Colocalization of outflow segmentation and pores along the inner wall of Schlemm's canal

doi:10.1016/j.exer.2014.11.008

.2015年1月：130:87-96。

doi:10.1016/j.exer.2014.11.008。 Epub 2014年11月13日。

Schlemm管内壁流出段和孔隙的彩色化

Sietse T Braakman公司¹, 托马斯·里德², 达伦·W·H·陈², C罗斯·埃塞尔^三, Darryl R Overby公司⁴

附属公司

¹英国伦敦帝国理工学院生物工程系。
²加拿大多伦多大学眼科和视觉科学系。
^三英国伦敦帝国理工学院生物工程系；美国佐治亚理工学院和埃默里大学库尔特生物医学工程系。
⁴英国伦敦帝国理工学院生物工程系。电子地址：d.overby@imperial.ac.uk。

PMID： 25450060
预防性维修识别码： PMC4305530型
内政部： 2016年10月10日/j.exer.2014.11.008

Schlemm管内壁流出段和孔隙的彩色化

Sietse T Braakman公司等。实验眼睛分辨率. 2015年1月.

.2015年1月：130:87-96。

doi:10.1016/j.xer.2014.11.008。 Epub 2014年11月13日。

作者

Sietse T Braakman公司¹, 托马斯·里德², 达伦·W·H·陈², C罗斯·埃塞尔^三, Darryl R Overby公司⁴

附属公司

¹英国伦敦帝国理工学院生物工程系。
²加拿大多伦多大学眼科和视觉科学系。
^三英国伦敦帝国理工学院生物工程系；美国佐治亚理工学院和埃默里大学库尔特生物医学工程系。
⁴英国伦敦帝国理工学院生物工程系。电子地址：邮箱：overby@imperial.ac.uk。

PMID： 25450060
预防性维修识别码： PMC4305530型
内政部： 2016年10月10日/j.exer.2014.11.008

摘要

所有通过常规流出途径流出的房水都必须穿过Schlemm管（SC）的内皮细胞，很可能是通过微米大小的跨内皮孔。SC孔沿内壁内皮不均匀分布，但尚不清楚孔的分布与房水流出液通过小梁网的不均匀或节段性分布之间的关系与流出量较低的JCT区域相比，局部流出量较高的区域应与内壁孔隙密度较大的区域一致。用荧光示踪剂纳米球在8mmHg下灌注三对非青光眼人类供体眼睛，以通过JCT修饰流出液分割的局部模式。对内壁进行CD31和/或波形蛋白染色，并使用共焦显微镜和扫描电子显微镜（SEM）进行面部成像。共聚焦和SEM图像在空间上进行了登记，以检查内壁孔隙密度和底层JCT中示踪强度之间的空间关系。对于每只眼睛，在4-7个感兴趣区域（ROI；每个区域50×150μm）测量示踪强度、孔密度（n）和孔径（D）（跨细胞“I”孔和细胞旁“B”孔）。协方差分析用于检查示踪强度和孔隙密度之间的关系，以及示踪强度与三个孔隙指标（nD、nD（2）和nD（3））之间的关系。这三个指标代表了由各种水动力学模型预测的流出通道的局部导水率。当考虑到总孔（p=0.044）和细胞旁B孔本身（p=0.016）时，JCT中的示踪强度与局部孔密度呈正相关，但跨细胞I孔本身则不相关（p=0.54）。当考虑总孔隙和B孔隙（p<0.0015和p<10（-4））时，三个水动力模型预测的局部水力传导率均与示踪强度呈显著正相关，但不考虑I孔隙（p>0.38）。这些数据表明，房水通过SC内壁内皮细胞中的微孔。相对于跨细胞I孔，细胞旁B孔似乎对跨内壁的内皮细胞过滤起着主要作用。如前文所述，青光眼SC细胞中的孔隙形成受损可能导致青光眼的流出道异质性增加、流出道阻塞和眼压升高。

