Albino Rat
Bei adulten Albino-Ratten (Ortín-Martínez et al., 2015; Salinas-Navarro et al., 2010; Schnebelen et al., 2009; Valiente-Soriano et al., 2015b) sowie bei adulten Albino- (Cuenca et al., 2010; Salinas-Navarro et al, 2009c) und pigmentierten (Valiente-Soriano et al., 2015a) Mäusen führte OHT innerhalb der ersten zwei Wochen zum Verlust von etwa 80 % der RGC-Population, die in den linken (gelaserten) Netzhäuten mit den retrograden Tracern FG oder OHSt identifiziert wurden, die eine Woche vor der Verarbeitung der Tiere auf beide SCi aufgetragen wurden. Diese Netzhäute wiesen Bereiche auf, die fast keine retrograd markierten RGCs enthielten und die Form von tortenförmigen Sektoren hatten, deren Basis an der Netzhautperipherie und deren Spitze am Sehnervenkopf lag; diese Bereiche waren häufiger in den dorsalen Netzhäuten und variierten in der Größe von einem kleinen Sektor bis zu einem oder mehreren Netzhautquadranten. Im Gegensatz dazu zeigten die rechten (nicht gelaserten Kontrollnetzhäute) eine normale Verteilung von RGCs (retrograd markiert oder immungefärbt mit Brn3a) mit höchsten Dichten im Sehstreifen, entlang der nasotemporalen Achse in der dorsalen Netzhaut, mit einem Höhepunkt im superotemporalen Quadranten, wie zuvor beschrieben (Nadal-Nicolás et al., 2009, 2012, 2014, 2015; Ortín-Martínez et al., 2010, 2014; Salinas-Navarro et al., 2009a,b). Die Erstellung von Isodichtenkarten ermöglichte eine detaillierte Untersuchung der topologischen Verteilung der überlebenden RGCs in diesen OHT-Netzhäuten (Abb. 2-4, 6 und 8). Wir fanden eine Variabilität im Schweregrad der Netzhautschädigung, was mit früheren Berichten aus diesem (Vidal-Sanz et al., 2012) und anderen Labors (Fu und Sretavan, 2010; Levkovitch-Verbin et al., 2002) übereinstimmt. Darüber hinaus wurde auch in einem vererbten pigmentierten Mausmodell für experimentelles Glaukom, den DBA/2J-Mäusen, eine Variabilität des Degenerationsgrades festgestellt (Filippopoulos et al., 2006; Howell et al., 2007; Jakobs et al., 2005; Pérez de Lara et al., 2014; Schlamp et al., 2006; Soto et al., 2008). Zusätzlich zu diesem sektoralen Verlust zeigten die Isodensity-Karten auch einen diffusen Verlust, sogar innerhalb der Netzhautbereiche mit überlebenden RGCs. Das Ausmaß der retinalen Degeneration basierte auf der Quantifizierung von RGCs, die mit retrograden Tracern markiert waren, die 1 Woche vor der Verarbeitung der Tiere in den SCi appliziert wurden. Bei der Identifizierung der überlebenden RGC-Population mit Dextran-Tetramethylrhodamin (DTMR), einem Tracer, der bei Applikation auf den Augenstumpf des orbital durchtrennten ON passiv zu den Zellsomata diffundiert, oder mit Brn3a-Immunfärbung gab es eine deutliche Diskrepanz zwischen der Anzahl der markierten RGCs und der Anzahl der DTMR+RGCs oder Brn3a+RGCs in denselben Netzhäuten. Die Anzahl der Brn3a+RGCs war in frühen Zeiträumen nach der LP signifikant größer als die der nachverfolgten RGCs, aber nicht in überlebenden Intervallen von 5 Wochen oder mehr, was darauf hindeutet, dass in frühen Zeiträumen nach der OHT eine große Population überlebender RGCs ihren aktiven retrograden axonalen Transport verloren hatte (Agudo-Barriuso et al., 2013a; Vidal-Sanz et al., 2012); eine solche Veränderung wurde bereits bei anderen Arten von Netzhaut- oder ON-Verletzungen beobachtet (Lafuente López-Herrera et al., 2002; McKerracher et al., 1990). Allerdings nahm die Zahl der Brn3a+RGCs zwischen 1 und 5 Wochen nach LP signifikant ab, was darauf hindeutet, dass der RGC-Verlust zwischen 1 und 5 Wochen nach LP progressiv war.
