Summary
Denne undersøgelse beskriver metoden til intraartikulær injektion af monoiodoacetat hos rotter og diskuterer den resulterende smerterelaterede adfærd og histopatologiske ændringer, som giver referencer til fremtidige applikationer.
Abstract
De nuværende dyremodeller for slidgigt (OA) kan opdeles i spontane modeller og inducerede modeller, som begge sigter mod at simulere de patofysiologiske ændringer af human OA. Men som det vigtigste symptom i den sene fase af OA påvirker smerter patienternes daglige liv, og der er ikke mange tilgængelige modeller. Den mono-iodoacetat (MIA) -inducerede model er den mest anvendte OA smerte model, hovedsagelig anvendt i gnavere. MIA er en hæmmer af glyceraldehyd-3-phosphatdehydrogenase, som forårsager chondrocytdød, bruskdegeneration, osteofyt og målbare ændringer i dyreadfærd. Desuden kan ekspressionsændringer af matrixmetalloproteinase (MMP) og proinflammatoriske cytokiner (IL1 β og TNF α) detekteres i den MIA-inducerede model. Disse ændringer er i overensstemmelse med OA patofysiologiske tilstande hos mennesker, hvilket indikerer, at MIA kan fremkalde en målbar og vellykket OA smertemodel. Denne undersøgelse har til formål at beskrive metoden til intraartikulær injektion af MIA hos rotter og diskutere den resulterende smerterelaterede adfærd og histopatologiske ændringer.
Introduction
Slidgigt (OA) er den mest almindelige ledsygdom i verden og påvirker anslået 10-12% befolkninger hos voksne1. Det mest generelt involverede led er knæet, og OA har en højere forekomst hos ældre voksne, især kvinder2. Som en kronisk sygdom udvikler OA gradvist over årtier til ledsvigt med symptomer som brusktab, synovial inflammation, osteophytose, nedsat funktion og kronisk smerte3. Ifølge Verdenssundhedsorganisationen (WHO) er OA den fjerde mest udbredte sygdom hos kvinder og den ottende mest udbredte sygdom hos mænd. I 2020 kan OA blive den fjerde mest invaliderende sygdom hos mennesker4. Imidlertid behandler aktuelt tilgængelige behandlinger af OA kun symptomer og forlænger tiden indtil ledudskiftningskirurgi5.
Den spontane OA hos humane patienter tager ofte lang tid at producere kliniske symptomer såsom ledrelaterede smerter6. I de tidlige stadier af OA er smerter normalt intermitterende og bliver hyppigere og alvorligere, efterhånden som sygdommen skrider frem, hvilket gør det til den overvejende klage hos patienter7. Derfor er der udviklet omfattende dyremodeller for OA-smerter i løbet af det sidste halve århundrede for at fremme smertelindringsbehandling. OA-modeller er klassisk blevet opdelt i spontane og inducerede modeller. Spontane modeller omfatter naturligt forekommende modeller og genetisk modificerede modeller, som nærmere kan simulere forløbet af primær OA hos mennesker8. Inducerede modeller kan generelt opdeles i to kategorier: 1) posttraumatisk OA induceret af kirurgi eller andet traume; eller 2) intraartikulær injektion af kondrotoksiske eller proinflammatoriske stoffer3. Disse modeller danner grundlag for den patofysiologiske undersøgelse af OA og bidrager i høj grad til udviklingen af lægemidler til at reducere smerte og øge funktionen.
For nylig er den mest anvendte inducer til OA-modellering mono-iodoacetat (MIA). MIA, en hæmmer af glyceraldehyd-3-phosphatdehydrogenase, kan forårsage ændringer i bruskmatrix, nedbrydning, tab af brusk, synovitis og andre ændringer, der ligner de patologiske ændringer af human slidgigt9. Det er blevet bemærket, at intraartikulær injektion af MIA inducerede vedvarende smerter 28 dage efter MIA administration, hvilket indikerer, at MIA modellen kan være nyttig til undersøgelse af kroniske nociceptive smerter10,11,12. I denne undersøgelse modtog hanrotter fra Sprague-Dawley intraartikulære injektioner med 0,5, 1,5 eller 3 mg MIA i knæleddet. Sværhedsgraden af MIA-inducerede ledsmerter blev målt ved vurdering af mekanisk og termisk følsomhed ved 1, 7, 14, 21, 28 og 35 dage efter injektioner. På dette grundlag blev 1,5 mg MIA valgt som den endelige koncentration til evaluering af gangmønstre og histologiske ændringer 28 dage efter injektioner.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Procedurer, der involverer dyr, er godkendt af Medical Norms and Ethics Committee of Zhejiang Chinese Medical University og er i overensstemmelse med Kinas lovgivning om brug og pleje af forsøgsdyr.
