एक ऑस्टियोपोरोसिस माउस मॉडल में ट्रैब्युलर बोन माइक्रोआर्किटेक्चर मूल्यांकन
Summary
यह प्रोटोकॉल हेमेटोक्सिलिन-ईओसिन (एचई) धुंधला और माइक्रो-कंप्यूटेड टोमोग्राफी (माइक्रो-सीटी) तकनीकों के संयोजन से ऑस्टियोपोरोसिस के माउस मॉडल में हड्डी माइक्रोआर्किटेक्चर के मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए एक किफायती और कुशल विधि प्रस्तुत करता है।
Abstract
अस्थि सूक्ष्म संरचना सूक्ष्म स्तर पर हड्डी के ऊतकों की व्यवस्था और गुणवत्ता को संदर्भित करती है। ऑस्टियोपोरोसिस के पैथोफिज़ियोलॉजी में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने और इसके उपचार में सुधार के लिए कंकाल की हड्डी के माइक्रोस्ट्रक्चर को समझना महत्वपूर्ण है। हालांकि, हड्डी के नमूनों को संभालना उनके कठोर और घने गुणों के कारण जटिल हो सकता है। दूसरे, विशेष सॉफ्टवेयर छवि प्रसंस्करण और विश्लेषण को कठिन बनाता है। इस प्रोटोकॉल में, हम त्रिकोणीय हड्डी microstructure विश्लेषण के लिए एक लागत प्रभावी और आसान करने के लिए उपयोग समाधान प्रस्तुत करते हैं. विस्तृत कदम और सावधानियां प्रदान की जाती हैं। माइक्रो-सीटी एक गैर-विनाशकारी त्रि-आयामी (3 डी) इमेजिंग तकनीक है जो ट्रैब्युलर हड्डी संरचना की उच्च-रिज़ॉल्यूशन छवियां प्रदान करती है। यह हड्डी की गुणवत्ता के उद्देश्य और मात्रात्मक मूल्यांकन के लिए अनुमति देता है, यही वजह है कि इसे व्यापक रूप से हड्डी की गुणवत्ता मूल्यांकन के लिए स्वर्ण मानक विधि माना जाता है। हालांकि, हिस्टोमोर्फोमेट्री अपरिहार्य बनी हुई है क्योंकि यह महत्वपूर्ण सेलुलर-स्तर के पैरामीटर प्रदान करती है, जो हड्डी के नमूनों के दो-आयामी (2 डी) और 3 डी आकलन के बीच की खाई को पाटती है। हिस्टोलॉजिक तकनीकों के लिए, हमने हड्डी के ऊतकों को डीकैल्सीफाई करना चुना और फिर पारंपरिक पैराफिन एम्बेडिंग का प्रदर्शन किया। संक्षेप में, इन दो तरीकों के संयोजन से हड्डी के माइक्रोस्ट्रक्चर पर अधिक व्यापक और सटीक जानकारी मिल सकती है।
Introduction
ऑस्टियोपोरोसिस एक प्रचलित चयापचय हड्डी रोग है, विशेष रूप से बुजुर्गों के बीच, और नाजुकता फ्रैक्चर के बढ़ते जोखिम से जुड़ा हुआ है। चूंकि ऑस्टियोपोरोसिस चीन1 में अधिक आम हो जाता है, इसलिए छोटे जानवरों 2,3 की हड्डी संरचनाओं का अध्ययन करने की बढ़ती मांग होगी। हड्डी के नुकसान को मापने के पिछले तरीके दो-आयामी दोहरी-ऊर्जा एक्स-रे अवशोषणमिति के परिणामों पर निर्भर करते हैं। हालांकि, यह ट्रैब्युलर हड्डी के वास्तुशिल्प माइक्रोस्ट्रक्चर में परिवर्तनों को कैप्चर नहीं करता है, जो कंकाल की ताकत4 के लिए एक महत्वपूर्ण कारक है। हड्डी की माइक्रोस्ट्रक्चर इसकी ताकत, कठोरता और फ्रैक्चर प्रतिरोध को प्रभावित करती है। सामान्य और रोग संबंधी अवस्थाओं में हड्डी के माइक्रोआर्किटेक्चर की तुलना करके, ऑस्टियोपोरोसिस के कारण हड्डी के ऊतक आकृति विज्ञान, संरचना और कार्य में परिवर्तन की पहचान की जा सकती है। यह जानकारी ऑस्टियोपोरोसिस के विकास और अन्य बीमारियों के साथ इसके संबंध की समझ में योगदान करती है।
