والهدف من هذا البروتوكول هو إنشاء نموذج كسر ضغط الفقرات المتعلقة بهشاشة العظام التي يمكن تقييمها طوليا في فيفو استخدام ميكروكومبوتيد سيميوتوماتيد على أساس التصوير المقطعي كمي هيكلية تحليل الفئران عارية.
الكسور المتعلقة بهشاشة العظام ضغط العمود الفقري (أوفكفس) حاجة لم تلب سريرياً والمشتركة مع زيادة انتشار كسن سكان العالم. نماذج حيوانية أوفكف ضرورية لتطوير استراتيجيات هندسة الأنسجة متعدية الإكلينيكية. على الرغم من وجود عدد من نماذج حاليا، يصف هذا البروتوكول أسلوب أمثل لحمل عدة عيوب العمود الفقري استنساخه بدرجة عالية في الفئران عارية واحدة. ميكروكومبوتيد سيمياوتوماتيد طولية رواية التصوير المقطعي (µCT)-كما هو مفصل استناداً إلى التحليل الهيكلي الكمية من عيوب العمود الفقري. باختصار، تم تصويرها الفئران في نقاط متعددة وقت بعد العملية. المسح يوم 1 توجيه إلى موضع قياسية، ومعرف وحدة تخزين قياسية للفائدة. وسجلت µCT اللاحقة بالأشعة لكل الفئران تلقائياً للمسح يوم 1 حيث كان ثم تحليل نفس الحجم من الاهتمام تقييم لتكوين العظام الجديدة. هذا النهج متعدد الاستخدامات يمكن تكييفها مع مجموعة متنوعة من نماذج أخرى حيث يمكن أن تستفيد التحليل القائم على التصوير الطولي من محاذاة سيميوتوماتيد 3D دقيقة. أخذت معا، يصف هذا البروتوكول نظام سهولة قابلة للقياس الكمي واستنساخه بسهولة لأبحاث هشاشة العظام والعظام. البروتوكول المقترح يأخذ 4 أشهر للحث على هشاشة العظام في الفئران ovariectomized عارية وبين 2.7 و 4 ح لتوليد والصورة، وتحليل عيوب العمود الفقري اثنين، تبعاً لحجم الأنسجة والمعدات.
أكثر من 200 مليون شخص في العالم يعانون من مرض هشاشة العظام1. المرضية الكامنة وراء الانخفاض في كثافة المعادن في العظام (BMD)، وزيادة المصغرة غيرت العظام وهشاشة العظام، ونتيجة لذلك، الخطر النسبي للكسر2. ترقق العظام من ذلك انتشارا ومضرة بالصحة أن منظمة الصحة العالمية قد عرف أنه أحد الشواغل رئيسية لصحة العامة. وعلاوة على ذلك، كما سكان العالم المتوقع أن العمر، ترقق العظام يتوقع أن تصبح أكثر شيوعاً.
كسور في العظام هشاشة ضغط العمود الفقري هي كسور هشاشة الأكثر شيوعاً، ﺑ أكثر من 000 750 سنوياً في الولايات المتحدة. أنها ترتبط باعتلال كبير وقدر حسب معدل وفيات أعلى تسع مرات3. حاليا في التجارب السريرية، وعثر على التدخلات الجراحية المتاحة، مثل فيرتيبروبلاستي وكيفوبلاستي، أن يكون لا أكثر فعالية من شام معاملة4،5، تاركة فقط إدارة الألم المتاحة لهؤلاء المرضى. حيث أن العلاجات أوفكف الحالية محدودة، من الضروري استحداث نموذج لحيوانات التي يمكن إجراء نسخ متماثل اضطراب6،،من78. ويمكن تسهيل هذه النماذج الحيوانية التحقيق في أساليب العلاج الحالية وتطوير علاجات جديدة سوف تترجم إلى الممارسة السريرية. تم التي يسببها ترقق العظام والمستدام في الحيوانات النموذجية من خلال إدارة نظام غذائي منخفض الكالسيوم (LCD) بالاقتران مع أوفاريكتومي1،،من910،11، 12 , 13 , 14 , 15-كذلك نموذج فقدان العظام المرتبطة أوفكفس، أنشئ عيوب العمود الفقري العظام في الفئران الأشخاص العظام هشاشة 16،17،،من1819، 20،،من2122،،من2324. في هذا العمل، يقدم نموذجا عيب العمود الفقري للفئران المناعة مع هشاشة العظام على غرار. يمكن استخدام هذا النموذج الجديد لتقييم يستند إلى الخلية العلاجات المتعلقة بالخلايا الجذعية المشتقة من مختلف المصادر والأنواع للإصلاح الكسور الصعبة، مثل أوفكفس.
تصوير العظام جزء حاسم من تقييم الكسور وأمراض العظام. تم وضع أساليب التصوير المتقدم للتقييم الدقيق للتغيرات الهيكلية العظام و استراتيجيات التجديد25. فيما بينها، برز تصوير µCT كطريقة غير الغازية، وسهلة الاستخدام، وغير مكلفة توفر صور ثلاثية الأبعاد عالية الدقة. تصوير µCT مزايا عديدة على طرائق أخرى في تقييم مرضى هشاشة العظام، كما أنها توفر 3D عالية الدقة العظام المصغرة26 ثم يمكن تحليلها كمياً. هذا الأخير يمكن ثم استخدامها لمقارنة الآثار العلاجية من العلاجات المقترحة. وفي الواقع، في فيفو التصوير µCT معيار الذهب للتجديد عيب العمود الفقري رصد1،،من1627. ومع ذلك، استخدمت بعض المنشورات28،،29،30،31 أدوات التسجيل الآلي للتقليل من المستخدم-تبعية، والتحيز الاستيفاء، وخطأ الدقة من µCT التحليل القائم على التصوير. في الآونة الأخيرة، كنا الأول من استخدم إجراء تسجيل لتحسين تحليل التجدد العظام في العظام موحدة باطلة، كما هو موضح في هذا البروتوكول32 .
