك المهق. على سبيل المثال، الأوعية الدموية الشبكية من ألب...

هناك حاجة إلى نماذج تجريبية موثوقة وقابلة للتكرار لدراسة الأمراض الكامنة وراء أمراض العين الوعائية وتطوير علاجات جديدة لهذه الأمراض المدمرة. الأوعية الدموية المرضية هي السمة المميزة للضمور البقعي الرطب المرتبط بالعمر (AMD) وبالنسبة للعديد من أمراض الشبكية الإقفارية بينهم اعتلال الشبكية من الخداج (ROP) ، واعتلال الشبكية السكري التكاثري (PDR) وانسداد الوريد الشبكي (RVO)1،2،3،4. يتبع شبكية العين البشريّة والقوارض نمطاً مماثلاً من التطور، حيث أنّ شبكية العين البشريّة والقوارض من بين آخر الأنسجة التي يتمّ أوعية الأوعية الدموية. قبل أن تتطور الأوعية الدموية الشبكية تماما، يتلقى الشبكية إمداداتها الغذائية من الأوعية الدموية الهيالويد، والتي، بدورها، تتراجع عندما يبدأ الأوعية الشبكية لتطوير1،2. في الإنسان ، يتم الانتهاء من تطوير الأوعية الدموية في الشبكية قبل الولادة ، في حين أن نمو الأوعية الدموية في الشبكية يحدث بعد الولادة في القوارض. منذ تطور الأوعية الدموية الشبكية يحدث بعد الولادة في القوارض، فإنه يوفر نظام نموذج مثالي لدراسة الأوعية الدموية2،3. القوارض حديثي الولادة لديها شبكية العين افاسومية التي تتطور تدريجيا حتى اكتمال تطور شبكية العين الأوعية الدموية يتحقق بحلول نهاية الأسبوع الثالث بعد الولادة4. الأوعية الدموية المتنامية من الماوس الوليدي هي البلاستيك، وأنها تخضع الانحدار خلال hyperoxia التحفيز5.
ROP هو السبب الرئيسي للعمى الطفولة في البلدان الغربية، كما أنه يؤثر على ما يقرب من 70٪ من الأطفال الخدج مع وزن الولادة تحت 1250 ز6،7. يحدث ROP في الرضع الخدج الذين يولدون قبل أن تكمل الأوعية الشبكية نموها الطبيعي. تقدم ROP في مرحلتين: في المرحلة الأولى، تأخر الولادة المبتسرة نمو الأوعية الدموية الشبكية حيث بعد في المرحلة الثانية، فإن الأوعية الدموية غير المكتملة للشبكية النامية تسبب نقص الأكسجة، مما يحفز على التعبير عن عوامل النمو الوعائية التي تحفز نمو الأوعية الدموية الجديدة وغير الطبيعية8. وقد نموذج OIR نموذجا يستخدم على نطاق واسع لدراسة الفيزيولوجيا المرضية من ROP وغيرها من اعتلالات النترية الإقفارية وكذلك لاختبار المرشحين المخدرات رواية2,3,9. ويعتبر على نطاق واسع كنموذج استنساخه لإجراء دراسات إثبات من المفهوم للأدوية المضادة للأمراض المضادة للأمراض الوعائية المحتملة وكذلك غير العين. يختلف نموذجان القوارض أي الفأر والجرذان OIR في نموذجها التعريفي ونمط ظاهري للمرض. نموذج الفئران يحاكي النمط الظاهري ROP أكثر دقة، ولكن نموذج الماوس يوفر نموذج أكثر قوة وسريعة وقابلة للتكرار لneovascularization الشبكية (NV). في نموذج الماوس، يتطور NV إلى شبكية العين المركزية. هذا القراءة المرضية مهم في دراسات فعالية الأدوية للعديد من اعتلالات الشبكية الإقفارية ، مثل PDR و RV و AMD الناضح وكذلك للأمراض غير العينية ، الأوعية الدموية مثل السرطان. وعلاوة على ذلك، فإن توافر الفئران المتلاعب بها وراثيا (المعدلة وراثيا و القاضية) يجعل نموذج OIR الماوس خيارا أكثر شعبية. ومع ذلك، لا الماوس ولا نموذج OIR الفئران يخلق تليف الشبكية، وهو أمر نموذجي في الأمراض البشرية.
أدى الفهم بأن مستويات الأكسجين العالية تساهم في تطوير ROP في10 10،11 إلى تطوير نماذج حيوانية. وقد أجريت الدراسات الأولى حول تأثير الأكسجين على الأوعية الدموية الشبكية في 195012,13,14 وحتى 1990s كانت هناك العديد من التحسينات على نموذج OIR. البحث الذي أجراه سميث وآخرون في عام 1994 وضع معيارا لنموذج OIR الماوس الحالي الذي يفصل بين اعتلال الرحم من اعتلال الشبكية15. اعتماد واسع النطاق لطريقة لتحديد حجم vaso-طمس و NV المرضية من قبل كونور وآخرون (2009) زادت منشعبيتها 16. في هذا النموذج، يتم وضع الفئران في 75٪ الأكسجين (O2)لمدة 5 أيام في P7، تليها 5 أيام في ظروف نورموكسيك. يسبب فرط التأكسج من P7 إلى P12 انتفاخ الأوعية الشبكية إلى التراجع في شبكية العين المركزية. عند العودة إلى الظروف نورموكسيك, الشبكية avascular يصبح نقص الأكسجة (الشكل 1A). بسبب المحفزات نقص الأكسجة من الشبكية المركزية أفاسيتشال, بعض الأوعية الدموية الشبكية تنبت نحو الزجاجة, تشكيل ما قبل البروتينال NV, دعا قبل الخزامينات2,3. هذه الخصلات غير ناضجة، وفرط في الفرط. كمية من قمم NV في P17، وبعد ذلك يتراجع. الشبكية هي إعادة الأوعية الانعاشية بالكامل و NV هو تراجع تماما من قبل P23 - P25 (الشكل 2A)2،3.
