إنشاء نموذج يسببها جراحيا في الفئران المعنية بالتحقيق في دور وقائي من Progranulin في هشاشة العظام
Summary
نحن تصف بروتوكول لزعزعة الاستقرار في الغضروف المفصلي الإنسي (DMM) نموذج في الفئران، أداة فعالة لالتهاب المفاصل (OA) البحوث. بالإضافة إلى ذلك، لقد أثبتنا أن نقص progranulincan المبالغة تطوير الزراعة العضوية والتقدم باستخدام هذا النموذج، مشيرا إلى أن progranulin يلعب دورا وقائيا في التسبب في الزراعة العضوية.
Abstract
زعزعة الاستقرار في الغضروف المفصلي الإنسي (DMM) النموذج هو أداة هامة لدراسة الأدوار المرضية في جسم المريض من التهاب المفاصل العديد من الجزيئات المرتبطة في التسبب في هشاشة العظام (OA) في الجسم الحي. ومع ذلك، فإن تفصيلية، وخاصة البروتوكول تصور لإنشاء هذا النموذج تعقيدا في الفئران، غير متوفر. نحن هنا استغل wildtype وprogranulin (PGRN) – / – الفئران كأمثلة لإدخال بروتوكول لإحداث DMM نموذج في الفئران، ومقارنة ظهور الزراعة العضوية التالية إنشاء هذا النموذج يسببها جراحيا. كانت العمليات التي تجرى على الفئران إما عملية صورية، والتي فتحت للتو كبسولة مشتركة، أو عملية DMM، والذي قطع في الرباط-menisco الظنبوب وتسببت في زعزعة الاستقرار في الغضروف المفصلي وسطي. تم تقييم شدة هشاشة العظام باستخدام الفحص النسيجي (على سبيل المثال Safranin O تلطيخ)، التعبير عن الجينات المرتبطة OA، تدهور الغضروف جزيئات المصفوفة خارج الخلية، وعظمية شكلأوجه. عملية DMM يسببها بنجاح بدء الزراعة العضوية والتقدم في كل من wildtype وPGRN / – الفئران، وفقدان عامل النمو PGNR أدى إلى النمط الظاهري OA أكثر شدة في هذا النموذج يسببها جراحيا.
Introduction
هشاشة العظام (OA)، المعروف أيضا باسم التهاب المفاصل التنكسية، ويؤثر على 15٪ من سكان العالم وأكثر من 46 مليون شخص في الولايات المتحدة، وتتميز الزليل، تنكس الغضروف، وتشكيل عظمية 1. يمكن أن يكون نتيجة لتفاعل معقد بين العوامل الوراثية والتمثيل الغذائي، والنشاط الحيوي البيوكيميائية. الآليات الكامنة وراء OA مواصلة التهرب من المجتمع العلمي. وهناك حاليا العديد من النماذج الحيوانية التي يمكن أن تحاكي التسبب في الزراعة العضوية 2،3. من المهم إنشاء نماذج حيوانية في الفئران بسبب كل من توافر مختلف الفئران المعدلة وراثيا وفعالية من حيث التكلفة من التجريب. من بين أنواع مختلفة من النماذج التجريبية الزراعة العضوية، وزعزعة الاستقرار التي يسببها جراحيا من الغضروف الأنسي (DMM) النموذج هو نموذج OA مقبولة تماما بسبب استنساخ جيدة وتطور أبطأ نسبيا خلال تطوير الزراعة العضوية. كل من هذه الصفات لديككان المفتاح لتقييم تطور الزراعة العضوية في العلاج أو الجينات المحورة 3-8 مختلفة. ومع ذلك، يتأثر اتساق نموذج OA الجراحية بسبب عوامل مختلفة أثناء الجراحة، ونتيجة لذلك، فإن تطبيق نموذج الفأر الجراحية محدودة.
Progranulin (PGRN) هو عامل نمو متعددة الوظائف التي أعرب عنها في خلايا مختلفة. فمن المعروف أن PGRN يلعب دورا حاسما في مختلف العمليات الفسيولوجية والأمراض مثل التئام الجروح 9، 10 تكون الأورام، والالتهابات 11-15. أظهرت الدراسات أيضا أن عدم كفاية PGRN يمكن أن يسبب الأمراض التنكسية من الجهاز العصبي في كل من البشر والفئران 16-18. فمن المعروف أن يعبر عن PGRN في الغضروف المفصلي الإنسان، وارتقى مستواه بشكل كبير في الغضروف من المرضى الذين يعانون من التهاب المفاصل الروماتويدي والزراعة العضوية 19. بالإضافة إلى ذلك، PGRN أيضا يلعب دورا حاسما في انتشار خلية غضروفية 20، والتمايز وغضروفيتعظم من لوحة النمو خلال تطوير 21،22. في الآونة الأخيرة، وذكرت لنا أن PGRN استعداء TNF-α من خلال ملزم لمستقبلات TNF وعرضت وظيفة مضادة للالتهابات في نماذج التهاب المفاصل 13،14،23،24. ومع ذلك، فإن دور PGRN في الزراعة العضوية، وخاصة في الجسم الحي، لا يزال يتعين لغزا. هنا، نقدم الإجراء للحث على نموذج DMM الجراحية، والتحقيق في دور PGRN في تطوير الزراعة العضوية من خلال إنشاء نموذج DMM في WT وPGRN / – الفئران.
