blockade of pathological retinal ganglion cell hyperactivity improves optogenetically evoked light responses in rd1 mice

تثبيط فرط النشاط المرضي لخلايا العقدة الشبكية يحسّن الاستجابات الضوئية المستحثة بالبصريات الوراثية لدى فئران rd1

Clicks: 268
ID: 247073
2015
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #174 of 396 articles by views in macromolecular bioscience

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 396 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Retinitis pigmentosa (RP) is a progressive retinal dystrophy that causes visual impairment and eventual blindness. Retinal prostheses are the best currently available vision-restoring treatment for RP, but only restore crude vision. One possible contributing factor to the poor quality of vision achieved with prosthetic devices is the pathological retinal ganglion cell (RGC) hyperactivity that occurs in photoreceptor dystrophic disorders. Gap junction blockade with meclofenamic acid (MFA) was recently shown to diminish RGC hyperactivity and improve the signal-to-noise ratio (SNR) of RGC responses to light flashes and electrical stimulation in the rd10 mouse model of RP. We sought to extend these results to spatiotemporally patterned optogenetic stimulation in the faster-degenerating rd1 model and compare the effectiveness of a number of drugs known to disrupt rd1 hyperactivity.We crossed rd1 mice with a transgenic mouse line expressing the light-sensitive cation channel channelrhodopsin2 (ChR2) in RGCs, allowing them to be stimulated directly using high-intensity blue light. We used 60-channel ITO multielectrode arrays to record ChR2-mediated RGC responses from wholemount, ex-vivo retinas to full-field and patterned stimuli before and after application of MFA, 18-ß-glycyrrhetinic acid (18BGA, another gap junction blocker) or flupirtine (Flu, a Kv7 potassium channel opener). All three drugs decreased spontaneous RGC firing, but 18BGA and Flu also decreased the sensitivity of RGCs to optogenetic stimulation. Nevertheless, all three drugs improved the SNR of ChR2-mediated responses. MFA also made it easier to discern motion direction of a moving bar from RGC population responses.Our results support the hypothesis that reduction of pathological RGC spontaneous activity characteristic in retinal degenerative disorders may improve the quality of visual responses in retinal prostheses and they provide insights into how best to achieve this for optogenetic prostheses.
يُعد التهاب الشبكية الصباغي (RP) حثلاً شبكياً تدريجياً يتسبب في ضعف البصر والعمى في نهاية المطاف. وتُعد البدائل الشبكية الاصطناعية أفضل علاج متاح حالياً لاستعادة البصر في حالات التهاب الشبكية الصباغي، إلا أنها لا تستعيد سوى رؤية أولية. ومن العوامل المحتملة المساهمة في تدني جودة الرؤية المتحققة عبر هذه الأجهزة التعويضية فرطُ النشاط المَرَضي لخلايا العقدة الشبكية (RGC) الذي يحدث في اضطرابات حثل المستقبلات الضوئية. وقد تبيّن مؤخراً أن إحصار الموصلات الفجوية باستخدام حمض الميكلوفيناميك (MFA) يقلل من فرط نشاط خلايا العقدة الشبكية ويحسّن نسبة الإشارة إلى الضوضاء (SNR) لاستجاباتها للومضات الضوئية والتحفيز الكهربائي في نموذج الفئران rd10 لالتهاب الشبكية الصباغي. وسعينا إلى توسيع نطاق هذه النتائج لتشمل التحفيز الجيني الضوئي المنمّط زمانياً ومكانياً في نموذج rd1 الأسرع تنكساً، ومقارنة فعالية عدد من العقاقير المعروفة بتثبيط فرط النشاط في نموذج rd1. قمنا بتهجين فئران rd1 مع سلالة فئران معدلة وراثياً تعبّر عن قناة الكاتيونات الحساسة للضوء تشانيلرودوبسين-2 (ChR2) في خلايا العقدة الشبكية، مما يتيح تحفيزها مباشرة باستخدام ضوء أزرق عالي الكثافة. واستخدمنا مصفوفات أقطاب كهربائية دقيقة متعددة مصنوعة من أكسيد الإنديوم والقصدير (ITO) ذات 60 قناة لتسجيل استجابات خلايا العقدة الشبكية المتواسطة بـ ChR2 في شبكيات كاملة مستأصلة (خارج الجسم) لمؤثرات كاملة المجال ومؤثرات منمّطة، وذلك قبل وبعد تطبيق MFA، أو حمض 18-بيتا-غليسيريتينيك (18BGA، وهو حاجب آخر للموصلات الفجوية)، أو الفلوبيرتين (Flu، وهو فاتح لقنوات البوتاسيوم Kv7). أدت العقاقير الثلاثة جميعها إلى خفض معدل الإطلاق التلقائي لخلايا العقدة الشبكية، غير أن 18BGA وFlu خفضا أيضاً من حساسية خلايا العقدة الشبكية للتحفيز الجيني الضوئي. ومع ذلك، فقد حسّنت العقاقير الثلاثة بأكملها نسبة الإشارة إلى الض
Reference Key
barrett2015frontiersblockade Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors ;John Martin Barrett;Patrick eDegenaar;Evelyne eSernagor
Journal macromolecular bioscience
Year 2015
DOI
10.3389/fncel.2015.00330
URL
http://journal.frontiersin.org/Journal/10.3389/fncel.2015.00330/full
Keywords
optogenetics neuropsychiatry biological psychiatry flupirtineneurosciences

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.