1. Intraartikulær injektion af monoiodoacetat i knæet
- Efter en uges akklimatisering fordeles tilfældigt og ligeligt 40 hanrotter fra Sprague-Dawley, der vejer 180-200 g (4-5 uger gamle), i fire grupper (n = 10 rotter/gruppe).
BEMÆRK: Rotter i kontrolgruppen vil blive intraartikulært injiceret med 50 μL saltvand, mens rotter i forsøgsgrupperne vil blive behandlet med henholdsvis 0,5, 1,5 eller 3 mg MIA opløst i 50 μL saltvand. - På injektionsdagen tilberedes opløsningen af MIA i sterilt saltvand (0,9 % NaCl) ved en koncentration på 15, 30 og 60 mg/ml og 10 % pentobarbitalopløsning i sterilt saltvand (0,9 % NaCl).
FORSIGTIG: MIA har en ekstremt ødelæggende virkning på slimhinden, de øvre luftveje, øjet og huden og andet væv. Derfor anbefales maske og handsker, når du forbereder en opløsning. - Bedøv rotter ved intraperitoneal injektion af ketamin ved 60 mg/kg og xylazin ved 5 mg/kg (begge fremstillet i saltvand). Klem forsigtigt rottens tæer med en pincet for at bekræfte anæstesi.
- Placer rotten med ryggen nedad. Barber knæet og tør området omkring knæleddet af med alkohol.
- Hold knæet i en 90° vinkel og afslør den hvide patellar sene under knæskallen. Tryk på patellasenen med fingerspidsen for at finde hullet under patellaen.
- Vælg krydset mellem spalten og den laterale patellar sene som injektionssted. Indsæt derefter 26 G nålen lodret i stedet ca. 5 mm. Der må ikke mærkes modstand, når nålen er i ledrummet.
BEMÆRK: Det er vigtigt at holde nålen vinkelret på injektionsstedet. - Injicer 50 μL saltvand eller MIA-opløsning i ledhulen. Træk langsomt kanylen ud og vikl et stykke gaze rundt om injektionsstedet for at minimere tilbagesvaling og lækage. Efter anæstesi opsving, fjern gasbindet.
- Test smerterelateret adfærd 1, 7, 14, 21, 28 og 35 dage efter injektioner som beskrevet i punkt 2.
2. Adfærdsmæssige vurderinger
- Tærskelværdi for mekanisk tilbagetrækning (MWT)
BEMÆRK: MWT blev målt ved von Frey-testen13 , og observatøren blev blindet for de injektioner, som dyrene havde modtaget.- Placer en rotte i et forhøjet plastbur (17 cm x 11 cm x 13 cm) med en trådnetbase ophængt 50 cm over et bord. Sørg for, at testmiljøet er støjsvagt, og giv rotten 30 minutter til at tilpasse sig miljøet.
- Tryk von Frey nålen vinkelret på plantaroverfladen af hver rottes bagpote. Forøg trykket gradvist (ca. 20 g / s) og lineært, indtil poteløft eller poteslikning finder sted.
- Brug en kraft, der er lavere end den foregående tærskel, for at sikre, at tærsklen er den mindste tilbagetrækningskraft. Test hver rotte mere end tre gange, mindst 3-5 min fra hinanden.
- Optag den minimale kraft, der fremkalder en poteudtagningsrefleks. Gennemsnittet af dataene som MWT for rotter.
