Method Article
Этот протокол описывает метод нанести истирания поверхности глаза мыши и следовать за процесс заживления ран после этого. Протокол использует глазной Берр частично удалить поверхности эпителия глаза анестезированные мышей.
Мышиных роговицы обеспечивает отличную модель для изучения заживление ран. Роговицы верхний слой глаза и таким образом первой обороны, травмы. В самом деле наиболее распространенный тип травмы глаз, в клинике является роговицы ссадины. Здесь мы используем глазной Берр побудить износа, что приводит к удалению эпителия роговицы в естественных условиях на наркотизированных мышей. Этот метод позволяет для целевых и воспроизводимые эпителиальных потрясений, оставляя нетронутыми других областях. Кроме того мы описывают визуализации прошлифовать эпителия с окрашивание флюоресцеином и представить конкретные рекомендации о том, как визуализировать прошлифовать роговицы. Затем мы следуем сроки заживления 0, 18 и 72 ч после истирания, пока рана является повторное грануломах. Эпителиальный истиранию модель повреждение роговицы идеально подходит для исследования пролиферации эпителиальных клеток, миграции и эпителизация слоев роговицы. Однако этот метод не является оптимальным для изучения стромальные активации во время заживления ран, потому что глазной заусенцев не проникают в слои стромальных клеток. Этот метод также подходит для клинического применения, например, Доклинические испытания эффективности препарата.
Эпителиального слоя многочисленных органов подвержены травм. Однако они также содержат способность компенсировать потери ткани через заживление ран. Роговицы предлагает отличную модель для изучения заживление ран. Он образует внешней поверхности глаза и обеспечивает защитный слой для чувствительных глазной техники. Таким образом роговица функционирует как физический барьер патогенов и потери воды. Он состоит из трех слоев; эпителий, строма и эндотелия. Эпителий роговицы делает верхний слой роговицы. Эпителиальные клетки поддерживают функцию барьера роговицы, строго придерживаясь друг друга через плотные соединения1,2,3. Бесклеточной роговицы в базальной мембраны, Боумена, отделяет эпителия от обширной стромы, которая содержит тугоплавкие кератиноцитах. В строме эндотелиальные клетки канал питательных веществ, воды и кислорода в верхний слой.
Роговицы ссадины являются очень распространенными в клинике4. Травмы роговицы разнообразны, но во многом вызваны мелких частиц, таких как пыль или песок, царапин или других посторонних предметов. Протокол описано здесь направлена на воспроизведение клинически значимых тип эпителия роговицы ссадины. Поступая таким образом, этот протокол обеспечивает контролируемый и семенных метод для клиницистов и роговицы ученых для реализации своих собственных исследований. Мы выступали в vivo пробирного ремонт повреждений на мышиных роговицы абразивной ткани с притупилась глазной Берр, Algerbrush II. Здесь, мы нацелены на истирание только к центральной эпителия роговицы и оставить другие части органа без повреждений. Таким образом протокол является идеальным для изучения динамики роговицы эпителиальных клеток или базальной мембраны во время эпителизация, ячейка миграции, пролиферации и дифференцировки в vivo5. Недавно эта модель была использована для анализа прогениторных клеток динамика в мышиных роговицы, а также раскрыть потенциал дифференцированной роговицы эпителиальных клеток в восстановлении ниши стволовых клеток роговицы после травмы6,7. После истирания роговицы возвращается в его нормальное прозрачности и прочности. Интересно, что в vitro исследование показало, что эпителизация происходит без увеличения клеток распространения8. Этот протокол описывает шкале времени непрерывного исцеления в мышиных роговицы. Таким образом, метод применим проверить влияние наркотиков на исцеление шаблоны и скорость.
