Method Article
وأجري الفحص طولية من فقدان العظام في femurs وظنبوب من فئران بالغة بعد إصابة الحبل الشوكي باستخدام متسلسلة جرعة منخفضة من الأشعة السينية بالاشعة. تم الكشف عن الساق فقدان العظام طوال فترة الدراسة ، في حين لم يتم الكشف عن فقدان العظام في عظم الفخذ حتى 40 إصابة آخر أيام.
وغالبا ما يترافق اصابات الحبل الشوكي (النخاع الشوكي) من ترقق العظم في مناطق تحت الآفة من الحوض والأطراف السفلية ، مما أدى إلى ارتفاع وتيرة للكسور 1. وهذه الكسور كثيرا ما تحدث في المناطق التي فقدت الوظيفة الحسية العادية ، والمريض هو في خطر أكبر من الأمراض التي تعتمد على كسر ، بما في ذلك الوفاة. وقد عزا اصابات النخاع الشوكي التي تعتمد على الخسارة في كلا كثافة المعادن في العظام (BMD ، غرام / سم 2) والعظام المحتوى المعدني (BMC ، غراما) إلى الترك الميكانيكية 2 ، 3 إشارات العصبية الشاذة والتغيرات الهرمونية 4. ويمكن استخدام نماذج من القوارض اصابات النخاع الشوكي التي يسببها ترقق العظام توفر معلومات لا تقدر بثمن فيما يتعلق بآليات الكامنة وراء تطور هشاشة العظام بعد اصابات النخاع الشوكي وكذلك بيئة اختبار للجيل الجديد من العلاجات 5-7 (، واستعرض في 8). نماذج الماوس من اصابات النخاع الشوكي ذات أهمية كبيرة لأنها تسمح لنهج الاختزالية لآلية BA -تقييم الحوار الاقتصادي الاستراتيجي من خلال استخدام الفئران المعدلة وراثيا لاغية و. في حين أن مثل هذه النماذج قدمت بيانات مهمة ، لا تزال هناك حاجة لأساليب الحد الأدنى الغازية موثوق بها ، ويمكن استنساخه ، وقابلة للقياس في تحديد مدى فقدان العظام بعد اصابات النخاع الشوكي ، وخصوصا مع مرور الوقت وضمن نفس الفوج من حيوانات التجارب ، لتحسين التشخيص وأساليب العلاج ، و / أو الوقاية من اصابات النخاع الشوكي التي يسببها ترقق العظام.
سيكون وسيلة مثالية لقياس كثافة العظام لدى القوارض تسمح التعرض متعددة ، متتابعة (بمرور الوقت) إلى مستويات منخفضة من الأشعة السينية. هذه الدراسة توضح استخدام ماسح ضوئي لكامل حيوانية جديدة ، لومينا IVIS XR (الفرجار الآلات) التي يمكن استخدامها لتوفير الطاقة المنخفضة (milligray 1-3 (mGy)) عالية الدقة وعالية التكبير صور الأشعة السينية عظام أطرافهم هند الماوس مع مرور الوقت بعد اصابات النخاع الشوكي. واعتبرت خسارة كبيرة في الكثافة العظمية للظن من الفئران بنسبة 10 أيام آخر الشوكي transection مقارنة يصب السيطرة العمر المتطابقة ، (السذاجة) الفئران (13 ٪ انخفاضا ، ف <0.0005). كانت خسارة كثافة العظام في عظم الفخذ البعيدة أيضا كشفها اليوم 10 بعد اصابات النخاع الشوكي ، في حين أن فقدان كثافة في عظم الفخذ والداني لا يمكن كشفها حتى 40 إصابة آخر أيام (انخفاض بنسبة 7 ٪ ، P <0.05). وتم تأكيد اصابات النخاع الشوكي والتي تعتمد على فقدان كثافة عظم الفخذ الماوس بعد الوفاة من خلال استخدام الطاقة المزدوجة قياس امتصاص الأشعة السينية (DXA) ، و "المعيار الذهبي" الحالية لقياس كثافة العظم. يمكننا الكشف عن فقدان 12 ٪ من BMC في femurs من الفئران في 40 يوما بعد اصابات النخاع الشوكي باستخدام ومينا IVIS XR. هذا يقارن ايجابيا مع خسارة BMC ذكرت سابقا ، 13.5 ٪ بواسطة بيكار وزملائه الذين اعتادوا على تحليل DXA femurs الماوس بعد الوفاة 30 يوما بعد اصابات النخاع الشوكي 9. نتائجنا تشير الى ان لومينا IVIS XR يوفر رواية ، high-resolution/high-magnification طريقة لأداء على المدى الطويل ، والقياسات الطولي للهند أطرافهم كثافة العظام في الماوس بعد اصابات النخاع الشوكي.