- Termisk tilbagetrækningsforsinkelse (TWL)
BEMÆRK: TWL blev målt ved hjælp af plantartestapparatet (Table of Materials), og observatøren blev blindet for de injektioner, som dyrene havde modtaget.- Placer en plexiglaskasse (60 cm x 20 cm x 14 cm, opdelt i 6 rum) på en 3 mm tyk glasplade, og læg rotter i kassen (en i hvert rum). Sørg for, at miljøet er stille, og at stuetemperaturen er konstant.
- Giv rotterne 30 minutter til at tilpasse sig testmiljøet.
- Kalibrer den termiske stimulus via det infrarøde radiometer. Indstil den ønskede infrarøde intensitet til 70 enheder.
- Placer den infrarøde sender/detektor på beholderen direkte under midten af poten, der testes.
- Tryk på START-knappen . Timeren starter automatisk. Controlleren slukker automatisk for det infrarøde lys og stopper timeren helt, så snart poten bevæger sig.
- Optag reaktionstiden, når udseendet af pote tilbagetrækning og pote slikker.
BEMÆRK: Et positivt svar på testen betragtes som poteudtagning og poteslikning. Hvis der kun forekommer potetilbagetrækning, bør det betragtes som en frivillig bevægelse af rotten snarere end en positiv reaktion. - Gentag testen mere end tre gange. Gennemsnit dataene som TWL for rotter.
BEMÆRK: Hver eksponering for strålevarme bør ikke overstige 20 s. Infrarød stimulering på samme bagpote skal være mindst 3-5 min fra hinanden.
- Analyser af gangmønstre
BEMÆRK: Gangmønsteranalyserne blev målt ved hjælp af et billeddannelsessystem (materialetabel), og observatøren blev blindet for de injektioner, som dyrene havde modtaget.- Juster gangrummets længde ved hjælp af knapperne i begge ender af gangrummet til en passende længde til rotter (f.eks. 61 cm).
- Placer en rotte i gangkupéen, og træn rotter til at løbe uafbrudt i mindst 5 trincykler med en hastighed på 18 cm / s før det formelle eksperiment.
BEMÆRK: Når en rotte først placeres i gangrummet, kan hastigheden indstilles til ca. 20 cm/s og slukkes, når der løbes ca. 2 s. Indstil derefter hastigheden til 18 cm/s. Bank forsigtigt på bagsiden af rotten med skillevæggen, hvis rotten holder pause eller trækker sig tilbage under gang. Prøv at reducere hastigheden gradvist fra 18 cm / s til 10 cm / s. Hvis rotten i sidste ende ikke udfører testen, er det acceptabelt at vælge en anden rotte til testen. - Forøg langsomt løbebåndets hastighed, indtil det når målhastigheden (18 cm / s). Optag mindst 5 s video af rottens kontinuerlige bevægelse med det digitale højhastighedsvideokamera monteret under det gennemsigtige løbebånd.
- Test hver rotte med mindst 5 minutters mellemrum for at opnå mindst tre uafbrudte løb.
- Tegn en "afgrænsningsramme" for at definere grænsen for dyreluftningsbillede i billedbehandlingssoftwaren, og indtast kørselshastigheden for hver video. Vælg videoer som en gruppe, og behandl videoer automatisk af softwaren. Efter behandling af videoer udsender softwaren flere regneark for at rapportere gangindekser, herunder holdning, sving, bremsning, fremdrift, kadence, trinsekvens osv.
- Beregn det samlede poteareal (cm2), den gennemsnitlige skridtlængde (cm), og foren skridtlængden.
BEMÆRK: Det samlede poteareal er gennemsnittet af det samlede areal på fire poter for hver gruppe rotter, og potearealet defineres som det maksimale poteareal, der er i kontakt med løbebåndet i trincyklussens holdningsfase. Skridtlængde er afstanden mellem de første kontakter af samme pote i et komplet skridt. Skridtlængde = gennemsnitlig skridtlængde (cm)/kropslængde (cm).
3. Histopatologiske og immunhistokemiske analyser
- Aflive rotter ved intraperitoneal injektion af pentobarbitalnatrium ved 150 mg/kg (fremstillet i saltvand). Knæleddene resekteres straks til de histologiske analyser.
