Etablering av et kirurgisk indusert Model i mus for å undersøke den beskyttende rollen Progranulin i Artrose

Summary

Vi beskriver en protokoll for destabilisering av den mediale menisk (DMM) modell i mus, et effektivt verktøy for artrose (OA) forskning. I tillegg har vi vist at mangel på progranulincan drive OA utvikling og progresjon ved å bruke denne modellen, noe som indikerer at progranulin spille en beskyttende rolle i patogenesen av OA.

Abstract

Destabilisering av mediale menisk (DMM) modellen er et viktig verktøy for å studere patofysiologiske rollene til en rekke leddgikt assosiert molekyler i patogenesen av artrose (OA) in vivo. Imidlertid, den detaljerte, spesielt visualisert protokoll for å etablere denne kompliserte modell i mus, ikke er tilgjengelig. Heri vi tok fordel av villtype og progranulin (PGRN) – / – mus som eksempler for å innføre en protokoll for å indusere DMM modell i mus, og sammenlignet utbruddet av OA etter etablering av dette kirurgisk indusert modell. De operasjoner utført på mus var enten sham operasjon, som nettopp åpnet leddkapselen, eller DMM drift, som kutter menisco-tibial ligament og forårsaket destabilisering av mediale menisk. Artrose alvorlighetsgrad ble evaluert med histologisk analyse (f.eks safranin O flekker), uttrykk for OA-assosierte gener, nedbrytning av brusk ekstracellulære matrise molekyler, og osteophyte skjemaasjon. DMM operasjonen lykkes indusert OA initiering og progresjon i både villtype og PGRN-/ – mus, og tap av PGNR vekstfaktor ført til en mer alvorlig OA fenotype i dette kirurgisk indusert modell.

Introduction

Artrose (OA), også kjent som degenerative leddgikt, påvirker 15% av verdens befolkning, og over 46 millioner mennesker i USA, og er preget av synovitt, brusk degenerasjon, og osteophyte dannelse ^en. Den kan være et resultat av et komplekst samspill av genetiske, metabolske, biomekaniske og biokjemiske faktorer. De underliggende mekanismene for OA fortsette å unndra seg det vitenskapelige samfunnet. Det finnes i dag en rekke dyremodeller som kan etterligne patogenesen av OA ^2,3. Det er viktig å etablere dyremodeller i mus både på grunn av tilgjengeligheten av forskjellige genetisk modifiserte mus og kostnadseffektiviteten av eksperimentering. Blant de ulike typer eksperimentelle OA modeller, er kirurgisk indusert destabilisering av mediale menisk (DMM) modellen et godt akseptert OA modellen på grunn av sin gode reproduserbarhet og en relativt tregere progresjon under OA utvikling. Begge disse attributtene harvært nøkkelen for evaluering av OA progresjon i ulike behandlinger eller transgener ^3-8. Imidlertid er konsistensen av kirurgiske OA modell påvirkes av forskjellige faktorer, i løpet av operasjonen, og som et resultat av dette er anvendelse av kirurgiske musemodell begrenset.

Progranulin (PGRN) er en multi-funksjonell vekstfaktor uttrykt i ulike celler. Det er kjent at PGRN spiller en avgjørende rolle i ulike fysiologiske og sykdomsprosesser som sårtilheling ^9, tumorigenesis ^10, og betennelse ^11-15. Studier har også vist at insuffisiens av PGRN kan forårsake degenerative sykdommer i nervesystemet hos både mennesker og mus ^16-18. Det er kjent at PGRN uttrykkes i human leddbrusk, og dens nivå er signifikant forhøyet i brusk hos pasienter med OA og reumatoid artritt ^19.. I tillegg spiller PGRN også en avgjørende rolle i chondrocyttransplantasjon spredning ^20, differensiering og endochondralforbening av veksten plate under utvikling ^21,22. Nylig rapporterte vi at PGRN antagonized TNF-α gjennom binding til TNF-reseptorer og utviste en anti-inflammatorisk funksjon inflammatorisk artritt modeller ^13,14,23,24. Men rollen som PGRN i OA, spesielt in vivo, gjenstår å være en gåte. Heri presenterer vi prosedyren for å indusere en kirurgisk DMM modell, og undersøke hvilken rolle PGRN i OA utvikling gjennom etablering av DMM modell i WT og PGRN-/ – mus.

Protocol

Alle de kirurgiske prosedyrer knyttet til dyrene skal være godkjent av lokale Institution Animal Care and Ethics Committee, med en innsats for å redusere smerter og ubehag forårsaket av kirurgi. En. Forberedelse Velg 8-12 uker gammel mannlig C57BL / 6 mus med en kroppsvekt på ca 25 g for kirurgi. Bedøve dyrene ved intraperitoneal injeksjon av en cocktail som inneholder både xylazin (5 mg / kg) og ketamin (40 mg / kg). Barbere kneet med barberhøvler, dere…

Representative Results

DMM modellen ble opprettet i mus, og mangel på PGRN overdrevet kirurgisk indusert OA utvikling. Sham og DMM operasjoner (figur 1) ble utført i WT og PGRN-/ – mus. 8 uker etter operasjonen, ble musene avlivet, og safranin O farging ble utført på de seksjoner fra kneledd, etterfulgt av statistisk analyse av artritt stillingen basert på histologi. Som vist i figur 2A, var det ingen innlysende degenerering av brusk i begge genotyper i sham …

Discussion

Det er rapportert at den stamme av mus er svært viktig for DMM modell induksjon, har så forskjellige stammer av mus varierende alvorlighetsgrad av OA etter DMM, med høyeste nivå i 129/SvEv belastning, etterfulgt av C57BL6, 129/SvInJ og deretter FVB / n ^26. En stor del av transgener er etablert i C57BL6 mus, for eksempel PGRN-/ – mus vi brukt i denne studien, som er relativt utsatt for DMM. Imidlertid, hvis transgenet er basert på insensitive belastning som FVB / n-mus, er det nødvendig å backcross diss…

Materials

No. 10 Surgical blades	FEATHER	25-2976#10
6-0 suture	APPLIED DENTAL	WG-N53133