Name: induction of ocular surface inflammation and collection of involved tissues
Uploaded: 2022-08-04T13:10:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Induction of Ocular Surface Inflammation and Collection of Involved Tissues at JoVE.com

Diese Arbeit wurde teilweise gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) 2886 PANDORA Projekt-Nr.B3; SCHA 2040/1-1; MU 4240/2-1; SFB 1181(C03); TRR241(B04), H2020-FETOPEN-2018-2020 Projekt 861878, und von der Volkswagen-Stiftung (Förderung 97744) an MH.

Alle Verfahren mit Tieren wurden nach den institutionellen Richtlinien zum Tierschutz durchgeführt und von der Tierschutzkommission der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (FAU) genehmigt (Genehmigungsnummer: 55.2.2-2532-2-1217). Für die vorliegende Studie wurden weibliche C57Bl/6-Mäuse im Alter von 7-9 Wochen verwendet. Die Mäuse wurden aus kommerziellen Quellen gewonnen (siehe Materialtabelle) und unter spezifischen pathogenfreien Bedingungen mit 12 h Tag/Nacht-Zyklen gehalten.
...

<ol>
	<li>Gilbard, J. P., Rossi, S. R., Heyda, K. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tear+film+and+ocular+surface+changes+after+closure+of+the+meibomian+gland+orifices+in+the+rabbit.">Tear film and ocular surface changes after closure of the meibomian gland orifices in the rabbit.</a> Ophthalmology. 96 (8), 1180-1186 (1989).</li><li>Mishima, S., Maurice, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+oily+layer+of+the+tear+film+and+evaporation+from+the+corneal+surface.">The oily layer of the tear film and evaporation from the corneal surface.</a> Experimental Eye Research. 1, 39-45 (1961).</li><li>Gipson, I. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+ocular+surface:+The+challenge+to+enable+and+protect+vision:+The+Friedenwald+lecture.">The ocular surface: The challenge to enable and protect vision: The Friedenwald lecture.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 48 (10), 4391-4398 (2007).</li><li>Hahn, 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=Aggregated+neutrophil+extracellular+traps+resolve+inflammation+by+proteolysis+of+cytokines+and+chemokines+and+protection+from+antiproteases.">Aggregated neutrophil extracellular traps resolve inflammation by proteolysis of cytokines and chemokines and protection from antiproteases.</a> The FASEB Journal. 33 (1), 1401-1414 (2019).</li><li>Leppkes, M., 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=Vascular+occlusion+by+neutrophil+extracellular+traps+in+COVID-19.">Vascular occlusion by neutrophil extracellular traps in COVID-19.</a> EBioMedicine. 58, 102925 (2020).</li><li>Munoz, L. 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=Neutrophil+extracellular+traps+initiate+gallstone+formation.">Neutrophil extracellular traps initiate gallstone formation.</a> Immunity. 51 (3), 443-450 (2019).</li><li>Schapher, M., 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=Neutrophil+extracellular+traps+promote+the+development+and+growth+of+human+salivary+stones.">Neutrophil extracellular traps promote the development and growth of human salivary stones.</a> Cells. 9 (9), 2139 (2020).</li><li>Mahajan, 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=Frontline+science:+Aggregated+neutrophil+extracellular+traps+prevent+inflammation+on+the+neutrophil-rich+ocular+surface.">Frontline science: Aggregated neutrophil extracellular traps prevent inflammation on the neutrophil-rich ocular surface.</a> Journal of Leukocyte Biology. 105 (6), 1087-1098 (2019).</li><li>DEWS Definition and Classification Subcommittee. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+definition+and+classification+of+dry+eye+disease:+Report+of+the+Definition+and+Classification+Subcommittee+of+the+International+Dry+Eye+Workshop.">The definition and classification of dry eye disease: Report of the Definition and Classification Subcommittee of the International Dry Eye Workshop.</a> The Ocular Surface. 5 (2), 75-92 (2007).</li><li>Nichols, K. K., 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+international+workshop+on+meibomian+gland+dysfunction:+Executive+summary.">The international workshop on meibomian gland dysfunction: Executive summary.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (4), 1922-1929 (2011).</li><li>Mahajan, 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=Aggregated+neutrophil+extracellular+traps+occlude+Meibomian+glands+during+ocular+surface+inflammation.">Aggregated neutrophil extracellular traps occlude Meibomian glands during ocular surface inflammation.</a> The Ocular Surface. 20, 1-12 (2021).