- Fastgør leddene i 10% formalin i 24 timer, afkalk med 10% EDTA i fosfatbufret saltvand (PBS) i 8 uger, og indlejr derefter leddene i paraffin.
FORSIGTIG: Formalin kan forårsage irritation af øjne, hud og luftveje. Det skal håndteres i en hætte. - Paraffinindlejrede samlinger med en tykkelse på 3 mm forbindes med et mikrotomt og flyder i et 40 °C vandbad, der indeholder destilleret vand.
- Overfør sektioner til glasskinner. Tør dias natten over, og opbevar dias ved stuetemperatur (RT) for at fortsætte den følgende farvning.
- Anbring rutsjebaner i en 60 °C ovn i 4 timer for at afparaffinisere.
- Dyp diasene successivt i xylen, xylen, 100% ethanol, 100% ethanol, 95% ethanol, 80% ethanol og 75% ethanol i henholdsvis 5 minutter ved RT.
- Pletsektioner med hæmatoxylin og eosin (H&E), safranin-O (SO) og Alcian blå hæmatoxylin (ABH) samt antistoffer mod rotte type II kollagen (Col2), type X kollagen (Col10) og matrixmetalloproteinase 13 (MMP13), som beskrevet i trin 3.8-3.12.
- H&E farvning
- Skyl dias med deioniseret H2O i 3 min. Plet glider med hæmatoxylin i 3-5 min.
- Skyl dias med deioniseret H2O 3x, 1 min hver, indtil der ikke er noget hæmatoxylin tilbage på overfladen.
- Plet dias med eosin i 30 s. Skyl derefter dias med deioniseret H2O 3x, 1 min hver, indtil der ikke er nogen eosin tilbage på overfladen.
- Dyp dias i 0,1% ammoniak i 10-20 s. Skyl derefter dias med deioniseret H2O 3x, 1 min hver.
- Dyp dias successivt i henholdsvis 95% ethanol, 100% ethanol, xylen, xylen og xylen i 1 min.
- Dækslip diasene med neutral harpiks.
- Så farvning
- Skyl dias med deioniseret H2O i 3 min. Plet glider med hæmatoxylin i 3-5 min.
- Differentier hurtigt i 1% syrealkohol (ca. 3 s). Skyl derefter dias med deioniseret H2O 3x, 1 min hver, indtil der ikke er noget hæmatoxylin tilbage på overfladen.
- Pletslides med Fast Green (FCF) opløsning i 5 min. Skyl derefter dias med deioniseret H2O 3x, 1 min hver.
- Plet glider med SO i 1-2 min. Skyl derefter dias med deioniseret H2O 3x, 1 min hver.
- Skyl rutsjebanerne med 1% eddikesyre i 1-2 min for at fjerne den resterende FCF. Skyl dias med deioniseret H2O i 1 min.
- Dyp dias successivt i henholdsvis 95% ethanol, 100% ethanol, xylen, xylen og xylen i 1 min.
- Dækslip diasene med neutral harpiks.
- ABH farvning
- Skyl dias med deioniseret H2O i 3 min. Dyp dias i 1% syrealkohol i 30 s og dræn kort på et køkkenrulle (skyl ikke).
- Dyp dias i ABH i 1 time. Skyl derefter rutsjebaner med deioniseret H2O 3x, 1 min hver, indtil der ikke er nogen ABH tilbage på overfladen.
- Differentier hurtigt i 1% syrealkohol (ca. 3 s). Skyl dias med deioniseret H2O 3x, 1 min hver.
- Dyp dias i 0,5% ammoniumvand i 15 s. Skyl derefter dias med deioniseret H2O 3x, 1 min hver.
- Dyp dias i 95% ethanol i 1 min. Dyp slides i eosin/orange G opløsning i 1,5 min.
- Dyp dias successivt i henholdsvis 95% ethanol, 100% ethanol, xylen, xylen og xylen i 1 min.
- Dækslip diasene med neutral harpiks.
- Undersøg alle dias under et mikroskop og statistisk karakter på en skala fra 0-13 ved dobbeltblind observation, ifølge Mankins scoringssystem14.
- Immunhistokemi
- Skyl dias med deioniseret H2O i 3 min.
