בדיקת האורך של איבוד מסת העצם של עצמות הירך לבין tibiae של עכברים בוגרים בוצעה בעקבות פגיעה בחוט השדרה באמצעות רציפים במינון נמוך רנטגן סורק. אובדן העצם Tibia זוהה לאורך כל תקופת המחקר, תוך איבוד מסת העצם בעצם הירך לא זוהה עד 40 ימים שלאחר הפציעה.
פגיעה בחוט השדרה (SCI) מלווה לעתים קרובות באזורים sublesional של האגן ואת הגפיים התחתונות על ידי אוסטאופורוזיס, המוביל תדירות גבוהה יותר של שברים 1. כמו שברים אלה לעיתים קרובות מופיעות באזורים שאיבדו את התפקוד החושי הרגיל, החולה נמצא בסיכון גדול יותר של פתולוגיות שבר תלויי, כולל מוות. SCI תלויי אובדן צפיפות העצם הן (BMD, גרם / ס"מ 2) ו המינרלים בעצמות תוכן (BMC, גרם) יוחסה חוסר שימוש מכני 2, 3 סוטה איתות עצבי ושינויים הורמונליים 4. השימוש במודלים של מכרסמים אוסטאופורוזיס SCI-Induced יכולים לספק מידע רב ערך לגבי המנגנונים שבבסיס התפתחות אוסטאופורוזיס הבאים SCI כמו גם סביבת בדיקה עבור הדור של טיפולים חדשים 5-7 (ו הנסקרת ב 8). מודלים עכבר של SCI הם עניין רב כפי שהם היתר הגישה הרדוקציוניסטית אל ba-מנגנוןsed הערכה באמצעות העכברים הטרנסגניים בטלה. בעוד מודלים כגון סיפקו נתונים חשובים, עדיין יש צורך, שיטות מינימלית פולשנית ואמינה, לשחזור, וכמותיים בקביעת מידת איבוד מסת העצם הבא SCI, במיוחד לאורך זמן בתוך קבוצה זהה של חיות הניסוי, כדי לשפר את האבחון , שיטות טיפול, ו / או מניעת אוסטאופורוזיס SCI-Induced.
שיטה אידיאלי למדידת צפיפות העצם אצל מכרסמים תאפשר חשיפות מרובות, רציפים (לאורך זמן) אל רמות נמוכות של קרינת רנטגן. מחקר זה מתאר את השימוש בסורק שלמה חיה חדשה, IVIS לומינה XR (Caliper מכשירים), שניתן להשתמש בהם כדי לספק אנרגיה נמוכה (1-3 milligray (mGy)) ברזולוציה גבוהה, בהגדלה גבוהה רנטגן תמונות של עצמות הגפיים האחוריות בעכבר לאורך זמן לאחר SCI. אובדן משמעותי בצפיפות העצם נצפתה tibiae של עכברים על ידי 10 ימים לאחר חיתוך רוחב השדרה בהשוואה מלאה וללא כל פגע גיל בהתאמה, (נאיבי) עכברים (13% ירידה, p <0.0005). אובדן צפיפות העצם בעצם הירך הדיסטלית גם לזיהוי על ידי 10 יום שלאחר SCI, בעוד הפסד של צפיפות עצם הירך הפרוקסימלית, לא היה ניתן לגילוי עד 40 ימים שלאחר פציעה (ירידה של 7%, p <0.05). SCI תלויי אובדן צפיפות עצם הירך עכבר אושרה שלאחר המוות באמצעות Dual-X-ray אנרגיה (DXA) absorptiometry, את "תקן הזהב" הנוכחי עבור מדידות צפיפות העצם. אנו מזהים אובדן 12% BMC את עצמות הירך של עכברים ב 40 יום שלאחר SCI באמצעות IVIS לומינה XR. זאת, לעומת לטובה עם הפסד BMC שדווח בעבר של 13.5% על ידי פיקארד וחבריו שנהגו ניתוח DXA על העכבר עצמות הירך שלאחר המוות 30 הימים שלאחר SCI 9. התוצאות שלנו מראים כי IVIS לומינה XR מספק רומן, שיטה high-resolution/high-magnification לביצוע לטווח ארוך, מידות האורך של איבר האחוריות צפיפות העצם עכבר הבאה SCI.
מחקר זה מציג רומן, פולשני שיטה להערכת שינויים בצפיפות בתוך עצמות אדם (tibiae ואת עצמות הירך) longitudinally, בתוך קבוצה אחת של עכברים, באמצעות IVIS Caliper לומינה XR מערכת הדמיה. SCI המיוצר ירידה בצפיפות העצם בשתי עצמות הירך לבין tibiae כאשר חקרו בתוך קבוצה אחת של spinally-transected העכברים לאורך תקופה assay 40 יום לעומת גיל בהתאמה, וללא כל פגע עכברים שליטה. התוצאות שלנו ב הירך אושרו, שלאחר המוות, באמצעות DXA, טוען כי הבקשה של מכשירים Caliper IVIS לומינה XR יכול לשמש ככלי מדידה רגיש כדי להעריך את ההשפעות לטווח ארוך ומתקדמת של SCI על איבוד מסת העצם .