Роговицы был широко используется для заживления ран исследований. Однако многие исследования опирались на других моделях травмы. Устоявшиеся модели повреждение роговицы является щелочной ожога, который производится путем применения гидроокиси натрия (NaOH) с или без фильтровальной бумаги на поверхности роговицы9. Щелочные воздействия результатов в больших и рассеянных травмы, которая затрагивает не только эпителия роговицы, но и конъюнктивы и стромы9,10. Было показано, что сильное щелочных растворов вызывают язвы роговицы, помутнение и неоваскуляризации9. Воспалительные клетки вторгнуться стромы обычно в течение 6 ч и остаются там до 24 h11. Таким образом щелочные травмы является целесообразным методом в исследованиях, связанных с стромальные активации. Другой тип химической травмы может быть нанесен, применяя диметилсульфоксида (ДМСО) на роговице9,10. Другие часто используемые травмы модели включают инцизионная раны, которые проникают через стромы и кератэктомия раны, которые ограничены к верхней части стромы14,15. Эти методы полезны также ответить на вопросы относительно стромальных заживление ран. Различные травмы модели имеют свои преимущества и недостатки. Ссадина или хирургическая, эпителия роговицы был впервые разработан с использованием притупилась скальпели или лопастей ex vivo роговицы16. Этот метод был позднее используется в естественных условиях на мыши, крысы и кролик17,18,19,20,21,22. Используя глазной Бёрр (рис. 1), мы удаляем только выбранной области эпителия, затрагивая остальной эпителия. Таким образом, это возможно для более точного эпителиальных удаления в различные части роговицы. Кроме того можно оценить размер износа с окрашивание флюоресцеином. Кроме того здесь мы следуем истиранию закрытия во время периода заживления.
Этот метод создает ряд преимуществ, i) включая точное местоположение сайта истиранию, который не возможен с химической травмы, ii истирания быстро выполнять, и iii) это неинвазивные. Здесь мы описываем метод, с помощью беспородных ВММНИИ мыши как модель, однако это может применяться широкий спектр генетической модели мыши, а также крыс и кроликов, которые являются общей модели, используемые для изучения антропогенного роговицы.
Все эксперименты утверждаются Советом Национального животных эксперимент.
1. Подготовка
2. роговицы ссадины
Предупреждение: Используйте защитная одежда (перчатки, лабораторный халат) при обработке мышей. Вес мыши, чтобы оценить объем лекарств для администрирования.
3. изображений к истиранию
4. проснувшись после роговицы ссадины
5. изображения во время заживления ран
6. роговица коллекции и встраивание парафина
7. парафиновых срезах роговицы
Этот протокол описывает модель причинять ущерб истиранию к мыши роговицы и предлагает как следовать и визуализировать процесс заживления после истирания. Недавно мы использовали этот метод для изучения роли эпителия роговицы прогениторных клеток во время заживления6. Использование установленных инструментов является ключом к успешной истиранию эксперимент. Мы и другие, использовали Algerbrush II глазной Бёрр (рис. 1) для выполнения ссадины6,7,24. Этот инструмент имеет притупилась Берр наконечник 0,5 мм размер кисти вместо дрели или ножницы эпителия роговицы прочь. Таким образом этот инструмент является рекомендуемым выбором для стирания травмы на роговице.
Центральной частью этой модели является, что желаемого интервалы могут быть легко визуализированы пострадавшего региона. В рисунке 3Aмы представляем использование флуоресцеин, пятнать в сочетании с Кобальт синий источник света (рис. 1) для отображения на сайте истиранию. В этом эксперименте мы провели большой раной в центре роговицы и покинул периферийных нетронутой роговицы (Рисунок 3А). Кроме того мы скрепляемые только левый глаз каждой мыши и правой, двусторонние следит как элемент скрепляемые. Образцы двусторонних глаз остается отрицательным для флуоресцеин сигнал, который свидетельствует о том, что они не проходят любые потери клеток во время эксперимента и таким образом функционировать, а также контрольных образцов. Однако зеленый сигнал в границах глаза отображаются флуоресцеин решение, которое накапливается в стыке между глаз и век. Истиранию был крупнейшим в 0 ч, сразу же после травмы (рис. 3A). Это было заметно меньше после 18 ч. и в этом случае, расположенная вблизи верхней границы глаза. Однако эпителий закрывает подвергаются региона с равной скоростью со всех сторон истиранию. В частности на 72 ч после ранения, зеленый сигнал не был виден. Это означает, что эпителия роговицы был полностью заново грануломах 72 ч после истирания.