关键词：内皮；人眼；内壁；椎旁组织；灌注；孔隙；施莱姆运河；细分。

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数字

图1
房水流出在小梁网（TM）周围宏观（几毫米量级）和微观长度尺度（几十微米量级）上是不均匀的或节段性的。A）切除虹膜、睫状体、视网膜和脉络膜后，人眼角巩膜楔块的内表面。TM被视为位于角巩膜交界处的一条密集的色素组织带。B）灌注荧光示踪剂颗粒后，人眼TM内表面的荧光显微照片。方向与面板A中显示的TM相似。宏观节段流出变化是指TM周长周围荧光强度的变化，包括活跃（箭头，信号更强，示踪剂积累更多）和不活跃（星号，信号较弱，示踪器积累更少）流出区。C）当观察穿过TM和SC（蓝线之间）的微观截面时，可以看到红色和绿色示踪粒子穿过TM，并通过优先路径进入SC（箭头）（虚线内，面板a-C是从Chang等人2014（Chang等人，2014）复制而来的，需要获得出版商的许可。

图2
激发本研究的假设示意图。通过小梁网（TM）的流出是不均匀的或分段的（蓝色弯曲箭头），因此TM的某些区域具有较高的局部流出量，因此相对于流出量低和示踪剂积累量低的区域，局部示踪剂累积量较高。我们假设，高局部示踪强度区域与Schlemm管（SC）内壁的高局部孔隙密度区域共存。

图3
概述了用于将共焦蒙太奇映射到概览扫描电子显微镜（SEM）蒙太奇上的图像配准算法，以便在示踪剂强度和内壁孔隙密度之间进行共定位分析。手动选择波形蛋白（左上）或CD31蒙太奇（未显示）内沿内壁观察到的常见地标（红点），并与SEM蒙太奇中的相同物理地标（左中）进行匹配。然后，映射算法计算了数学变换，当应用于vimentin（或CD31）蒙太奇时，该变换允许相应的地标以良好的精度重叠SEM蒙太奇（右上角）中的地标（参见图4）。然后将相同的数学变换应用于示踪剂蒙太奇（左下），提供共同注册的SEM-tracer叠加，用于示踪剂强度和孔隙密度（右下）之间的共定位分析。右侧面板中的白色曲线表示内壁的前后边界，由CD31标记确定（未显示）。

图4
基于转换后的CD31蒙太奇（绿色）的图像配准算法的质量，从眼睛649C覆盖到相应的扫描电子显微镜（SEM）概述蒙太奇上。标有1-2的白色方框在下部面板中以较高的放大倍数显示。绿色箭头表示联合配准良好的区域（<2μm），而红色箭头表示偏差较大的区域（通常<5μm）。内壁的宏观特征在很大程度上得以保留，并且CD31和SEM图像之间存在重叠。CD31图像用橙色虚线标记重合结构，SEM图像用白色虚线标记。

图5
归一化孔隙密度(n个*)绘制与归一化示踪剂强度的关系(*技术信息**)在近轴组织（JCT）中检测总孔、跨细胞I孔和细胞旁B孔。数据中的黑线表示n个*与技术信息*紫色虚线表示每次回归的95%置信区间。线性回归对总孔隙（p=0.054）和B孔隙（p=0.051）具有临界显著性，但对I孔隙（p=0.27）没有显著性。每个点代表来自6只眼睛的单个感兴趣区域（N=31）。有关规范化的详细信息，请参见方法。

图6
绘制的流体力学模型的归一化孔隙指标与归一化示踪强度(技术信息*)在近轴组织（JCT）中检测总孔、跨细胞I孔和细胞旁B孔。孔隙指标表示基于漏斗模型的流出通道的局部水力传导率(*nD公司**)孔隙度模型(*nD公司²**)和桑普森定律模型(*nD公司^三**)如方法中所述。数据中的黑线表示最佳线性回归，紫色虚线表示每个回归的95%置信区间。所有线性回归对总孔隙（p<0.027）和B孔（p<0.0037）具有统计学意义，但对I孔（p>0.10；见表3）没有统计学意义。每个点代表一个单独的感兴趣区域(N个=31）。有关规范化的详细信息，请参见方法。

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