אחד היתרונות הפוטנציאליים החוקרים באמצעות מערכת זו היא היכולת longitudinally לעקוב אחר התפתחות של שינויים פתולוגיים בעצמות הגפיים האחוריות של בעלי החיים לאחר SCI. היכולת להעריך קבוצה אחת על פני תקופות זמן מספק רחוביתרונות rong לחוקר במונחים של: 1) העלויות הכרוכות ברכישת חיות סיעודי. במקום מחקר הדורשים מספר רב של בעלי חיים כי צריך להקריב בנקודות זמן ספציפיות על מנת להעריך שינויים תלויי זמן, תוצאות אלו פתולוגי ניתן בעקבות בתוך קבוצה זאת על פני תקופה כי באותו זמן, 2) שונות: בנוסף השוואה עם קבוצות בקרה, תוצאות שנוצר בתוך הדור יחיד של נושאים נפצעו ניתן להעריך ולהשוות בין נקודות זמן החיות אותו לאורך כל היקף המחקר, שוב, הפחתת שתי השתנות פנים בעלי חיים, כמו גם את הצורך גדול קבוצות של נושאים ניסיוני.
בעוד IVIS Caliper לומינה XR סיפקו לנו מידע חשוב האורך לגבי התפתחות אוסטאופורוזיס SCI-Induced, קיימות מגבלות שיש לשקול: 1) בעוד פלטפורמה זו אפשרה לנו ליצור ברזולוציה גבוהה רנטגן datבעצמות הגפיים האחוריות של עכברים לאחר SCI, השירות שלה עשוי להיות מוגבל מכרסמים קטנים כגון עכברים. הגובה נושא המרבי המותר בתוך XR לומינה הוא 2.8 ס"מ. כל דבר מעל גובה שלא ניתן צילמו בהצלחה באמצעות רכיב ה-X של XR לומינה. בידיים שלנו, זה מנע את היכולת שלנו ללמוד חולדות במשקל 200-250 גרם. אמנם ייתכן שניתן חולדות תמונה תחת טווח זה משקל או מכרסמים אחרים, כגון אוגרים או גרבילים, זה יחייב בדיקות נוספות על ידי PI. 2) Joint אוריינטציה. זה קריטי, כי החוקר בקפידה לסדר את אברים באוריינטציה לשחזור בקלות שיאפשר השוואה מוצלחת בין הפגישות הדמיה. סטנדרטיזציה של מיקום האיבר יאפשר החוקר להפיק וליישם סטנדרטית של ROI כי ניתן לשמור ו מיושם על שני נושאים וזמן.
בסך הכל, אנו מאמינים כי IVIS לומינה XR מספק פלטפורמה מצוינת שבה המודלהתפתחות אוסטאופורוזיס SCI תלויי בעכברים. היכולת ללמוד איבוד מסת העצם longitudinally בתוך הדור עכבר זהה יאפשר לנו: 1) להבין טוב יותר את האופי הזמני של איבוד מסת העצם ואת איבוד מינרלים לאחר SCI, 2) לקבוע אם שינויים אלה לייצב לאורך זמן, 3) לחקור, עם הזמינות של שני קווי עכבר מהונדס null, את היכולת ללמוד את המנגנונים המולקולריים שבבסיס אלה שינויים פתולוגיים בצורה רדוקציוניסטית, ו 4) ייתכן מאוד את היתרון החשוב ביותר, מתחילים לבדוק התערבויות הרומן נועד גם למנוע התפתחות של אוסטאופורוזיס בשלבים המוקדמים הפציעה, או להפוך שינויים כאלה פעם אוסטאופורוזיס כבר פיתח. לבסוף, XR לומינה, בנוסף לספק פוטנציאל מעולה הדמיה רנטגן, יכול לשמש גם כדי ללמוד הן אותות bioluminescent ו ניאון בעלי חיים. אפשר בקלות לדמיין שילוב שיטות אחרות המוצעות בתוך המערכת הזאת להסתכל מולtitude של הגורמים הקובעים הדינמיקה עצם מכניסטי הבאים SCI או כל מחלה אחרת בתהליך המביא לאוסטיאופורוזיס.
The authors have nothing to disclose.
ברצוננו להודות גם חבר המשלחת וקרן Gillson-Longenbaugh למתן כספים עבור פרויקט זה. אנחנו רוצים גם להודות לד"ר קתרין אמברוז עצה קריטית שלה שימוש בציוד שלה DXA. לבסוף, ברצוננו להודות לד"ר קאורי אונו, החוג לביולוגיה אינטגרטיבית לפרמקולוגיה, לקבלת הצעות אותה בניתוח עצם DXA הירך.
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 |