Protocol
Representative Results
Discussion
وتفيد التقارير بأن سلالة من الفئران من المهم جدا لنموذج DMM الاستقراء، كما سلالات مختلفة من الفئران متفاوتة شدة OA بعد DMM، مع أعلى مستوى في سلالة 129/SvEv، تليها C57BL6، 129/SvInJ ثم FVB / ن 26. يتم إنشاء جزء كبير من الجينات المحورة في الفئران C57BL6، مثل PGRN / – الفئران استخدمنا في هذ?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة جزئيا المنح البحثية R01AR062207، R01AR061484، R56AI100901، K01AR053210، والأمراض المستهدفة منحة بحثية من مؤسسة أبحاث أمراض الروماتيزم (CJ لليو).
Materials
| No. 10 Surgical blades | FEATHER | 25-2976#10 | |
| 6-0 suture | APPLIED DENTAL | WG-N53133 |
Riferimenti
- Herndon, J. H., Davidson, S. M., Apazidis, A. Recent socioeconomic trends in orthopaedic practice. J. Bone Joint Surg. Am. 83, 1097-1105 (2001).
- Johnson, K., et al. A stem cell-based approach to cartilage repair. Science. 336, 717-721 (2012).
- Yang, S., et al. Hypoxia-inducible factor-2alpha is a catabolic regulator of osteoarthritic cartilage destruction. Nat. Med. 16, 687-693 (2010).
- Glasson, S. S., et al. Deletion of active ADAMTS5 prevents cartilage degradation in a murine model of osteoarthritis. Nature. 434, 644-648 (2005).
- Glasson, S. S., Blanchet, T. J., Morris, E. A. The surgical destabilization of the medial meniscus (DMM) model of osteoarthritis in the 129/SvEv mouse. Osteoarthr. Cart. 15, 1061-1069 (2007).
- Chia, S. L., et al. Fibroblast growth factor 2 is an intrinsic chondroprotective agent that suppresses ADAMTS-5 and delays cartilage degradation in murine osteoarthritis. Arthritis Rheum. 60, 2019-2027 (2009).
- Miller, R. E., et al. CCR2 chemokine receptor signaling mediates pain in experimental osteoarthritis. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 20602-20607 (2012).
- Wang, Q., et al. Identification of a central role for complement in osteoarthritis. Nat. Med. 17, 1674-1679 (2011).
- He, Z., Ong, C. H., Halper, J., Bateman, A. Progranulin is a mediator of the wound response. Nat. Med. 9, 225-229 (2003).
- Bateman, A., Bennett, H. P. The granulin gene family: from cancer to dementia. Bioessays. 31, 1245-1254 (2009).
- Kessenbrock, K., et al. Proteinase 3 and neutrophil elastase enhance inflammation in mice by inactivating antiinflammatoryprogranulin. J. Clin. Invest. 118, 2438-2447 (2008).
- Yin, F., et al. Exaggerated inflammation, impaired host defense, and neuropathology in progranulin-deficient mice. J. Exp. Med. 207, 117-128 (2010).
- Liu, C. J. Progranulin: A promising therapeutic target for rheumatoid arthritis. FEBS Lett. , (2011).
- Tang, W., et al. The growth factor progranulin binds to TNF receptors and is therapeutic against inflammatory arthritis in mice. Science. 332, 478-484 (2011).
- Zhu, J., et al. Conversion of proepithelin to epithelins: roles of SLPI and elastase in host defense and wound repair. Cell. 111, 867-878 (2002).
- Baker, M., et al. Mutations in progranulin cause tau-negative frontotemporal dementia linked to chromosome 17. Nature. 442, 916-919 (2006).
- Cruts, M., et al. Null mutations in progranulin cause ubiquitin-positive frontotemporal dementia linked to chromosome 17q21. Nature. 442, 920-924 (2006).
- Wils, H., et al. Cellular ageing, increased mortality and FTLD-TDP-associated neuropathology in progranulin knockout mice. J. Pathol. , (2012).
- Guo, F., et al. Granulin-epithelin precursor binds directly to ADAMTS-7 and ADAMTS-12 and inhibits their degradation of cartilage oligomeric matrix protein. Arthritis Rheum. 62, 2023-2036 (2010).
- Xu, K., et al. Cartilage oligomeric matrix protein associates with granulin-epithelin precursor (GEP) and potentiates GEP-stimulated chondrocyte proliferation. J. Biol. Chem. 282, 11347-11355 (2007).
- Bai, X. H., et al. ADAMTS-7, a direct target of PTHrP, adversely regulates endochondral bone growth by associating with and inactivating GEP growth factor. Mol. Cell. Biol. 29, 4201-4219 (2009).
- Feng, J. Q., et al. Granulinepithelin precursor: a bone morphogenic protein 2-inducible growth factor that activates Erk1/2 signaling and JunB transcription factor in chondrogenesis. FASEB J. 24, 1879-1892 (2010).
- Liu, C. J., Bosch, X. Progranulin: A growth factor, a novel TNFR ligand and a drug target. Pharmacol. Therap. 133, 124-132 (2012).
- Wu, H., Siegel, R. M. Progranulin Resolves Inflammation. Science. 332, 427-428 (2011).
- Glasson, S. S., Chambers, M. G., Den Berg, W. B. V. a. n., Little, C. B. The OARSI histopathology initiative – recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the mouse. Osteoarthr. Cart. 18, 17-23 (2010).
- Glasson, S. S. In vivo osteoarthritis target validation utilizing genetically-modified mice. Curr. Drug Targets. 8, 367-376 (2007).
- Ma, H. L. Osteoarthritis severity is sex dependent in a surgical mouse model. Osteoarthr. Cart. 15, 695-700 (2007).
- Lin, A. C., et al. Modulating hedgehog signaling can attenuate the severity of osteoarthritis. Nat. Med. 15, 1421-1425 (2009).
- Malfait, A. M., et al. ADAMTS-5 deficient mice do not develop mechanical allodynia associated with osteoarthritis following medial meniscal destabilization. Osteoarthr. Cart. 18, 572-580 (2010).
