Här presenterar vi den cykliska belastningsinducerade intraartikulära brosklesionsmodellen av råttknäet, genererad av 60 cykliska kompressioner över 20 N, vilket resulterar i skador på femoralt kondylarbrosk hos råttor.
Patofysiologin för primär artros (OA) är fortfarande oklar. En specifik underklassificering av OA i relativt yngre åldersgrupper är dock sannolikt korrelerad med en historia av ledbroskskador och ligamentavulsion. Kirurgiska djurmodeller av OA i knäet spelar en viktig roll för att förstå uppkomsten och utvecklingen av posttraumatisk OA och hjälpa till att utveckla nya terapier för denna sjukdom. Icke-kirurgiska modeller har dock nyligen övervägts för att undvika traumatisk inflammation som kan påverka utvärderingen av interventionen.
I denna studie utvecklades en intraartikulär broskskada råttmodell inducerad av in vivo cyklisk tryckbelastning, vilket gjorde det möjligt för forskare att (1) bestämma den optimala storleken, hastigheten och varaktigheten av belastningen som kan orsaka fokal broskskada; (2) bedöma posttraumatiska spatiotemporala patologiska förändringar i kondrocytens vitalitet; och (3) utvärdera det histologiska uttrycket av destruktiva eller skyddande molekyler som är involverade i anpassnings- och reparationsmekanismerna mot gemensamma tryckbelastningar. Denna rapport beskriver det experimentella protokollet för denna nya broskskada i en råttmodell.
Traditionellt har främre korsband (ACL) transsektion eller destabilisering av den mediala menisken ansetts vara optimal för att undersöka posttraumatisk artros (PTOA) hos små djur. Under de senaste åren har icke-invasiva cykliska kompressionsmodeller använts för att studera PTOA. Denna modell utformades ursprungligen för att undersöka det cancellösa bensvaret på mekanisk belastning1 och modifierades sedan som en icke-kirurgisk djurmodell för PTOA-studier 2,3,4,5,6. Motiveringen är att kollidera ledbrusk genom att applicera en periodisk yttre kraft, vilket utlöser en serie inflammatoriska svar. Denna modell har dock endast tillämpats på möss, och lämplig storlek på belastning på större djur har inte diskuterats.
Ett annat problem med den tidigare modellen är att högvolymprotokollet inkluderade för många cykler, vilket orsakade överdriven förtjockning av det subkondrala benet, en oönskad biverkning, i flera prover7. Därför utvecklades en ny metod för cyklisk kompression med lämplig storlek för stora djur och en lägre belastningsbieffekt8. Det övergripande målet med den aktuella artikeln är att beskriva protokollet för den icke-invasiva cykliska kompressionsmodellen hos råttor och observera de representativa resultaten av broskdegeneration. Det nuvarande protokollet skulle hjälpa läsare som är intresserade av tillämpningen av den icke-invasiva cykliska komprimeringsmodellen på råttor.
För första gången visar det aktuella protokollet hur man etablerar en modell av belastningsinducerad broskskada på den laterala lårbenskondylen hos råttor, liknande den intraartikulära skademodellen hos mindre gnagare som mus2. Belastningsprotokollet hos möss orsakade emellertid allvarlig osteofytbildning och korsbandsskador, vilket inte var idealiskt för att utvärdera effekterna av cyklisk kompression. Det nuvarande protokollet skapade en fokal broskskada hos råttor med en mycket lägr…
The authors have nothing to disclose.
Denna studie stöddes delvis av ett JSPS KAKENHI-bidrag (nummer JP18H03129 och JP18K19739).
Denna forskning fick också finansiering från Alliance for Regenerative Rehabilitation Research & Training (AR3T), som stöds av Eunice Kennedy Shriver National Institute of Child Health and Human Development (NICHD), National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) och National Institute of Biomedical Imaging and Bioengineering (NIBIB) från National Institutes of Health under prisnummer P2CHD086843. Innehållet är enbart författarnas ansvar och representerar inte nödvändigtvis de officiella åsikterna från National Institutes of Health.
Anesthetic Apparatus for Small Animals | SHINANO MFG CO.,LTD. | SN-487-0T | |
Autograph AG-X | Shimadzu Corp | N.A. | Precision Universal / Tensile Tester |
Fluoview FV10i microscope | Olympus Corp | N.A. | A fully automated confocal laser-scanning microscope |
ISOFLURANE Inhalation Solution | Pfizer Japan Inc. | (01)14987114133400 | |
LIVE/DEA Viability/Cytotoxicity Kit | Thermo Fisher Scientific Japan Inc | L3224 | A quick and easy two-color assay to determine viability of cells |
TRAPEZIUM X Software | Shimadzu Corp | N.A. | Data processing software for Autograph AG-X |