</li><li>Jester, B. E., Nien, C. J., Winkler, M., Brown, D. J., Jester, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Volumetric+reconstruction+of+the+mouse+meibomian+gland+using+high-resolution+nonlinear+optical+imaging.">Volumetric reconstruction of the mouse meibomian gland using high-resolution nonlinear optical imaging.</a> The Anatomical Record. 294 (2), 185-192 (2011).</li><li>Nien, C. 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=Age-related+changes+in+the+meibomian+gland.">Age-related changes in the meibomian gland.</a> Experimental Eye Research. 89 (6), 1021-1027 (2009).</li><li>Parfitt, G. J., Xie, Y., Geyfman, M., Brown, D. J., Jester, J. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absence+of+ductal+hyper-keratinization+in+mouse+age-related+meibomian+gland+dysfunction+(ARMGD).">Absence of ductal hyper-keratinization in mouse age-related meibomian gland dysfunction (ARMGD).</a> Aging. 5 (11), 825-834 (2013).</li><li>Lambert, R. W., Smith, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathogenesis+of+blepharoconjunctivitis+complicating+13-cis-retinoic+acid+(isotretinoin)+therapy+in+a+laboratory+model.">Pathogenesis of blepharoconjunctivitis complicating 13-cis-retinoic acid (isotretinoin) therapy in a laboratory model.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 29 (10), 1559-1564 (1988).</li><li>Jester, J. V., Nicolaides, N., Kiss-Palvolgyi, I., Smith, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meibomian+gland+dysfunction.+II.+The+role+of+keratinization+in+a+rabbit+model+of+MGD.">Meibomian gland dysfunction. II. The role of keratinization in a rabbit model of MGD.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 30 (5), 936-945 (1989).</li><li>Jester, J. V., 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=In+vivo+biomicroscopy+and+photography+of+meibomian+glands+in+a+rabbit+model+of+meibomian+gland+dysfunction.">In vivo biomicroscopy and photography of meibomian glands in a rabbit model of meibomian gland dysfunction.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 22 (5), 660-667 (1982).</li><li>Lambert, R., Smith, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperkeratinization+in+a+rabbit+model+of+meibomian+gland+dysfunction.">Hyperkeratinization in a rabbit model of meibomian gland dysfunction.</a> American Journal of Ophthalmology. 105 (6), 703-705 (1988).</li><li>Knop, E., Knop, N., Millar, T., Obata, H., Sullivan, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+international+workshop+on+meibomian+gland+dysfunction:+Report+of+the+subcommittee+on+anatomy,+physiology,+and+pathophysiology+of+the+meibomian+gland.">The international workshop on meibomian gland dysfunction: Report of the subcommittee on anatomy, physiology, and pathophysiology of the meibomian gland.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (4), 1938-1978 (2011).</li><li>Huang, W., Tourmouzis, K., Perry, H., Honkanen, R. A., Rigas, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+dry+eye+disease:+Useful,+varied+and+evolving+(Review).">Animal models of dry eye disease: Useful, varied and evolving (Review).</a> Experimental and Therapeutic Medicine. 22 (6), 1394 (2021).</li><li>Reyes, N. 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=Neutrophils+cause+obstruction+of+eyelid+sebaceous+glands+in+inflammatory+eye+disease+in+mice.">Neutrophils cause obstruction of eyelid sebaceous glands in inflammatory eye disease in mice.</a> Science Translational Medicine. 10 (451), (2018).</li><li>Knop, E., Korb, D. R., Blackie, C. A., Knop, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+lid+margin+is+an+underestimated+structure+for+preservation+of+ocular+surface+health+and+development+of+dry+eye+disease.">The lid margin is an underestimated structure for preservation of ocular surface health and development of dry eye disease.</a> Developments in Ophthalmology. 45, 108-122 (2010).</li><li>Knop, N., Knop, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meibomian+glands.+Part+I:+anatomy,+embryology+and+histology+of+the+Meibomian+glands.">Meibomian glands. Part I: anatomy, embryology and histology of the Meibomian glands.</a> Ophthalmologe. 106 (10), 872-883 (2009).</li><li>Nien, C. 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=Effects+of+age+and+dysfunction+on+human+meibomian+glands.">Effects of age and dysfunction on human meibomian glands.</a> Archives of Ophthalmology. 129 (4), 462-469 (2011).</li><li>Lio, C. T., Dhanda, S. K., Bose, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cluster+analysis+of+dry+eye+disease+models+based+on+immune+cell+parameters+-+New+insight+into+therapeutic+perspective.">Cluster analysis of dry eye disease models based on immune cell parameters - New insight into therapeutic perspective.</a> Frontiers in Immunology. 11, 1930 (2020).</li><li>Nguyen, D. D., Luo, L. J., Lai, J. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermogels+containing+sulfated+hyaluronan+as+novel+topical+therapeutics+for+treatment+of+ocular+surface+inflammation.">Thermogels containing sulfated hyaluronan as novel topical therapeutics for treatment of ocular surface inflammation.</a> Materials Today Bio. 13, 100183 (2022).</li><li>Lin, P. 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=Alleviation+of+dry+eye+syndrome+with+one+dose+of+antioxidant,+anti-inflammatory,+and+mucoadhesive+lysine-carbonized+nanogels.">Alleviation of dry eye syndrome with one dose of antioxidant, anti-inflammatory, and mucoadhesive lysine-carbonized nanogels.</a> Acta Biomaterialia. 141, 140-150 (2022).</li><li>Yu, 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=Loss+of+beta+epithelial+sodium+channel+function+in+meibomian+glands+produces+pseudohypoaldosteronism+1-like+ocular+disease+in+mice.">Loss of beta epithelial sodium channel function in meibomian glands produces pseudohypoaldosteronism 1-like ocular disease in mice.</a> American Journal of Pathology. 188 (1), 95-110 (2018).</li><li>Mauris, 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=Loss+of+CD147+results+in+impaired+epithelial+cell+differentiation+and+malformation+of+the+meibomian+gland.">Loss of CD147 results in impaired epithelial cell differentiation and malformation of the meibomian gland.</a> Cell Death &amp; Disease. 6 (4), 1726 (2015).</li><li>Ibrahim, O. M., 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=Oxidative+stress+induced+age+dependent+meibomian+gland+dysfunction+in+Cu,+Zn-superoxide+dismutase-1+(Sod1)+knockout+mice.">Oxidative stress induced age dependent meibomian gland dysfunction in Cu, Zn-superoxide dismutase-1 (Sod1) knockout mice.</a> PloS One. 9 (7), 99328 (2014).</li><li>McMahon, A., Lu, H., Butovich, I. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+role+for+ELOVL4+in+the+mouse+meibomian+gland+and+sebocyte+cell+biology.">A role for ELOVL4 in the mouse meibomian gland and sebocyte cell biology.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 55 (5), 2832-2840 (2014).</li><li>Miyake, H., Oda, T., Katsuta, O., Seno, M., Nakamura, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meibomian+gland+dysfunction+model+in+hairless+mice+fed+a+special+diet+with+limited+lipid+content.">Meibomian gland dysfunction model in hairless mice fed a special diet with limited lipid content.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 57 (7), 3268-3275 (2016).</li><li>Schaumberg, D. 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=The+international+workshop+on+meibomian+gland+dysfunction:+Report+of+the+subcommittee+on+the+epidemiology+of,+and+associated+risk+factors+for,+MGD.">The international workshop on meibomian gland dysfunction: Report of the subcommittee on the epidemiology of, and associated risk factors for, MGD.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (4), 1994-2005 (2011).</li><li>Lee, S. 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=Analysis+of+tear+cytokines+and+clinical+correlations+in+Sjogren+syndrome+dry+eye+patients+and+non-Sjogren+syndrome+dry+eye+patients.">Analysis of tear cytokines and clinical correlations in Sjogren syndrome dry eye patients and non-Sjogren syndrome dry eye patients.</a> American Journal of Ophthalmology. 156 (2), 247-253 (2013).</li><li>Nakae, S., 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=Antigen-specific+T+cell+sensitization+is+impaired+in+IL-17-deficient+mice,+causing+suppression+of+allergic+cellular+and+humoral+responses.">Antigen-specific T cell sensitization is impaired in IL-17-deficient mice, causing suppression of allergic cellular and humoral responses.</a> Immunity. 17 (3), 375-387 (2002).</li><li>von Vietinghoff, S., Ley, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=IL-17A+controls+IL-17F+production+and+maintains+blood+neutrophil+counts+in+mice.">IL-17A controls IL-17F production and maintains blood neutrophil counts in mice.</a> Journal of Immunology. 183 (2), 865-873 (2009).</li><li>Langrish, C. L., 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=IL-23+drives+a+pathogenic+T+cell+population+that+induces+autoimmune+inflammation.">IL-23 drives a pathogenic T cell population that induces autoimmune inflammation.</a> Journal of Experimental Medicine. 201 (2), 233-240 (2005).</li><li>Chen, 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=Anti-IL-23+therapy+inhibits+multiple+inflammatory+pathways+and+ameliorates+autoimmune+encephalomyelitis.">Anti-IL-23 therapy inhibits multiple inflammatory pathways and ameliorates autoimmune encephalomyelitis.</a> Journal of Clinical Investigation. 116 (5), 1317-1326 (2006).</li></ol>