- Dyp objektglas i 0,1 M natriumcitrat og anbring objektglas i en 60 °C ovn i 4 timer for at opsamle antigenet.
- Dyp dias i 0,3% Triton X-100 i PBS i 10 min. Skyl derefter rutsjebaner med PBS 2x, 3 min hver.
- Inkuber sektioner i 3% H2O2-opløsning i methanol ved RT i 10 minutter for at blokere endogen peroxidaseaktivitet. Skyl dias med PBS 2x, 3 min hver.
- Inkuber sektioner med 5% gedeskrum, i PBS i 30 minutter ved RT for at blokere enhver ikke-specifik binding. Skyl dias med PBS 2x, 3 min hver.
- Sektioner inkuberes natten over ved 4 °C med 100 μL PBS-fortyndede (1:1.000) primære antistoffer mod rottetype II-kollagen (Col2), type X-kollagen (Col10) og matrixmetalloproteinase 13 (MMP13). Skyl dias med PBS 2x, 3 min hver.
- Inkuber sektioner med 100 μL PBS-fortyndet (1:1.000) sekundært antistof (sekundært gedeantimuse eller gede-antimuse-sekundært) i 20 minutter ved RT. Skyl dias med PBS 2x, 3 min hver.
- Inkuber sektioner med 100 μL 3,3′-diaminobenzidin (DAB) arbejdsopløsning. Overvåg reaktionen, da den kromogene reaktion gør epitopstederne brune.
FORSIGTIG: DAB er kræftfremkaldende. Brug altid handsker og arbejd i hætte, når du arbejder med DAB.
BEMÆRK: Tiden for farveudvikling kan variere fra et par sekunder til 10 min. - Så snart en brun farve udvikler sig på sektionerne, skylles dias med deioniseret H2O 2x, 3 min hver.
- Dyp dias i hæmatoxylin i 1-2 minutter for at modvirke pletdias. Skyl derefter dias med deioniseret H2O 3x, 1 min hver.
- Dyp dias successivt i henholdsvis 95% ethanol, 100% ethanol, xylen, xylen og xylen i 1 min.
- Dækslip diasene med neutral harpiks.
- Overhold farven på antistoffarvningen i sektionerne under et mikroskop.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Med denne metode etablerede vi en OA-smertemodel hos rotten og opdagede de resulterende ændringer. MWT og TWL reflekterede henholdsvis mekanisk allodyni og termisk hyperalgesi. Som vist i figur 1 var MIA induceret mekanisk allodyni og termisk hyperalgesi til stede på en dosisafhængig måde. Bemærkelsesværdigt nåede faldet i MWT et højdepunkt fra 21 dage til 28 dage og steg derefter igen, hvilket tyder på, at fælles reparation kan forekomme på dette stadium, men MWT på 3 mg MIA-gruppen var stadig på et lavt niveau. Ændringen af TWL var nogenlunde i overensstemmelse med MWT (figur 2).
På dette grundlag valgte vi 1,5 mg MIA som den endelige dosis og vurderede gangmønstre og histologiske ændringer 28 dage efter injektionen. Gangparametre (samlet poteareal og skridtlængde) afspejlede smerterelateret adfærd. Niveauer af gangparametre, herunder det samlede poteareal (figur 3A) og enhedsskridtlængde (figur 3B) blev signifikant reduceret i MIA-gruppen efter 28 dage, hvilket tyder på, at MIA inducerede slidgigtrelaterede ledsmerter hos rotter. Med øget Mankins score på de histopatologiske dias blev degeneration af brusk, forstyrrelse af kollagen og disorganisering af matrix tydeligt set i MIA-gruppen (figur 4). Som illustreret i figur 5 forårsagede 1,5 mg MIA en signifikant opregulering af MMP13 og Col10 og signifikant nedregulering af Col2.