С помощью этого метода мы нацелены на упором истиранию только на эпителии роговицы, так что более глубокие слои роговицы остались нетронутыми. Удаление эпителия роговицы было очевидно из Гистологические срезы на рисунке 3B. В 0 ч край истиранию показано как узкие, бесклеточной выступ непрерывный от регулярно, 4-5 клеток слои толщиной эпителия роговицы. Лимба, периферийных пограничных эпителия роговицы, представляет пример региона, который не пострадал от износа во время всей экспериментальной timeline (72 ч.). Кроме того Гистологические срезы указал, что глубокие слои роговицы, стромы и эндотелия, не пострадали от глазной заусенцев. Эти две ткани появились аналогичные в образцах прошлифовать и двусторонние глаз. В 18 ч после травмы процесс заживления активен и эпителизация продолжается. Это было предложено на внешний вид передней кромки. Передний край содержит только 1-2 слоя эпителиальных клеток и охватывает подвергаются региона до повторного стратификации может произойти25. С учетом результатов на рисунке 3Aповерхность был полностью повторно грануломах, 72 h, когда перенос фронтов были охвачены рану и снова присутствовали все эпителиального слоя. Гистологические срезы из двусторонних глаза подтвердил, что глаза элемента управления остается неизменным в течение периода наблюдения (рис. 3A).
И наконец мы предоставляем доказательства того, что модель истиранию ограничивается эпителия роговицы и не ссылаться стромальные ответ на травмы, такие как неоваскуляризации. Рисунок 4 показывает мышиных роговицы в 18 ч после истирания. На основании макроскопической вид, этот момент не показало стромальные ответ, показывая тем самым, что наш протокол не нарушить глубокие слои роговицы. В сравнении щелочной травмы с 0,75 моль/Л NaOH немедленно индуцированной неоваскуляризации в стромы. Учитывая быстрое неоваскуляризация в щелочной травмы, время точки в нашем методе предоставляют доказательства исключает возможность реагирования в стромы.
Рисунок 1: основные инструменты для эпителия роговицы ссадины. Слева — вибрирующие глазной заусенцев. Кобальт синий свет перо в право используется для приведения флуоресцеин пятна видны. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2: Imaging роговицы ссадины. (A) инструменты для визуализации регулируемый камеры руку с зажимом (слева), Зеркальные камеры (в центре) и настольная лампа с гибкие руки и зажим (справа). Кобальт синий светлый пера привязан к купол лампа с двумя стяжек. (B) общий вид изображений установки; Расстояние от каждого инструмента вложения помечен в изображении в см. Обоих зажимов 6 см от калильная пластина и мыши помещается 10 см от края плиты тепло. (C) пристальный взгляд на абразивную стойкость изображений с предлагаемой расстояния и позиции мыши глаз см. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3: обнаружение и локализация роговицы ссадины. (A) мыши глаза на 0, 18 и 72 ч после истирания. Флуоресцеин сигнала знаменует прошлифовать региона в ярко-зеленый, тогда как все другие регионы в эпителии остаются темные. Двусторонние глаза служат элементы управления. Пунктирная линия отмечает границы раны и белое пятно в каждый глаз является отражением от камеры. (B) гистологически секционного и гематоксилином и эозином витражи образцы мышь глаз на 0, 18 и 72 ч после истирания. Лимба является границы, которая окружает эпителия роговицы, со всех сторон. Астерикс знаменует край истиранию. Шкалы бар-100 мкм. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4: роговицы ссадины не активировать ответ стромы. Щелочные воздействия с 0,75 моль/Л NaOH, следуют ирригационные с 0,9% NaCl производит неоваскуляризации роговицы (глаз, собранные сразу после лечения). Истиранию с глазной Берр показывает нет неоваскуляризации даже после того, как 18 ч истиранию сайт отмечен пунктирной линией. Масштаб бар 1 mm. пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Ранение методы являются популярные инструменты для изучения различных аспектов роговицы гомеостаза и патологий. Истиранию модель предлагает хорошо контролируемых метод для решения соответствующих проблем в офтальмологии. Однако некоторые критические точки в протоколе, следует подчеркнуть. В частности детали, говорится о ветеринарной медицины, рана исцеления сроки и результаты оптимизированы для использования с беспородных ВММНИИ и МГП запасов, но может варьироваться среди штаммов мышей26. Этот протокол экспериментальных животных останется с наркотизированных приблизительно 20 минут. Это дает окно короткий, но достаточно времени для выполнения к истиранию. Однако при использовании глазных Берр, истиранию, сам это очень быстрая операция и должна быть возможность выполнять в этот период времени.