Das ölige Sekret der Meibom-Drüsen ist für ein gesundes Auge von großer Bedeutung22. Die Obstruktion dieser Talgdrüsen durch aggregierte neutrophile extrazelluläre Fallen (aggNETs), die sich als parallele Stränge auf den Tarsalplatten beider Augenlider aneinanderreihen, kann jedoch den Tränenfilmstören 23. Diese Störung führt zu einer Meibom-Drüsendysfunktion (MGD)1 und beschleunigter Tränenverdunstung und konditioniert die Schädigung d...

Jeder Wimpernschlag füllt den glatten Tränenfilm, der über die Hornhaut verteilt ist, wieder auf. Die Augenoberflächenepithel erleichtern die Verteilung und korrekte Ausrichtung des Tränenfilms auf der Augenoberfläche. Mucine werden von den Hornhaut- und Bindehautepithelzellen bereitgestellt, um den wässrigen Teil des Tränenfilms aus den Tränendrüsen auf der Augenoberfläche zu positionieren. Schließlich sondert MG Lipide ab, die eine Deckschicht bilden, die die Verdunstung des wässrigen Teils des Tränenfilms 1,2,3 verhindert. Auf diese Weise schützen die aufeinander abgestimmten Funktionen aller Augenorgane die Augenoberfläche vor eindringenden Krankheitserregern oder Verletzungen und unterstützen eine kristallklare Sicht ohne Schmerzen oder Beschwerden.
In einer gesunden Augenoberfläche fegt der okuläre fließende Ausfluss oder Augenrheum Staub, tote Epithelzellen, Bakterien, Schleim und Immunzellen weg. Aggregierte extrazelluläre Neutrophilenfallen (aggNETs) formulieren eine netzartige Matrix aus extrazellulärem Chromatin und bauen diese Komponenten in das Augenrheum ein. AggNETs lösen Entzündungen durch den proteolytischen Abbau von proinflammatorischen Zytokinen und Chemokinenauf 4. Wenn sie jedoch dysfunktional werden, treiben diese aberranten aggNETs die Pathogenese von Krankheiten wie Gefäßverschlüssen bei COVID-195, Gallensteinen6 und Sialolithiasis7 voran. In ähnlicher Weise spielen aggNETs auf der Augenoberfläche eine schützende Rolle und tragen zur Auflösung von Entzündungen der stark exponierten Oberfläche bei8. Entweder eine übertriebene Bildung oder ein Mangel an aggNETs in der Augenoberfläche kann die Stabilität des Tränenfilms beeinträchtigen und/oder Hornhautwunden, vernarbende Konjunktivitis und Erkrankungen des trockenen Auges verursachen. Zum Beispiel ist die Obstruktion von MG eine Hauptursache für die Erkrankung des trockenen Auges9. Es ist auch bekannt, dass AggNETs den Fluss der Lipidsekretion aus den MG-Kanälen verstopfen und eine Meibom-Drüsendysfunktion (MGD) verursachen. Die Stauung von MG-Öffnungen durch aggNETs verursacht einen Mangel an Fettflüssigkeit, die die Augenoberfläche umhüllt, und retrograde abgefüllte Flüssigkeit, was zu Funktionsstörungen der Drüsenfunktion und Azinusschäden führt. Diese Dysfunktion kann zu Tränenfilmverdunstung, Fibrose der Ränder an den Augenlidern, Augenentzündungen und schädlichen Schäden am MG10,11 führen.
Im Laufe der Jahre wurden mehrere Tiermodelle entwickelt, um den pathologischen Prozess der MGD beim Menschen nachzuahmen. Zum Beispiel haben C57BL / 6-Mäuse im Alter von 1 Jahr dazu beigetragen, altersbedingte Auswirkungen auf die Krankheit des trockenen Auges (DED) und MGD zu untersuchen, was die Pathologie der Augenerkrankung bei Patienten im Alter von 50 Jahren und älter widerspiegelt12,13,14. Darüber hinaus sind Kaninchen geeignete Modelle, um die Wirkung pharmakologischer Interventionen zu untersuchen. Daher wurde die Induktion von MGD bei Kaninchen entweder durch die topische Verabreichung von Adrenalin oder die systemische Einführung von 13-cis-Retinsäure (Isotretinoin)15,16,17,18,19 berichtet.
Obwohl diese Tiermodelle ausreichend waren, um die verschiedenen Faktoren zu bestimmen, die zur Pathophysiologie von MGD beitragen, waren sie in ihrer Verwendung eingeschränkt. Zum Beispiel war das murine Modell der altersbedingten MGD ideal für die Entschlüsselung von Elementen nur bei älteren Erwachsenen, und daher schienen Kaninchen das am besten geeignete Tiermodell zu sein, um Augenoberflächenerkrankungen zu untersuchen, da sie die Untersuchung mehrerer pathophysiologischer Mechanismen ermöglichen. Aufgrund des Fehlens umfassender analytischer Werkzeuge zum Nachweis von Proteinen an der Augenoberfläche und weil viele Teile des Kaninchengenoms unkommentiert sind, sind sie jedoch für Untersuchungen eingeschränkt20,21.
Darüber hinaus lieferten diese Tiermodelle, die zur Untersuchung der Pathogenese der Erkrankung des trockenen Auges verwendet wurden, keine ausreichenden Details, um den immunologischen Arm der Erkrankung zu analysieren, die die Entzündung der Augenoberfläche auslöst. Dementsprechend zeigte das von Reyes et al. entwickelte Mausmodell von MGD einen Zusammenhang zwischen allergischen Augenerkrankungen bei Mäusen und MGD beim Menschen und hob die Immunätiologie hervor, die für obstruktive MGD21 verantwortlich ist. Dieses Modell assoziiert allergische Augenerkrankungen mit einer TH17-Reaktion, die Neutrophile in die Bindehaut und das Augenlid rekrutiert, was MGD und chronische Augenentzündungen verursacht21. Die Induktion von MGD und Augenentzündung in diesem murinen Modell ist ein wertvolles Werkzeug zur Untersuchung vorgelagerter Ereignisse während der Entwicklung lokaler Entzündungen, die durch eine anhaltende Immunantwort angetrieben werden21. Das aktuelle Protokoll beschreibt die Entzündung der Augenoberfläche, begleitet von obstruktiver MGD. Bei dieser Methode werden Mäuse immunisiert und nach 2 Wochen 7 Tage lang auf der Augenoberfläche mit dem Immunogen herausgefordert. Weiterhin werden die Schritte zur Isolierung des Augenexsudats und der zugehörigen Augenorgane bei akuten Entzündungen und der Dissektion von Hornhaut, Bindehaut und Augenlidern beschrieben.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1x PBS</td>
			<td>Gibco</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminium Hydroxide</td>
			<td>Imject alum Adjuvant</td>
			<td>77161</td>
			<td>40 mg/ mL 
			Final Concentration: in vivo: 1 mg/ 100 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57Bl/6 mice, aged 7&#8211;9 weeks</td>
			<td>Charles River Laboratories&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium</td>
			<td>Carl roth</td>
			<td>CN93.1</td>
			<td>1 M 
			Final Concentration: 5 mM</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Curved forceps</td>
			<td>FST by Dumont SWITZERLAND</td>
			<td>5/45 11251-35</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine sharp scissor</td>
			<td>FST Stainless steel, Germany</td>
			<td>15001-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laminar safety cabinet</td>
			<td>Herasafe</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Macrophotography Camera</td>
			<td>Canon</td>
			<td>EOS6D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Macrophotography Camera (without IR filter)</td>
			<td>Nikon</td>
			<td>D5300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mnase</td>
			<td>New England biolabs</td>
			<td>M0247S</td>
			<td>2 x 106 gel U/mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multi-analyte flow assay kit (Custom mouse 13-plex panel)</td>
			<td>Biolegend</td>
			<td>CLPX-200421AM-UERLAN</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NaCl 0,9% (Saline)</td>
			<td>B.Braun</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ovalbumin (OVA)</td>
			<td>Endofit, Invivogen</td>
			<td>9006-59-1</td>
			<td>10 mg/200 &#181;L in saline</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pertussis toxin&#160;</td>
			<td>ThermoFisher Scientific&#160;</td>
			<td>PHZ1174</td>
			<td>50 &#181;g/ 500 &#181;L in saline 
			Final Concentration: in vivo: 100 &#181;g/ 100 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petridish</td>
			<td>Greiner bio-one</td>
			<td>628160</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>Feather disposable scalpel</td>
			<td>No. 21&#160;</td>
			<td>Final Concentration: in vivo:&#160; 300 ng/ 100 &#181;L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Zaiss</td>
			<td>Stemi508</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (corneal/iris washing)</td>
			<td>BD Microlane</td>
			<td>27 G x 3/4 - Nr.20 0,4 x 19 mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (i.p immunization)</td>
			<td>BD Microlane</td>
			<td>24 G1&#34;-Nr 17, 055* 25 mm</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

induction of ocular surface inflammation and collection of involved tissues

Zu den Erkrankungen der Augenoberfläche gehören eine Reihe von Erkrankungen, die die Funktionen und Strukturen der Hornhaut, der Bindehaut und des damit verbundenen Augenoberflächennetzwerks stören. Meibom-Drüsen (MG) sezernieren Lipide, die eine Deckschicht bilden, die die Verdunstung des wässrigen Teils des Tränenfilms verhindert. Neutrophile und extrazelluläre DNA-Fallen bevölkern MG und die Augenoberfläche in einem Mausmodell für allergische Augenerkrankungen. Aggregierte extrazelluläre Neutrophilenfallen (aggNETs) formulieren eine netzartige Matrix, die aus extrazellulärem Chromatin besteht, die MG-Ausgänge verdeckt und MG-Dysfunktion konditioniert. Hier wird eine Methode zur Induktion von Augenoberflächenentzündungen und MG-Dysfunktion vorgestellt. Die Verfahren zur Entnahme von Organen im Zusammenhang mit der Augenoberfläche, wie Hornhaut, Bindehaut und Augenlider, werden detailliert beschrieben. Mit etablierten Techniken zur Verarbeitung jedes Organs werden auch die wichtigsten morphologischen und histopathologischen Merkmale der MG-Dysfunktion gezeigt. Augenexsudate bieten die Möglichkeit, den Entzündungszustand der Augenoberfläche zu beurteilen. Diese Verfahren ermöglichen die Untersuchung topischer und systemischer entzündungshemmender Interventionen auf präklinischer Ebene.

Das vorliegende Protokoll beschreibt die sequentiellen Schritte zur Erstellung eines murinen Modells der Augenoberflächenentzündung. Die Protokolle sollen zeigen, wie Therapeutika lokal angewendet, Augenexsudate gewonnen und assoziierte akzessorische Organe wie gesunde und entzündete Augenlider (Abbildung 2), Hornhaut und Bindehaut herausgeschnitten werden können. Es muss darauf geachtet werden, dass die oberen Augenlider zur Isolierung der Bindehaut seziert werden, und sie muss während...

Watch this Scientific Journal Video about Induction of Ocular Surface Inflammation and Collection of Involved Tissues at JoVE.com

Induction of Ocular Surface Inflammation and Collection of Involved Tissues

Eine Entzündung der Augenoberfläche schädigt das Augenoberflächengewebe und beeinträchtigt lebenswichtige Funktionen des Auges. Das vorliegende Protokoll beschreibt eine Methode zur Induktion einer Augenentzündung und zur Sammlung von kompromittiertem Gewebe in einem Mausmodell der Meibom-Drüsendysfunktion (MGD).

Induktion der Augenoberflächenentzündung und Ansammlung von betroffenen Geweben

Ocular surface diseases include a range of disorders that disturb the functions and structures of the cornea, conjunctiva, and the associated ocular ...