माइक्रो-कंप्यूटेड टोमोग्राफी (माइक्रो-सीटी) इमेजिंग हाल ही में हड्डी आकृति विज्ञान मूल्यांकन के लिए एक लोकप्रिय तकनीक बन गई है, जहां यह हड्डी की संरचना और घनत्व मापदंडों जैसे हड्डी की मात्रा अंश, मोटाई और पृथक्करण 5,6 पर सटीक और व्यापक डेटा प्रदान कर सकती है। इसी समय, माइक्रो-सीटी परिणाम विश्लेषण सॉफ्टवेयर7 से प्रभावित हो सकते हैं। छवि अधिग्रहण, मूल्यांकन और रिपोर्टिंग के विभिन्न तरीकों का उपयोग विभिन्न वाणिज्यिक माइक्रो-सीटी सिस्टम द्वारा किया जाता है। यह असंगतता विभिन्न अध्ययनों द्वारा रिपोर्ट किए गए परिणामों की तुलना और व्याख्या करना कठिन बनाती है5. इसके अलावा, यह वर्तमान में कंकाल प्रणाली8 में सेलुलर स्तर के मापदंडों के बारे में जानकारी के साथ शोधकर्ताओं को प्रदान करने में हड्डी हिस्टोमोर्फोमेट्री को प्रतिस्थापित नहीं कर सकता है। इस बीच, हिस्टोलॉजिक तकनीक हड्डी के सूक्ष्म आकारिकी के प्रत्यक्ष अवलोकन और माप की अनुमति देती है। हेमेटोक्सिलिन और ईोसिन (एचई) धुंधला हो जाना एक सामान्य धुंधला तकनीक है जिसका उपयोग ऊतक विज्ञान में कोशिकाओं और ऊतकों की सामान्य संरचना की कल्पना करने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग हड्डी के ऊतकों की उपस्थिति और इसके माइक्रोआर्किटेक्चर की पहचान करने के लिए किया जाता है।
यह लेख हड्डी के ऊतकों की छवियों को इकट्ठा करने और ऑस्टियोपोरोसिस माउस मॉडल में हड्डी के माइक्रोस्ट्रक्चर के परिवर्तनों का मूल्यांकन करने के लिए ट्रैब्युलर हड्डी का मात्रात्मक विश्लेषण करने के लिए ऊतक टुकड़ा करने की क्रिया तकनीक (हेमेटोक्सिलिन-ईओसिन [एचई] धुंधला) के साथ संयुक्त माइक्रो-सीटी का उपयोग करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
ऑस्टियोपोरोसिस लगातार फ्रैक्चर का कारण बन सकता है, जो महंगा है, दर्द, विकलांगता, या यहां तक कि मौत का कारण बन सकता है, और रोगियों के जीवन की गुणवत्ता को गंभीरता से प्रभावित कर सकताहै 20. इन वर्षों म…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
इस काम को पारंपरिक चीनी चिकित्सा के सिचुआन प्रांतीय प्रशासन (2021YJ0175) और स्कूल ऑफ क्लिनिकल मेडिसिन (LCYJSKT2023-11), चेंगदू यूनिवर्सिटी ऑफ ट्रेडिशनल चाइनीज मेडिसिन के ग्रेजुएट रिसर्च इनोवेशन प्रोजेक्ट द्वारा समर्थित किया गया था।
Materials
| 4% Paraformaldehyde | Biosharp | BL539A | |
| Adobe Photoshop | Adobe Inc. | ||
| Ammonia Solution | Chengdu Kolon Chemical Co., Ltd | 2021070101 | |
| Analyze 12.0 | AnalyzeDirect, Inc | ||
| Anatomical Forceps | Jinzhong surgical instrument Co., Ltd | J3C030 | |
| Anhydrous Ethanol | Chengdu Kolon Chemical Co., Ltd | 2022070501 | |
| Automatic Dyeing Machine | Thermo scientific | Varistain™ Gemini ES | |
| Bone Microarchitecture Analysis Add-on | AnalyzeDirect, Inc | ||