وقد وصفت أول نموذج O 2 O (باستخدام مستويات متفاوتة من O2) في 1990s تبين أن مستويات O2 متفاوتة في 80٪ و 40٪ تسبب NV أكثر وضوحا من أقل من 80٪ O2 التعرض المستمر17. في وقت لاحق اكتشف أن نموذج نقص الأكسجة المتقطعة، حيث يتم تدوير O2 من فرط التأكسج (50٪) إلى نقص الأكسجة (10-12٪), أسباب أكثر من NV 80/40٪ O2 نموذج18. في نموذج 50/10٪ ، تتعرض الجراء الفئران إلى 50 ٪ لمدة 24 ساعة ، تليها 24 ساعة في 10 ٪ O2. واستمرت هذه الدورات حتى P14، عندما يتم إرجاع الجراء الفئران إلى الظروف normoxic(الشكل 1B). كما هو الحال في المرضى ROP الإنسان، في نموذج الفئران المناطق avascular تطوير إلى أطراف الشبكية بسبب شبكية العين غير ناضجة plexus الأوعية الدموية (الشكل 3).
في كلا النموذجين، المعلمات الرئيسية التي عادة ما يتم قياسها كميا هي حجم AVA و NV. ويتم تحليل هذه المعلمات عادة من يتصاعد الشبكية شقة حيث تسمى الخلايا البطانية4،16. في السابق تم تقييم كمية ما قبل الطمث NV من أقسام عرضية شبكية العين عن طريق عد الأوعية الدموية أو نواة الخلايا الوعائية الممتدة إلى الزجاجي فوق الغشاء الداخلي المحدد. والقيود الرئيسية التي تحد من هذا النهج هي أنه لا يمكن تحديد كميّة الـ AVAs.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>33 gauge, Small Hub RN Needle</td>
			<td>Hamilton Company</td>
			<td>7803-05, 10mm, 25&#176;, PS4</td>
			<td>For intravitreal injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adobe Photoshop</td>
			<td>Adobe Inc.</td>
			<td></td>
			<td>For image analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Air pump air100</td>
			<td>Eheim GmbH &#38; Co. KG.</td>
			<td>143207</td>
			<td>For inhalation anaesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaesthesia unit 410 AP</td>
			<td>Univentor Ltd.</td>
			<td>2360309</td>
			<td>For inhalation anaesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AnalaR NORMAPUR Soda lime</td>
			<td>VWR International Ltd</td>
			<td>22666.362</td>
			<td>For CO2 control during model induction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Attane Vet 1000 mg/g</td>
			<td>VET MEDIC ANIMAL HEALTH OY</td>
			<td>vnr 17 05 79</td>
			<td>For inhalation anaesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brush</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For preparation of flat mounts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbon dioxide gas</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For sacrifice</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Celeris D430 ERG system</td>
			<td>Diagnosys LLC</td>
			<td>121</td>
			<td>For in vivo ERG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cell culture dishes</td>
			<td>Greiner Bio-One International GmbH</td>
			<td>664 160</td>
			<td>For preparation of flat mounts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cepetor Vet 1 mg/mL</td>
			<td>VET MEDIC ANIMAL HEALTH OY</td>
			<td>vnr 08 78 96</td>
			<td>For anaesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cover slips</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>15165452</td>
			<td>For preparation of flat mounts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>O2 Controlled InVivo Cabinet, Aninal Filtrarion System and Dehumidifier</td>
			<td>Coy Laboratory Products</td>
			<td></td>
			<td>Closed system for disease model induction, optional for semi-closed system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>E702 O2 sensor</td>
			<td>BioSphenix, Ltd.</td>
			<td>E207, 1801901</td>
			<td>For oxygen level measurement</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Envisu R2200 Spectral Domain Optical Coherence Tomograph (SD-OCT)</td>
			<td>Bioptigen, Inc.</td>
			<td>BPN000668</td>
			<td>For in vivo imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye spears</td>
			<td>Beaver-Visitec International, Inc.</td>
			<td>0008685</td>
			<td>For intravitreal injection and in vivo imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flexilux 600LL Cold light source</td>
			<td>Mikron</td>
			<td>11140</td>
			<td>For intravitreal injection or tissue collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescein sodium salt</td>
			<td>Merck KGaA</td>
			<td>F6377-100G</td>
			<td>For in vivo imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Exhaust unit (+Double 3-way valve, mouse and rat face masks, UNOsorb filter)</td>
			<td>UNO Roestvaststaal BV</td>
			<td>GEX 17015249</td>
			<td>For inhalation anaesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass syringe, Model 65 RN</td>
			<td>Hamilton Company</td>
			<td>7633-01</td>
			<td>For intravitreal injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HRA2 Retina angiograph (FA)</td>
			<td>Heidelberg Engineering GmbH</td>
			<td>Spec-KT-05488</td>
			<td>For in vivo imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isolectin GS-IB4, Alexa Fluor 488 Conjugate</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>I21411</td>
			<td>For labeling retinal vasculature on flat mounts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ketaminol Vet 50 mg/mL</td>
			<td>Intervet International B.V.</td>
			<td>vnr 51 14 85</td>
			<td>For anaesthesia</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Medicinal Oxygen gas</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For disease model induction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice C57BL/6JRj</td>
			<td>Janvier Labs</td>
			<td></td>
			<td>Also other strains possible</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope slides</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>J1800AMNZ</td>
			<td>For preparation of flat mounts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Minims Povidone Iodine 5% (unit)</td>
			<td>Bausch &#38; Lomb U.K Limited</td>
			<td>vnr 24 11 304</td>
			<td>For intravitreal injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nitrogen gas</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For disease model induction (rat)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oftan Chlora 10 mg/g</td>
			<td>Santen Pharmaceutical Co., Ltd.</td>
			<td>vnr 55 01 11</td>
			<td>For intravitreal injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oftan Metaoksedrin 100 mg/ml</td>
			<td>Santen Pharmaceutical Co., Ltd.</td>
			<td>vnr 55 03 43</td>
			<td>For in vivo ERG</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oftan Obucain 4 mg/ml</td>
			<td>Santen Pharmaceutical Co., Ltd.</td>
			<td>vnr 55 03 50</td>
			<td>For intravitreal injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Oftan Tropicamid 5 mg/ml</td>
			<td>Santen Pharmaceutical Co., Ltd.</td>
			<td>vnr 04 12 36</td>
			<td>For in vivo imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProOx Model 110 O2 controller and animal chamber</td>
			<td>BioSphenix, Ltd.</td>
			<td>803</td>
			<td>For disease model induction, semi-closed system, optional for closed system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ProOx Model P360 O2 controller and animal chamber</td>
			<td>BioSphenix, Ltd.</td>
			<td>538</td>
			<td>For disease model induction, semi-closed system, optional for closed system</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rats CD(SD)</td>
			<td>Charles River Laboratories</td>
			<td></td>
			<td>Also other strains possible</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Revertor 5 mg/mL</td>
			<td>VET MEDIC ANIMAL HEALTH OY</td>
			<td>vnr 13 04 97</td>
			<td>For anaesthesia reversal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silica gel</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>For humidity control during model induction</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Systane Ultra 10ml</td>
			<td>Alcon</td>
			<td>Tamro 2050250</td>
			<td>For hydration of the eye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Systane Ultra unit 0.7ml</td>
			<td>Alcon</td>
			<td>Tamro 2064871</td>
			<td>For hydration of the eye</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer pipette</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific</td>
			<td>1343-9108</td>
			<td>For preparation of flat mounts</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VENTI-Line VL 180 PRIME Drying oven</td>
			<td>VWR</td>
			<td>VL180S 170301</td>
			<td>For drying silica gel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VisiScope SZT350 Stereomicroscope</td>
			<td>VWR</td>
			<td>481067</td>
			<td>For intravitreal injection or tissue collection</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