Dieses Protokoll beschreibt sequentiell die Schritte, die an der Induktion einer Augenoberflächenentzündung und der Sammlung der damit verbundenen betroffenen Organe beteiligt sind, die an der Meibom-Drüsendysfunktion beteiligt sind. Dieses neue Modell der MGD ermöglicht die Untersuchung des angeborenen Immunaspekts der Krankheit, insbesondere der Bildung von neutrophilen extrazellulären Fallen, die die Meibom-Drüse einschließen. Die im Protokoll gezeigte Technik kann erweitert werden, um topische therapeutische Interventionen in einem präklinischen Stadium einzuführen.Darüber hinaus spiegelt die Entnahme von Augenexsudaten und Organen die Wirksamkeit der Behandlung wider. Um eine intraperitoneale Injektion der Immunogenlösung durchzuführen, halten Sie die sieben bis neun Wochen alte C57 schwarze sechs nicht betäubte weibliche Maus sanft am Schwanz, während Sie das Käfiggitter greifen. Halten Sie dann die Haut des Rückens und der Nackenregion fest zwischen Daumen und Zeigefinger und fixieren Sie den Schwanz und die unteren Gliedmaßen zwischen dem Ring und dem kleinen Finger gegen die Handfläche.Halten Sie die Maus mit dem Kopf nach unten fixiert, injizieren Sie 100 Mikroliter der vorbereiteten Immunogenlösung in den rechten oder linken Quadranten der unteren Bauchhöhle. Um eine Augenoberflächenherausforderung nach der Immunisierung durchzuführen, tragen Sie fünf Mikroliter Ovalbumin oder Eizellen oder Kochsalzlösung pro Auge einer anästhesierten Maus auf und warten Sie fünf Minuten, bis der Tropfen vom Auge absorbiert wird. Als nächstes sammeln Sie die Augenexsudate, indem Sie unmittelbar nach der Herausforderung 50 Mikroliter sterile Kochsalzlösung auf das Auge auftragen.Für die Entfernung von Augenoberflächengewebe legen Sie die Maus auf eine ebene Oberfläche und desinfizieren Sie den Augenorbitalbereich um das Auge mit einem 70% igen Ethanoltupfer. Um einen Schnitt um das Auge zu bilden, machen Sie einen Schnitt zwischen dem Ohr und dem retroorbitalen Sinus und entlang der Oberfläche über dem Plattenepithelknochen vertikal, wobei der Schnitt horizontal unter dem unteren Augenlid entlang des Oberkieferknochens und oberhalb des oberen Augenlids entlang des Stirnbeins verlängert wird. Halten Sie das sezierte Gewebe vorsichtig mit einer gebogenen Pinzette um das Auge herum und ziehen Sie das Gewebe und den Augapfel heraus.Legen Sie die herausgeschnittenen Organe in steriles PBS. Schneiden Sie dann mit einem Skalpell unter dem Stereomikroskop das überschüssige Gesichtsmuskelgewebe um die herausgeschnittenen oberen Augenlider ab. Um die Bindehaut zu sammeln, legen Sie das obere Augenlid auf eine trockene Petrischale.Anschließend mit einer feinen Pinzette und einem Skalpell die weißliche Schleimschicht sanft aus der Innenseite des Augenlids schälen. Um die Hornhaut zu sezieren, legen Sie die Augenkugel auf eine neue trockene Petrischale auf Trockeneis. Nach drei Minuten stellen Sie die Schale in einer stabilen Position auf die Bankoberfläche.Verwenden Sie eine feine, scharfe Schere, um einen kleinen Schnitt am Rand der Hornhaut neben dem Limbus zu machen. Setzen Sie den Schnitt mit dem Skalpell um den Augenglobus fort und trennen Sie die Sklera von der Hornhaut. Entfernen Sie dann die Iris- und Linsenreste von der Rückseite der Hornhaut, indem Sie großzügig mit Kochsalzlösung spülen.Um die Meibom-Drüse und ihre Öffnungen zu beurteilen, platzieren Sie die ausgeschnittenen Augenlider in einer aufrechten Position unter dem Stereomikroskop. Nehmen Sie dann entsprechend der Belichtungszeit der Kamera und den ISO-Einstellungen Bilder unter Weißlicht-Epi-Beleuchtung auf. Um den Meibom-Drüsenbereich zu beurteilen, platzieren Sie die ausgeschnittenen Augenlider in einer horizontalen Position und schalten Sie die Hintergrundbeleuchtung des Stereomikroskops ein, das mit einer Infrarotkamera ausgestattet ist.Nehmen Sie Bilder auf, indem Sie die Belichtungszeit entsprechend dem ISO-Wert der Kamera anpassen. Kochsalzlösung verabreichte Mäuse zeigten gesunde Augenoberflächen mit weit geöffneten Augen. Im Vergleich dazu induziert die Anwendung von Eizellen eine schwere Entzündung der Augenoberfläche, die enge Öffnung der Augen und Anzeichen einer Chemose.Die ausgeschnittenen Augenlider zeigten große Okklusionen, die die Öffnungen der Meibom-Drüse und des Ödems verstopften, im Gegensatz zu den gesunden Augenlidern, die kleine Pfropfen der Drüse zeigten, die das Augenlid auskleideten. Eine weitere Untersuchung der Infrarotdurchleuchtung der Drüse zeigt das racemische Aussehen der Acini der Meibom-Drüse. Die Augenlider von Kochsalz-herausgeforderten Mäusen zeigten die runden Acini.Im Vergleich dazu induzierten Eizellenanwendungen die Zerstörung und den Verlust einiger Drüsen mit der allergischen Augenerkrankung oder AED. Die histologische Analyse der Augenlider zeigte erweiterte Meibom-Drüsen im Vergleich zu Mäusen, denen nur Kochsalzlösung verabreicht wurde. Die Inkubation des Augapfels auf Trockeneis ermöglichte den Schnitt an der Hornhaut neben dem Limbus und die Trennung der Hornhaut von der Sklera.Diese Studie erleichterte die Entnahme der Hornhaut. Darüber hinaus verursachte die Eizellenverabreichung der Bindehaut eine schwere Entzündung mit einem hyperämischen Aussehen. Erhöhte Konzentrationen des Chemokins CXCL-1 erleichtern die Extravasation von Neutrophilen, Phagozytose und Degranulation, und Interleukin-6, das die akute Phasenantwort und die Neutrophileninfiltration vermittelt, wurden in den Überständen von AED-Mäusen beobachtet.Auf der anderen Seite zeigte die Konzentration von Interleukin-10 keine signifikanten Veränderungen sowohl bei naiven als auch bei AED-Mäusen. Dieses neue Modell ermöglicht die Entwicklung und Bewertung der Wirksamkeit von Medikamenten, die auf die angeborenen Immunwege abzielen, und ist eine große Hilfe beim Data Mining der Art und Weise der Verabreichung von entzündungshemmenden Wirkstoffen. Nach entsprechender Organentnahme sind Hochmultiplex-Methoden wie Einzelzellsequenzierung und bildgebende Massenzytometrie mit diesem Protokoll kompatibel.