| C57BL/6J mice | SPF (Beijing) Biotechnology Co., Ltd. | ||
| Carrier Slides | Nantong Mei Wei De Experimental Equipment Co., Ltd | 220518001 | |
| Coverslips | Nantong Mei Wei De Experimental Equipment Co. | 220518001 | |
| Decalcification Solution | Wuhan Xavier Biotechnology Co., Ltd | CR2203047 | |
| Delicate Scissors | Jinzhong surgical instrument Co., Ltd | ZJA010 | |
| Embedding box marking machine | Thermo scientific | PrintMate AS | |
| Embedding Machine | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd | JB-P5 | |
| Fiji: ImageJ | National Institutes of Health, USA | ||
| Film Sealer | Thermo scientific | Autostainer 360 | |
| Freezing Table | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd | JB-L5 | |
| H&E Staining Kit | Leagene | DH0020 | |
| Hydrochloric Acid Solution | Sichuan Xilong Science Co., Ltd | 210608 | |
| ImageJ2 Plugin | BoneJ 7.0.16 | ||
| Medical Gauze | Shandong Ang Yang Medical Technology Co. | ||
| Mersilk 3-0 Silk Braided Non-Absorbable Sutures | Ethicon, Inc. | SA84G | |
| Needle Holder | Jinzhong surgical instrument Co., Ltd | J32010 | |
| Neutral Balsam | Sinopharm Group Chemical Reagent Co., Ltd | 10004160 | |
| Oven | Shanghai Yiheng Scientific Instruments Co., Ltd | DHG-9240A | |
| PANNORAMIC Digital Slide Scanners | 3DHISTECH Ltd. | PANNORAMIC DESK/MIDI/250/1000 | |
| PBS buffer | Biosharp | G4202 | |
| Povidone-iodine solution 5% | Chengdu Yongan Pharmaceutical Co., Ltd | ||
| Quantum GX2 microCT Imaging System | PerkinElmer, Inc. | ||
| Rotary Microtome | Thermo scientific | HM325 | |
| Scalpel | Quanzhou Excellence Medical Co., Ltd | 20170022 | |
| Scan & Browse Software | 3DHISTECH Ltd. | CaseViewer2.4 | |
| Single-Use Sterile Rubber Surgical Gloves | Guangdong Huitong Latex Products Group Co., Ltd | 22B141EO | |
| Sodium Chloride Solution 0.9% | Sichuan Kelun Pharmaceutical Co., Ltd | ||
| Sterile Hypodermic Syringes for Single Use | Shandong Weigao Group Medical Polymer Products Co., Ltd | ||
| Sterile Medical Suture Needles | Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. | PW8068 | |
| Tissue Processor | Thermo scientific | STP420 ES | |
| Tissue Spreading and Baking Machine | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd | JK-6 | |
| Tribromoethanol | Nanjing Aibei Biotechnology Co., Ltd | M2920 | |
| Wax Trimmer | Wuhan Junjie Electronics Co., Ltd | JXL-818 | |
| Xylene | Chengdu Kolon Chemical Co., Ltd | 2022051901 |
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