Figur 1: Udvikling af MTW efter MIA injektion. Mekaniske tilbagetrækningstærskler for bagpoter blev vurderet efter injektion af MIA (0,5, 1,5 eller 3 mg/rotte) og saltvand (0,9% NaCl), n = 10 rotter/gruppe. Værdier præsenteres som middelværdi ± SD. **P < 0,01 vs. saltvandsbehandlet gruppe; Envejs ANOVA efterfulgt af Fishers sammenligning af mindst signifikante forskelle (LSD). Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Udvikling af TWL efter MIA injektion. Termisk tilbagetrækningslatens for bagpoter blev vurderet efter injektion af MIA (0,5, 1,5 eller 3 mg/rotte) og saltvand (0,9% NaCl), n = 10 rotter/gruppe. Værdier præsenteres som gennemsnit ± SD. **P < 0,01 vs. saltvandsbehandlet gruppe (NC); Envejs ANOVA efterfulgt af Fishers LSD-sammenligning. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: Ganganalyse 28 dage efter MIA-injektion. (A) Samlet poteareal (cm2). Samlet poteareal: gennemsnittet af det samlede areal på fire poter for hver gruppe rotter. (B) Enhedens skridtlængde. Skridtlængde = Gennemsnitlig skridtlængde (cm)/kropslængde (cm). n = 10 rotter/gruppe. Værdier præsenteres som middelværdi ± SD. # #P < 0,01 vs. saltvandsbehandlet gruppe (NC) på dag 28. Dette tal er blevet ændret fra Yan et al.15. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: Histopatologisk observation (HE-, SO- og AHB-farvning) og Mankins scoring af rotteknæled på dag 28 efter MIA-behandling. n = 10 rotter/gruppe. Skalabjælke = 40 μm. Værdier præsenteres som middelværdi ± SD. ##P < 0,01 vs. saltvandsbehandlet gruppe (NC). Envejs ANOVA efterfulgt af Fishers LSD-sammenligning. Dette tal er blevet ændret fra Yan et al.16. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 5: Immunohistokemisk observation af ekspressionerne af MMP13, Col2 og Col10 i rottebrusk på dag 28. Skalastang = 50 μm. N = 10 rotter/gruppe. Dette tal er blevet ændret fra Yan et al.16. Klik her for at se en større version af denne figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Rottemodellen af OA induceret af MIA er en veletableret, udbredt model. Intraartikulær injektion af MIA forårsager oprindeligt alvorlig og akut inflammation, hvilket giver anledning til den længere og degenerative fase af OA17,18. I denne forskning målte vi nociceptiv følsomhed ved MWT og TWL og vurderede gangændringer med et billeddannelsessystem. Tidligere rapporter viste, at injektionen af MIA kunne øge følsomheden af afferente knæledsfibre, hvilket fører til nociception, hvilket afspejles af termisk hyperalgesi og reduceret mekanisk tærskel 19,20. Det er bevist, at gangændringer var relateret til forbedret nociception, hvilket tyder på, at gangmønstre kunne bruges til at evaluere smertemodeller21. Derfor anvendes MIA-inducerede modeller hovedsageligt til at vurdere OA-relateret smerte og screene orale lægemidler samt ledinjektionslægemidler 3,6.
Selvom det sammenlignet med den kirurgisk inducerede OA-model er enklere og hurtigere at injicere MIA i ledhulen, er der stadig kritiske punkter i modelleringen. Først og fremmest er ledhulen hos rotter lille, og dens placering skal bekræftes før injektion. For det andet er MIA giftigt, så dosis MIA bør vælges omhyggeligt. Det er blevet rapporteret, at MIA kunne fremkalde ledbruskskader på en dosis- og tidsafhængig måde (vurderet ved OARSI's histologiske score og Mankin-score), hvilket indikerer, at progression og sværhedsgrad af ledlæsioner kan moduleres ved at regulere koncentrationen af MIA22,23. MIA viste sig at fremkalde smerte og oxidative stressmarkører ved høje doser10,18,24. Tidligere rapporter antydede, at en 1,5 mg dosis MIA injektion hos rotter producerede en inflammatorisk proces, der ligner humant knæ OA18,25. Desuden er det vigtigt at bruge den samme eksperimentator gennem hele adfærdstesten og at gøre rotterne bekendt med miljøet på forhånd for at reducere angst og undgå at påvirke de eksperimentelle resultater.