Abbildung 2. Okuläre Hypertension induziert den Verlust von orthotopen und verlagerten retinalen Ganglienzellen. Karten von drei repräsentativen Netzhäuten (eine pro Zeile), die die Verteilung von retrograd verfolgten orthotopen (oRGCs) (A, C, E) und verdrängten (dRGCs) (A′, C′, E′) sowie von Brn3a+oRGCs (B, D, F) oder Brn3a+dRGCs (B′, D′, F′) in einer naiven Ratte (erste Reihe) oder in experimentellen Ratten (zweite und dritte Reihe) 3 Wochen nach Laserphotokauterisation der limbaren und episkleralen Gefäße zur Induktion einer okulären Hypertension. Die Karten der Isodichte (C-F) und ihrer entsprechenden Nachbarn (C′-F′) zeigen einen parallelen topologischen Verlust zwischen oRGCs und dRGCs (FG-gezeichnet und Brn3a+), was mit einer axonalen Kompression auf der Ebene des Sehnervenkopfes vereinbar ist. Am unteren Rand jeder Karte ist die Anzahl der dargestellten RGCs oder dRGCs angegeben. Farbskala (unterschiedliche Grautöne in der Druckversion) für Isodensity-Karten in (B) unten rechts, für Nachbarschaftskarten in (A′). RE, rechtes Auge; LE, linkes Auge; D, dorsal; V, ventral; N, nasal; T, temporal. Maßstabsbalken in (A) = 1 mm.
Abbildung 3. Der Verlust nach OHT ist selektiv für RGCs in der GCL. Isodichtekarten einer repräsentativen Versuchsnetzhaut 15 Tage nach Laserphotokauterisation der perilimbaren und episkleralen Venen, immunreagiert für Brn3a (A) und gefärbt mit DAPI in der Ganglienzellschicht (B). Die Brn3a-Isoditätskarte zeigt einen typischen tortenförmigen Netzhautsektor ohne RGCs in einer experimentellen Netzhaut 15 Tage nach LP-induzierter OHT. Dieselbe Retina zeigt eine große Anzahl von DAPI-gefärbten Kernen in den Bereichen, in denen Brn3a+RGCs fehlen, wie in der DAPI-Isoditätenkarte (B) dargestellt. Unten auf jeder Karte: Anzahl der gezählten Zellen in dieser Retina. Die Farbskala der Dichte (unterschiedliche Grautöne in der Druckversion) in A und B unten rechts reicht von 0 (violett (schwarz in der Druckversion)) bis ≥ 3500 RGCs/mm2 bzw. ≥ 5000 DAPI+Nuklei (rot (grau in der Druckversion)). (C-E) Hochauflösende Mikroaufnahmen aus dem Inset in A, B zeigen Brn3+RGCs (C), Calretinin+Neuronen (D) und DAPI+Kerne (E), um zu verdeutlichen, dass in den Netzhautsektoren mit verminderter Anzahl von Brn3a+RGCs eine große Anzahl von DAPI+Kernen (E) vorhanden ist, von denen viele verdrängte amakrine Zellen (Calretinin+Neuronen, D) im GCL sind. LE, linkes Auge; D, dorsal; V, ventral; N, nasal; T, temporal. Maßstabsbalken für (A) und (B) = 1 mm. Skalenbalken für (C-D) = 50 μm.
Abbildung 4. Normales Aussehen der retinalen Gefäße in okulären hypertensiven Netzhäuten. (A, A′) Naive Retina, retrograd markiert mit Fluorogold (FG), das 1 Woche vor der Verarbeitung des Tieres auf beide Colliculi superiores appliziert wurde, und die entsprechende Isodensitätskarte. (B) Die mit RECA1-Antikörpern immungefärbten Netzhautgefäße in einer Schwarz-Weiß-Ganzkörper-Rekonstruktion der Netzhaut. (C, D) Details der Netzhaut (A) aus dem dorsotemporalen (C) und inferotemporalen (D) Quadranten mit FG+RGCs (weiß), Brn3a+RGCs (rot (schwarz in der Druckversion)) und RECA1+Gefäßen (grün (grau in der Druckversion)). In der naiven Netzhaut ist ein kompetenter retrograder axonaler Transport (RAT) vorhanden und die immungefärbten Netzhautgefäße erscheinen normal. Zwei Wochen nach der Laserphotokauterisation der perilimbalen und episkleralen Gefäße zeigt eine okuläre hypertensive Netzhaut einen typischen Verlust des RAT in der dorsalen Netzhaut entlang eines großen Sektors, der sich von 8 bis 5 Uhr erstreckt (E-E′). Die retinalen Gefäße, in der Schwarz-Weiß-Darstellung (F), erscheinen normal und morphologisch ähnlich wie bei der naiven Kontrollnetzhaut. Sie sind auch in der Vergrößerung aus einem Bereich ohne RAT (G) oder mit RAT (H) zu sehen. D, dorsal; V, ventral; T, temporal; N, nasal.