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Flow Cytometry Analysis of Immune Cells Within Murine Aortas

Durchflusszytometrie-Analyse von Immunzellen innerhalb Murine Aorten

Atherosclerosis is a chronic inflammatory process of medium and large size vessels that is characterized by the formation of plaques consisting of foam ...

Forschung

Immunologie und Infektion

VIGS-Mediated Forward Genetics Screening for Identification of Genes Involved in Nonhost Resistance

VIGS-vermittelte Stürmer Genetics Screening zur Identifizierung von Genen in Nichtwirtresistenz Beteiligte


	Nonhost disease resistance of plants against bacterial pathogens is controlled by complex defense pathways. Understanding this mechanism is important ...

Induction of Murine Intestinal Inflammation by Adoptive Transfer of Effector CD4+CD45RBhigh T Cells into Immunodeficient Mice

Induction of Murine Intestinal Inflammation by Adoptive Transfer of Effector CD4+CD45RBhigh T Cells into Immunodeficient Mice

Die Induktion von Murine Darmentzündungen durch adoptiven Transfer von Effektor CD4<sup&gt; +</sup&gt; CD45RB<sup&gt; Hoch</sup&gt; T-Zellen in immundefizienten Mäusen

There are many different animal models available for studying the pathogenesis of human inflammatory bowel diseases (IBD), each with its own advantages ...

Co-immunoprecipitation of the Mouse Mx1 Protein with the Influenza A Virus Nucleoprotein

Co-Immunopräzipitation der Maus Mx1 Protein mit dem Influenza A Virus Nucleoprotein

Studying the interaction between proteins is key in understanding their function(s). A very powerful method that is frequently used to study interactions ...

An Optimized Method for Isolating and Expanding Invariant Natural Killer T Cells from Mouse Spleen

Ein optimiertes Verfahren zur Isolierung und Ausbau unveränderlichen natürlichen Killer T-Zellen aus der Milz der Maus

The ability to rapidly secrete cytokines upon stimulation is a functional characteristic of the invariant natural killer T (iNKT) cell lineage. iNKT cells ...

Isolation, Characterization and Functional Examination of the Gingival Immune Cell Network

Isolierung, Charakterisierung und funktionelle Untersuchung des Zahnfleisch Immune Cell Network

Immune cell networks in tissues play a vital role in mediating local immunity and maintaining tissue homeostasis, yet little is known of the resident ...

Induction of Experimental Autoimmune Encephalomyelitis in Mice and Evaluation of the Disease-dependent Distribution of Immune Cells in Various Tissues

Die Induktion der experimentellen autoimmunen Enzephalomyelitis bei Mäusen und die Auswertung des Krankheitsabhängige Verteilung von Immunzellen in verschiedenen Geweben

Multiple sclerosis is presumed to be an inflammatory autoimmune disease, which is characterized by lesion formation in the central nervous system (CNS) ...

Microscopy-based Assays for High-throughput Screening of Host Factors Involved in Brucella Infection of Hela Cells

Microscopy-based Assays for High-throughput Screening of Host Factors Involved in Brucella Infection of Hela Cells

Mikroskopie-basierte Assays für die Hochdurchsatz-Screening von Host beteiligten Faktoren in<em&gt; Brucella</em&gt; Die Infektion von HeLa-Zellen

Brucella species are facultative intracellular pathogens that infect animals as their natural hosts. Transmission to humans is most commonly caused by ...

A Non-invasive and Technically Non-intensive Method for Induction and Phenotyping of Experimental Bacterial Pneumonia in Mice

Ein Nicht-invasive und in technischer Hinsicht nicht intensive Verfahren zur Induktion und Phänotypisierung für experimentelle bakterielle Pneumonie bei Mäusen

Although community-acquired pneumonia remains a major public health problem, murine models of bacterial pneumonia have recently facilitated significant ...