Som nævnt ovenfor er OA dyremodeller normalt opdelt i spontane og inducerede modeller. Intraartikulær injektion af MIA anvendes i vid udstrækning på grund af flere fordele: 1) enkel betjening; 2) let induktion og reproducerbarhed; 3) kontrollerbar dosis og sværhedsgrad; 4) kort modelleringstid; og 5) egnethed til små dyr såvel som store dyr. Men ligesom andre dyremodeller har MIA-inducerede OA-modeller også flere ulemper. Omfattende celledød og hurtig fælles destruktion efter MIA-injektion er uforenelige med spontan eller posttraumatisk OA hos mennesker26. Desuden kan resterende MIA i ledhulen påvirke virkningerne af efterfølgende intraartikulære behandlinger, hvilket resulterer i et usikkert resultat ved anvendelse af MIA-modellen. Hvorvidt ledhulen skal vaskes før terapeutisk injektion i denne model, forbliver et ubesvaret spørgsmål. Samlet set er der ingen enkelt dyremodel, der perfekt rekapitulerer alle aspekter af human OA, men den brede vifte af tilgængelige modeller gør det muligt at anvende flere modeller på de mest relevante spørgsmål syntetisk.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har intet at afsløre.
Acknowledgments
Denne undersøgelse blev finansieret af Zhejiang Provincial Natural Science Foundation of China (bevillingsnr.: LY17H270016), National Natural Science Foundation of China (bevillingsnr.: 81774331, 81873049 og 81673997) og Zhejiang Provincial Science and Technology Project of Traditional Chinese Medicine of China (bevillingsnr.: 2013ZQ007 og 2016ZZ011).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Anti-Collagen II antibody | Abcam(UK) | 34712 | Primary antibody for immunohistochemistry (IHC) |
| Anti-Collagen X (Col10) antibody | Abcam(UK) | 49945 | Primary antibody for IHC |
| DigiGait Imaging System | Mouse Specifics (Boston, MA, USA) | Equipment for gait patterns analyses | |
| Eosin | Sigma-Aldrich | 861006 | The dye for HE staining |
| Fast Green FCF | Sigma-Aldrich | F7252 | The dye for SO staining |
| Goat anti-mouse antibody | ZSGQ-BIO (Beijing, China) | PV-9002 | Secondary antibody for IHC |
| Goat anti-rabbit antibody | ZSGQ-BIO (Beijing, China) | PV-9001 | Secondary antibody for IHC |
| Hematoxylin | Sigma-Aldrich | H3163 | The dye for HE staining |
| MIA | Sigma-Aldrich | I4386-10G | powder |
| MMP13 | Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, MA, USA) | 69926 | Primary antibody for IHC |
| Modular tissue embedding center | Thermo Fisher Scientific (USA) | EC 350 | Produce paraffin blocks. |
| Plantar Test apparatus | UgoBasile (Italy) | 37370 | Equipment for TWL assay |
| PrimeScript RT reagent Kit (Perfect Real Time) | TaKaRa Biotechnology Co. Ltd. (Dalian, China) | RR037A | Extracte total RNA from cultured cells |
| Rotary and Sliding Microtomes | Thermo Fisher Scientific (USA) | HM325 | Precise paraffin sections. |
| Safranin-O | Sigma-Aldrich | S2255 | The dye for SO staining |
| Tissue-Tek VIP 5 Jr | Sakura (Japan) | Vacuum Infiltration Processor |
References
- Hunter, D. J., Schofield, D., Callander, E. The individual and socioeconomic impact of osteoarthritis. Nature Reviews Rheumatology. 10 (7), 437-441 (2014).
- Neogi, T. The epidemiology and impact of pain in osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage. 21 (9), 1145-1153 (2013).
- Teeple, E., Jay, G. D., Elsaid, K. A., Fleming, B. C. Animal models of osteoarthritis: challenges of model selection and analysis. AAPS Journal. 15 (2), 438-446 (2013).
- Woolf, A. D., Pfleger, B.
- Bijlsma, J. W., Berenbaum, F., Lafeber, F. P. Osteoarthritis: an update with relevance for clinical practice. Lancet. 377 (9783), 2115-2126 (2011).
- McCoy, A. M. Animal Models of Osteoarthritis: Comparisons and Key Considerations. Veterinary Pathology. 52 (5), 803-818 (2015).
- O'Neill, T. W., Felson, D. T.
- Kuyinu, E. L., Narayanan, G., Nair, L. S., Laurencin, C. T. Animal models of osteoarthritis: classification, update, and measurement of outcomes. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 11, 19 (2016).
- Takahashi, I., Matsuzaki, T., Hoso, M. Long-term histopathological developments in knee-joint components in a rat model of osteoarthritis induced by monosodium iodoacetate. Journal of Physical Therapy Science. 29 (4), 590-597 (2017).
- Liu, P., et al.
- Combe, R., Bramwell, S., Field, M. J. The monosodium iodoacetate model of osteoarthritis: a model of chronic nociceptive pain in rats. Neuroscience Letters. 370 (2-3), 236-240 (2004).
- Pomonis, J. D., et al. Development and pharmacological characterization of a rat model of osteoarthritis pain. Pain. 114 (3), 339-346 (2005).
- Chaplan, S. R., Bach, F. W., Pogrel, J. W., Chung, J. M., Yaksh, T. L. Quantitative assessment of tactile allodynia in the rat paw. Journal of Neuroscience Methods. 53 (1), 55-63 (1994).
- Mankin, H. J., Dorfman, H., Lippiello, L., Zarins, A. Biochemical and metabolic abnormalities in articular cartilage from osteo-arthritic human hips. II. Correlation of morphology with biochemical and metabolic data. Journal of Bone and Joint Surgery. 53 (3), 523-537 (1971).
- Yan, L., et al. Chondroprotective effects of platelet lysate towards monoiodoacetate-induced arthritis by suppression of TNF-α-induced activation of NF-ĸB pathway in chondrocytes. Aging. 11 (9), 2797-2811 (2019).
- Yan, B., et al. Intra-Articular Injection of Extract Attenuates Pain Behavior and Cartilage Degeneration in Mono-Iodoacetate Induced Osteoarthritic Rats. Frontiers in Pharmacology. 9, 1360 (2018).
- Wang, C., et al. Agkistrodon ameliorates pain response and prevents cartilage degradation in monosodium iodoacetate-induced osteoarthritic rats by inhibiting chondrocyte hypertrophy and apoptosis. Journal of Ethnopharmacology. 231, 545-554 (2019).
- Yamada, E. F., et al. Evaluation of monosodium iodoacetate dosage to induce knee osteoarthritis: Relation with oxidative stress and pain. International Journal of Rheumatic Diseases. 22 (3), 399-410 (2019).
- Schuelert, N., McDougall, J. J. Electrophysiological evidence that the vasoactive intestinal peptide receptor antagonist VIP6-28 reduces nociception in an animal model of osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage. 14 (11), 1155-1162 (2006).
- Lee, S. E. Choline, an alpha7 nicotinic acetylcholine receptor agonist, alleviates hyperalgesia in a rat osteoarthritis model. Neuroscience Letters. 548, 291-295 (2013).
- Piesla, M. J., et al. Abnormal gait, due to inflammation but not nerve injury, reflects enhanced nociception in preclinical pain models. Brain Research. 1295, 89-98 (2009).
- Udo, M., et al. Monoiodoacetic acid induces arthritis and synovitis in rats in a dose- and time-dependent manner: proposed model-specific scoring systems. Osteoarthritis and Cartilage. 24 (7), 1284-1291 (2016).
- Guingamp, C., et al. Mono-iodoacetate-induced experimental osteoarthritis: a dose-response study of loss of mobility, morphology, and biochemistry. Arthritis & Rheumatism. 40 (9), 1670-1679 (1997).
- Jeong, J. H., et al. Eupatilin Exerts Antinociceptive and Chondroprotective Properties in a Rat Model of Osteoarthritis by Downregulating Oxidative Damage and Catabolic Activity in Chondrocytes. PLoS ONE. 10 (6), 0130882 (2015).
- Cook, J. L., et al.
- Little, C. B., Zaki, S. What constitutes an "animal model of osteoarthritis"--the need for consensus. Osteoarthritis and Cartilage. 20 (4), 261-267 (2012).