Простой и доступный визуализация является одним из главных преимуществ модели истиранию. В сочетании с методами молекулярной биологии, это открывает возможности для изучения эпителиальных клеток в деталях. Прошлифовать роговицы может быть обработан для гистологического или иммунологических окрашивание и белки и нуклеиновые кислоты могут быть собраны и дальнейшего изучения. Pajoohesh-Ганджи et al. показал что ген выражение шаблоны в изменении роговицы эпителиальных клеток после роговицы оскорбление с притупилась клинка27. Для обеспечения контролируемого выборки, мы рекомендуем изображения ссадины будут приняты сразу же после операции и коллекции образцов следуйте точно запланированные сроки.
Этот протокол имеет использует помимо экспертизы эпителизации роговицы. Например износу роговицы лимба, ниши стволовых клеток роговицы, может использоваться для изучения динамики стволовых клеток7. Мы показали, что регион не скрепляемые эпителия оставалась нормальной во время процесса заживления, однако некоторые авторы утверждают, что базальной мембраны и базовые стромы кератиноцитах страдают от окуляра burr24,28. Удаление базальной мембраны могут быть оценены с конкретными базальной мембраны пятнать. Кроме того неоднократные ссадины на длительный временной шкале могут выявить интересные закономерности исцеления. В этом протоколе мы не наблюдали архитектура эпителия над долгосрочной Чейз. Оба притупляется скальпель и травмы глазной Берр показали увеличение случаев к эрозии роговицы после одного до нескольких недель после травмы24,29,30. Это следует иметь в виду при использовании модели истиранию для долгосрочных исследований. Однако, исследования, посвященные эрозии роговицы может быть полезен этот протокол.
Другие ранения модели описаны в длину Stepp et al. в отзыв5. Вместе этот протокол и существующие подходы обеспечивают гибких вариантов для изучения фундаментальных биологических вопросов, а также практических клинических проблем.
Авторы не имеют ничего сообщать.
Мы хотели бы поблагодарить Кайса Ikkala за ее неоценимую техническую помощь и проницательный помощь при актуализации этого метода, а также позднее в ходе осуществления на наши вопросы, Центральный научно-исследовательский. Мы хотели бы также поблагодарить за ее помощь в планировании руководящими принципами работы ветеринарных лабораторных животных центр и Анны Меллер.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
NMRI mouse | Envigo | 275 | |
0.9% NaCl | use sterile | ||
Medetomidine | Vetmedic | Vnr087896 | Market name: Cepetor Vet |
Ketamine | Intervet | Vnr511485 | Market name: Ketaminol Vet |
Buprenorfin | Invidior | 3015248 | Market name: Temgesic |
Atipamezol | Orion Pharma | Vnr471953 | Market name: Antisedan Vet |
Carprofen | Norbrook | Vnr027579 | Market name: Norocarp Vet |
1% fucidin acid eye ointment | Dechra | Vnr080899 | Market name: Isathal |
Fluorescein salt | Sigma-Aldrich | F6377 | |
Phosphate-buffered saline solution | PBS | ||
Algerbrush ii ocular burr (0.5 mm tip) | Algerbrush | 6.39768E+11 | |
Cobalt Blue pen light | SP Services | DE/003 | |
Hot plate | Kunz Instruments | 2007-0217 | |
Digital SLR camera | Nikon | D80 | |
Adjustable camera arm and clamp | Neewer | 10086132 | Height 28 cm |
Table lamp with a flexible arm and a clamp | Prisma | ||
Soft wipe | KimtechScience | 7552 | |
CO2 chamber | |||
Dissection toolset | Fine Science Tools | ||
Syringes | Beckton Dickinson | 303172 | |
26G needles | Beckton Dickinson | 303800 | |
2 mL Eppendorf tube | Sarstedt | 689 | |
Tissue casette | Sakura Finetech | 4118F | |
Tissue processing machine ASP200S | Leica | ||
Xylene | VWR | UN1307 | |
Paraffin wax | Millipore | K95523361 | |
Tissue embedding mold 32 x 25 x 6 mm | Sakura Finetech | 4123 | |
Microtome | Microm | HM355 | |
Water bath for sectioning | Orthex | 60591 | |
Water bath for sectioning | Leica | HI1210 | |
Microtome blade | Feather | S35 | |
Glass slide | Th.Geyer GmbH & Co. | 7,695,019 | |
Ultrapure water | Millipore | MPGP04001 | MilliQ |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | 158127 | PFA |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены