在成年小鼠股骨和胫骨的纵向检查的骨质流失,脊髓损伤后使用连续低剂量X射线扫描。整个研究过程中胫骨损耗检测,直到检测到伤后40天,而在股骨的骨损失。
脊髓损伤(SCI)是由骨质疏松症常伴有骨盆和下肢sublesional地区,导致更高的频率的骨折1。由于这些骨折常发生在已经失去了正常的感觉功能的地区,患者的骨折依赖病症的风险更大,包括死亡。 SCI依赖的损失都骨密度(BMD,克/ 厘米 2)和骨矿含量(BMC,克)已被归因于废用机械 2,异常神经信号 3,荷尔蒙的变化 4 。脊髓损伤引起的骨质疏松症的啮齿类动物模型的使用可以提供宝贵以下脊髓损伤有关骨质疏松症的发展的内在机制,以及为新疗法的 5-7(8审查)代的测试环境。 SCI小鼠模型的极大兴趣,因为他们允许还原机制BA通过使用空和转基因小鼠的SED评估。虽然这种模式提供了重要数据,仍然是需要微创,可靠,重现性好,可量化的方法,在确定以下脊髓损伤的骨质流失的程度,特别是随着时间的推移,在相同的实验动物队列,提高诊断,治疗方法,和/或脊髓损伤引起的骨质疏松症的预防的。
在啮齿类动物的骨骼密度测量的理想方法,将允许多个连续(随着时间的推移)的风险,以低层次的X射线辐射。这项研究描述了一个新的整体动物IVIS Lumina的XR(卡尺仪器),可用于提供低能量(1-3 milligray(MGY))高清晰度,高倍率的X射线图像扫描仪,使用随着时间的推移以下脊髓损伤的小鼠后肢骨骼。看到明显的骨质密度的损失后脊髓横断10天没有受伤,年龄匹配的对照相比,在小鼠的胫骨(天真)小鼠(下降了13%,P <0.0005)。在股骨远端骨质密度的损失 – SCI后第10天检测,而直到伤后40天(下降7%,P <0.05)检测的密度在股骨近端的损失。 SCI依赖小鼠股骨密度的损失验尸报告证实,通过使用双能X射线骨密度仪(DXA),目前的“金标准”的骨质密度测量。在40天使用IVIS Lumina的XR – SCI公司后我们发现在小鼠股骨的BMC 12%的损失。这绝不逊色于以前报告的BMC的损失为13.5%,皮卡尔和他的同事用鼠标股骨验尸报告后30天- SCI 9 DXA测量分析。我们的研究结果表明,IVIS Lumina的XR提供了一种新颖,high-resolution/high-magnification鼠标在执行长期的纵向测量,后肢骨密度以下脊髓损伤的方法。
这项研究提出了一种新的非侵入性方法,评估范围内个人骨骼密度变化(胫骨和股骨)的纵向,在小鼠的单个队列,用卡尺IVIS Lumina的XR成像系统。 SCI的生产年龄相匹配的,没有受伤,对照组小鼠相比,超过40天的实验期间内spinally横断小鼠的单个队列研究时,在股骨和胫骨的骨质密度减少。股骨我们的研究结果证实,验尸,通过DXA的使用,表明卡钳仪器IVIS Lumina的XR的应用程序可以作为一个敏感的测量工具,用来评估SCI的长期和渐进的的影响骨质流失。
使用这个系统的调查的一个潜在好处是纵向遵循以下脊髓损伤的动物后肢骨骼病理变化发展的能力。一个单一的队列长的时间周期,以评估的能力提供了ST荣的优势,以研究者的条款:1)与动物购买和长期护理相关费用。取而代之的是研究需要大量的动物,需要在特定时间点牺牲,以评估时间依赖性变化,可以遵循这些病理结果在相同的队列超过同一时期,2)变异:除了受伤科目的单一队列内产生的结果比较与对照组群,可以评估和整个研究的程度相同的动物;再次降低内动物的变异以及需要较大的时间点之间比较,同伙的实验对象。
虽然Caliper的IVIS Lumina的XR我们提供关于脊髓损伤引起的骨质疏松症的发展具有重要的纵向信息,也有限制,应考虑:1),而这个平台,使我们能够生成高分辨率X射线DAT在以下脊髓损伤的小鼠后肢骨骼,其效用可能是有限的小型啮齿动物,如小鼠。内卢米纳XR允许的最大主体高度为2.8厘米。该高度以上的任何事情都不能成功使用的卢米纳XR组件X射线成像。在我们手中,这已经排除了我们的能力,研究老鼠在200-250克的重量。虽然它可能会根据这个重量范围或其他啮齿类动物如仓鼠或沙鼠的形象大鼠,这将需要额外的测试由PI。 2)联合的方向。这是至关重要的,调查人员精心安排,使成像会议的成功之间的比较轻松重现方向四肢。肢体位置的标准化将使研究者生成和应用标准化的投资回报率,可以保存和跨学科和时间应用。
整体而言,我们相信,IVIS Lumina的XR提供了一个极好的平台与模型在小鼠SCI依赖骨质疏松症的发展。骨质流失的纵向学习能力,在相同的鼠标队列将允许我们:1)更好地了解骨质流失和除盐的时间性质,脊髓损伤后,2)确定这些变化是否稳定随着时间的推移,3)探索,可用性转基因和空的鼠标线,学习能力,基本这些病理变化,在还原的方式,和4)的分子机制,很可能是最重要的优势,开始测试设计新颖的干预措施,以防止骨质疏松症在早期阶段的发展的伤害,或扭转这种变化一旦骨质疏松症已经开发。最后,Lumina的XR的,除了提供优良的X射线成像的潜力,也可以用来研究在动物活体发光和荧光信号。人们可以很容易地想象,结合本系统内提供的其他方式,来看待一个MULtitude因素决定骨动力学机制SCI或任何其他疾病的过程中,骨质疏松症的结果。
The authors have nothing to disclose.
我们要感谢团连接和Gillson Longenbaugh基金会为这个项目提供资金。我们还要感谢她的关键意见凯瑟琳刘汉铨博士和她DXA的设备使用。最后,我们想在DXA的股骨骨分析,结合生物学和药理学部,织小野博士,感谢她的建议。
Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
---|---|---|---|
Beuthanasia | Butler Schein Animal Health |
001848 | |
Ketathesia (Ketamine Hydrochloride) |
Butler Schein Animal Health |
023061 | |
Xylazine | Butler Schein Animal Health |
037849 | |
Bupivicaine | Butler Schein Animal Health |
021801 | |
Gelfoam; 7MM | Fisher Scientific | NC0085178 | To promote hemostasis during surgery |
IVIS Lumina XR | Caliper Life Sciences | 135400 | |
ZFOV, 2.5 cm field of view lens |
Caliper Life Sciences | 127285 | Absolutely necessary to generate high magnification X-ray images of bone structure |
QDR Bone Densitometer |
Hologic | Model used no longer in production |