Создание вызванной хирургически, модели у мышей по расследованию защитную роль Progranulin в остеоартрита
Summary
Мы опишем протокол для дестабилизации медиального мениска (DMM) модели у мышей, эффективный инструмент для остеоартрит (ОА) исследований. Кроме того, мы продемонстрировали, что дефицит progranulincan развития преувеличивать О.А. и прогрессирования, используя данную модель, указывая, что progranulin играет защитную роль в патогенезе ОА.
Abstract
Дестабилизация медиального мениска (DMM) модель является важным инструментом для изучения патофизиологических роли многочисленных артрита, связанных молекул в патогенезе остеоартрита (ОА) в естественных условиях. Тем не менее, подробный, особенно визуализируются протокол для установления этой сложной модели у мышей, не доступен. Здесь мы воспользовались дикого типа и progranulin (PGRN) – / – мыши в качестве примеров по внедрению протокола для индукции DMM модель на мышах, и по сравнению начало ОА следующий создания этого хирургически индуцированной модели. Проведенные на мышах операции были либо обман операция, которая только что открыл суставной капсулы, или операцию DMM, который разрезать menisco-большеберцовой связки и вызвало дестабилизацию медиального мениска. Тяжесть Артроз оценивали с помощью гистологического анализа (например, окрашивания Сафранин О), выражения ОА-связанных генов, деградация хряща молекул внеклеточного матрикса, и остеофит формыAtion. Операция DMM успешно индуцированных О.А. инициации и прогрессировании и в дикого типа и PGRN-/ – мышей, и потери фактора роста PGNR привело к более тяжелым ОА фенотипа в этом хирургически индуцированной модели.
Introduction
Остеоартрит (ОА), также известный как дегенеративный артрит, влияет 15% населения земного шара и более 46 миллионов человек в Соединенных Штатах, и характеризуется синовита, дегенерации хряща, и формирование остеофитов 1. Это может быть результатом сложного взаимодействия генетических, метаболических, биомеханических и биохимических факторов. Основные механизмы ОА продолжают уклоняться научное сообщество. Есть в настоящее время многочисленные животные модели, которые могут имитировать патогенеза ОА 2,3. Важно установить животные модели у мышей как из-за наличия различных генетически модифицированных мышей и экономической эффективности экспериментов. Среди различных видов экспериментальных моделях О.А., хирургически индуцированной дестабилизация медиального мениска (DMM) модели является хорошо принят О.А. модель из-за его хорошей воспроизводимости и относительно медленным прогрессированием во время развития ОА. Оба этих атрибутов естьбыл ключевым для оценки прогрессирования ОА в различных обработок или трансгенов 3-8. Тем не менее, последовательность хирургического модели ОА зависит от различных факторов, во время операции и в результате, применение хирургического мышиной модели ограничена.
Progranulin (PGRN) является многофункциональным фактор роста выражается в различных клетках. Известно, что PGRN играет важную роль в различных физиологических и болезненных процессов, таких как заживление ран 9, 10, опухолей и воспалений 11-15. Исследования также показали, что недостаточность PGRN может вызвать дегенеративные заболевания нервной системы у человека и мышей 16-18. Известно, что PGRN выражается в человеческой суставного хряща, и его уровень значительно выше у хряща пациентов с ОА и ревматоидный артрит 19. Кроме того, PGRN также играет важную роль в пролиферации хондроцитов 20, дифференциации и Эндохондральныйокостенение роста пластины в процессе разработки 21,22. Недавно мы сообщали, что PGRN против себя TNF-α посредством связывания с рецепторами TNF и выставлены противовоспалительное функцию в воспалительных моделей артрита 13,14,23,24. Тем не менее, роль PGRN при ОА, особенно в естественных условиях, остается загадкой. Здесь мы представляем процедуру, чтобы вызвать хирургическую модель DMM, и исследовать роль PGRN в развитии ОА путем создания DMM модель в WT и PGRN-/ – мышей.
Protocol
Representative Results
Discussion
Он сообщил, что штамм мышей очень важно для DMM модели индукции, так как различные штаммы мышей различной степени тяжести ОА после DMM, с самого высокого уровня в штамме 129/SvEv, а затем C57BL6, 129/SvInJ а затем FVB / н 26. Большая часть трансгенов установлены в C57BL6 мышей, таких как PGRN-/ – мышей, котор?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была частично поддержана NIH исследовательских грантов R01AR062207, R01AR061484, R56AI100901, K01AR053210, и заболеваний целевых исследований Грант от ревматологии Research Foundation (к CJ Лю).
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).