oxygen-induced retinopathy model for ischemic retinal diseases in rodents

أحد النماذج شائعة الاستخدام لـ اعتلال الشبكية الإقفائي هو نموذج اعتلال الشبكية الناجم عن الأكسجين (OIR). هنا نحن وصف البروتوكولات التفصيلية ل OIR نموذج التعريفي وقراءاته في كل من الفئران والجرذان. يتم حث الشبكية neovascularization في OIR عن طريق تعريض الجراء القوارض إما إلى فرط التأكسج (الفئران) أو مستويات بالتناوب من فرط التأكسج ونقص الأكسجة (الفئران). قراءات الأولية لهذه النماذج هي حجم المناطق النيفا (NV) و avascular (AVA) في شبكية العين. يمكن استخدام هذا النموذج قبل التكين في الجسم الحي لتقييم فعالية العقاقير المضادة للأوعية أو لمعالجة دور جينات محددة في تكوين الأوعية الدموية في الشبكية باستخدام الحيوانات المعالجة وراثيا. النموذج لديه بعض سلالة والمورد الاختلاف محددة في التعريفي OIR التي ينبغي أن تؤخذ في الاعتبار عند تصميم التجارب.

والنتيجة الرئيسية للنموذج هي النمط الظاهري الوعائي: حجم مركبات AVAs وكمية NV. في نموذج OIR الماوس، وvao-طمس يحدث في شبكية العين المركزية (الشكل 2A)، بينما في نموذج الفئران يتطور في المحيط، أي، على غرار ROP الإنسان22 (الشكل 3A). وذلك لأن الضفيرة الوعائية ال?...