يمكن استخدامها لدراسة أثر العلاجات خلية رواية عن أوفكفس الطريقة الموضحة هنا، دون عوائق من المضيف تي خلية الردود التي قد ترفض الخلايا إكسينوجينيك أو متمكنة. هي التي يسببها ترقق العظام في الفئران الصغار عن طريق أوفاريكتومي (أف) و 4 أشهر من شاشات الكريستال السائل. يسمح سن مبكرة من الفئران أوفكس، جنبا إلى جنب مع شاشات الكريستال السائل، تمكننا من الوصول إلى كتلة عظم ذروة منخفض، محاكاة ترقق العظام بعد سن إلياس التي تؤدي إلى فقدان العظام لا رجعة فيه. وهذا يمكن تفسيره جزئيا بحقيقة أنه خلال شاشات الكريستال السائل، وفي حوالي 3 أشهر من العمر، الانتقال الفئران من العظم والنمذجة لإعادة عرض المرحلة في الفقرات القطنية33، مما يزيد من احتمالات الاحتفاظ هشاشة العظام على الوقت. استخدام الحيوانات الشباب يجعل هذا النموذج أكثر فعالة من حيث التكلفة، كما أنها أقل تكلفة. على الرغم من ذلك، فإنه محدود بطبيعته لا تستأثر بالتغيرات البيولوجية في الحيوان الشيخوخة.
ترقق العظام هو السبب الأكثر شيوعاً لكسور العمود الفقري ضغط نتيجة زيادة العبء على العمود الفقري وتؤدي إلى انهيار الجسم الفقري. ومع ذلك، من المستحيل عمليا لتوليد ضرر في القوارض التي يتطابق أصلي من انهيار العمود الفقري مماثلة. بدلاً من ذلك، إنشاء الباحثين فراغاً أسطواني في مركز الهيئة العمو…
The authors have nothing to disclose.
وأيد البحث على منحة من معهد كاليفورنيا للتجدد الطب (سيرم) (TR2-01780).
Isoflurane | MWI Animal Health, Pasadena, CA | 501017 | |
BetadineSolution | MWI Animal Health, Pasadena, CA | 4677 | |
Chlorhexidine Gluconate2%scrub | MWI Animal Health, Pasadena, CA | 510083 | |
Isopropyl Alcohol 70%-quart | MWI Animal Health, Pasadena, CA | 501044 | |
Carprofen | MWI Animal Health, Pasadena, CA | 26357 | |
Buprenorphine0.3mg/mL | MWI Animal Health, Pasadena, CA | 56163 | |
Ovariectomized Athymic nude rats | Harlan Laboratories, Indianapolis, IN | Hsd:RH-Foxn1 rnu | |
Low calcium food | Newco Distributors, Inc., CA | 1814948 (5AV8 AIN-93M w/low calcium) | |
Phosphate Buffered Saline | Life Technologies Corporation | 14190250 | |
Dermabond | J AND J ETHICON | DHVM12 | |
Anesthesia machine | Patterson Scientific | TEC 3EX | |
Slide Top Induction Chambers | Patterson Scientific | 78917833 | |
ProStation Heated Workstation | Patterson Scientific | 78914731 | |
Surgical drape | HALYARD HEALTH INC | 89101 | |
Magnetic fixator retraction system | Fine Science Tools, Inc., CA | 18200-50 | |
Dissecting Scissors, 10cm, Curved, SS | World Precision Instruments, FL | 14394 | |
Iris Scissors, 11.5cm, 45°Angle, Serrated, Sharp/Sharp | World Precision Instruments, FL | 503225 | |
Forceps, no. 5 | World Precision Instruments, FL | 555048FT | |
Micro Mosquito Hemostatic Forceps | World Precision Instruments, FL | 503360 | |
Sterile cotton gauze | Medtronic, MINNEAPOLIS, MN | 9024 | |
Absorption Spears – Mounted/Sterile | Fine Science Tools, CA | 18105-01 | |
Syringe, 1 ml | TERUMO TERUMO MED | SS-01T | |
Needle, 25gauge | BD MED SYS INJECTION SYS | 305127 | |
Laminar flow hood | Baker | SterilGARD e3-Class II Type A2 Biosafety Cabinet | |
Thermal Cautery Unit | World Precision Instruments, FL | 501292 | |
Micro-Drill OmniDrill115/230V | World Precision Instruments, FL | 503598 | |
Trephines for Micro Drill, 2mm diameter | Fine Science Tools, CA | 18004-20 | |
3-0 Vicryl undyed 27” SH taper | J AND J ETHICON | 1663G | |
4-0 Ethilon black 18” PC3 conventional cutting | J AND J ETHICON | 1954G | |
Conebeam in vivo microCT (vivaCT 40) | Scanco Medical | vivaCT 40 | |
SCANCO Medical microCT systems software suite | Scanco Medical | vivaCT 40 | |
Analyze software | Biomedical Imaging, Mayo Clinic, Rochester, MN | Analyze 12 | Image analysis software |
Veterenery eye ointment |