Watch this Scientific Journal Video about Oxygen-Induced Retinopathy Model for Ischemic Retinal Diseases in Rodents at JoVE.com

Oxygen-Induced Retinopathy Model for Ischemic Retinal Diseases in Rodents

يمكن استخدام اعتلال الشبكية الناجم عن الأكسجين (OIR) في نموذج أمراض الشبكية الإقفارية مثل اعتلال الشبكية من الخداج واعتلال الشبكية السكري التكاثري ولخدمة كنموذج لدراسات إثبات المفهوم في تقييم الأدوية المضادة للأدوية المضادة للأمراض الوعائية. OIR يحفز neovascularization قوية وقابلة للتكرار في شبكية العين التي يمكن تحديدها كميا.

الأكسجين الناجم عن نموذج اعتلال الشبكية لأمراض الشبكية الإقفاري في القوارض

One of the commonly used models for ischemic retinopathies is the oxygen-induced retinopathy (OIR) model. Here we describe detailed protocols for the OIR ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Gene Transfer for Ischemic Heart Failure in a Preclinical Model

نقل الجينات لقصور القلب الدماغية في نموذج ما قبل السريرية

Various emerging technologies are being developed for patients with heart failure. Well-established preclinical evaluations are necessary to determine ...

A Simplified Technique for Producing an Ischemic Wound Model

أسلوب مبسط لإنتاج نموذج الجرح الدماغية

One major obstacle in current diabetic wound research is a lack of an ischemic wound model that can be safely used in diabetic animals. Drugs that work ...

High Content Screening in Neurodegenerative Diseases

فحص محتوى عالية في أمراض الاعصاب

The functional annotation of genomes, construction of molecular networks and novel drug target identification, are important challenges that need to be ...

Retinal Detachment Model in Rodents by Subretinal Injection of Sodium Hyaluronate

شبكية العين مفرزة النموذجي في القوارض بواسطة حقن تحت الشبكية من هيالورونات الصوديوم

Subretinal injection of sodium hyaluronate is a widely accepted method of inducing retinal detachment (RD). However, the height and duration of RD or the ...

Remote Limb Ischemic Preconditioning:  A Neuroprotective Technique in Rodents

أطرافهم بعد الدماغية شروط مسبقة: تقنية اعصاب في القوارض

Sublethal ischemia protects tissues against subsequent, more severe ischemia through the upregulation of endogenous mechanisms in the affected tissue. ...

Performing Subretinal Injections in Rodents to Deliver Retinal Pigment Epithelium Cells in Suspension

أداء تحت الشبكية الحقن في القوارض لتسليم خلايا الظهارة الصبغية الشبكية في تعليق

The conversion of light into electrical impulses occurs in the outer retina and is accomplished largely by rod and cone photoreceptors and retinal pigment ...

Quantitative Fundus Autofluorescence for the Evaluation of Retinal Diseases

الكمية قاع العين تألق ذاتي لتقييم أمراض الشبكية

The retinal pigment epithelium (RPE) is juxtaposed to the overlying sensory retina, and supports the function of the visual system. Among the tasks ...

An Acute Retinal Model for Evaluating Blood Retinal Barrier Breach and Potential Drugs for Treatment

نموذج الحاد الشبكية لتقييم الدم الشبكية الحاجز خرق والمحتملة أدوية لعلاج

A low-cost, easy-to-use and powerful model system is established to evaluate potential treatments that could ameliorate blood retinal barrier breach. An ...

An Ex Vivo Tissue Culture Model for Fibrovascular Complications in Proliferative Diabetic Retinopathy

نموذج زراعة الأنسجة فيفو السابقين لمضاعفات فيبروفاسكولار في اعتلال الشبكية السكري التكاثري

Diabetic retinopathy (DR) is the most common microvascular complication of diabetes and one of the leading causes of blindness in working-age adults. No ...

A Murine Model of Ischemic Retinal Injury Induced by Transient Bilateral Common Carotid Artery Occlusion

نموذج مورين من إصابة الشبكية الإقفارية الناجمة عن الشريان السباتي المشترك الثنائي العابر

Diverse vascular diseases such as diabetic retinopathy, occlusion of retinal veins or arteries and ocular ischemic syndrome can lead to retinal ischemia. ...