1. نموذج الفأر الشوكي transection
2. طولية تقييم كثافة العظام باستخدام ومينا IVIS XR على الفوج نفسه من spinally - مقطوع الفئران
3. تحليل صورة بفحص الأشعة السينية IVIS
4. بعد الوفاة تحليل كثافة العظام :
5. DXA التحليل باستخدام Hologic QDR كثافة العظام 4000
6. ممثل النتائج :
كثافة العظم النسبي خسارة الساق والفخذ الماوس بعد إصابة الحبل الشوكي عند الفئران مقارنة ساذجة قابلا للاكتشاف باستخدام الأسلوب أعلاه. هناك انخفاض كبير في كشف كثافة العظام بعد10 أيام فقط (12 ٪ ، P <0.0005) ، مع ما يصل الى 15 ٪ هشاشة العظام في 40 يوما (ف <0.0005 ، الشكل 4). ولوحظ كثافة العظام الخسارة في عظم الفخذ في 40 إصابة آخر أيام (انخفاض بنسبة 7 ٪ ، P <0.05 ، الشكل 5). هذه النتائج تقدم دليلا على استخدام التصوير بالأشعة السينية غير الغازية لمراقبة الطولي للتغيير كثافة العظام بعد إصابة الحبل الشوكي.
من أجل مقارنة مدى فعالية هذه الطريقة على ما هو متاح حاليا ، ونحن حللت femurs استئصاله من هذه الفئران بعد 40 يوما من الإصابة به DXA التصوير. ويمكن الاطلاع على تمثيل إخراج البيانات في الشكل 6. وجدنا أن هناك خسائر كبيرة في محتوى المعادن في العظام لدى الفئران اصابات النخاع الشوكي عند مقارنة ساذجة (12 ٪ انخفاضا ، P <0.05 ، الشكل 7). لم كثافة المعادن في العظام لا تتغير بشكل كبير ، ولكن لم تتبع اتجاها مماثلا (الشكل 8). هذه النتائج مشابهة لتلك التي وجدت في الأدب ؛ بيكار وآخرون وحظ انخفاض 13.5 ٪ (P <0.001) في BMC ، ولكن لا decr كبيرةسهولة في BMD (بيكار 2008).
الشكل 1. الجدول الزمني التجريبي.
الشكل 2 التوجه ممثل أطرافه الخلفية اليسرى : صورة) و ب) الأشعة السينية.
الشكل 3. أبعاد دوروا والتوجيه داخل المناطق القريبة من عظم الفخذ والساق.
الشكل 4. فقدان كثافة العظام بعد اصابات النخاع الشوكي في الساق القريبة 10 و 20 و 30 و 40 يوما بعد الإصابة (ن = 5) مقارنة naives في العمر كعينة (ن = 5). أشرطة الخطأ تمثل SEM ** ؛ ع <0.005 ، *** ع <0.0005.
الشكل 5. هشاشة العظام بعد اصابات النخاع الشوكي في عظم الفخذ القريبة 10 و 20 و 30 و 40 يوما بعد الإصابة (ن = 5) مقارنة naives في العمر كعينة (ن = 5). أشرطة الخطأ تمثل SEM ؛ * P <0.05.
الشكل 6. هشاشة العظام بعد اصابات النخاع الشوكي في عظم الفخذ البعيدة أيام 10 و 20 و 30 و 40 بعد اصابة (ن = 5) مقابل العمر المتطابقة ضوابط ساذجة (ن = 5). أشرطة الخطأ تمثل SEM ؛ * ع <0،01-0،05 ؛ ** ع <،001-،01 ؛ *** ع <0،0001-،001 ؛ **** ع <0.0001.
الرقم 7. صورة الممثل تظهر البيانات DXA BMC والإخراج BMD.
الرقم 8. DXA تحليل محتوى المعادن في العظام (غرام) في النخاع الشوكي للفئران femurs 40 يوما آخر إصابة (ن = 5) مقابل العمر المتطابقة naives (ن = 5).أشرطة الخطأ تمثل SEM ؛ * P <0.05.
الرقم 9. DXA تحليل كثافة المعادن في العظام (ملغم / سم 2) في femurs من الفئران اصابات النخاع الشوكي إصابة آخر 40 أيام (ن = 5) مقابل العمر المتطابقة naives (ن = 5). أشرطة الخطأ تمثل SEM ، لا يوجد فرق كبير.
هذه الدراسة تقدم الرواية ، غير الغازية طريقة لتقييم التغيرات في كثافة العظام الفردية (للظن وfemurs) طوليا ، ضمن فوج واحد من الفئران ، وذلك باستخدام IVIS الفرجار ومينا نظام التصوير XR. اصابات النخاع الشوكي تنتج انخفاضا في كثافة العظام في كل من femurs ظنبوب وعندما درس ضمن فوج واحد من spinally - مقطوع الفئران على مدى 40 يوما مقايسة مقارنة بالعمر المتطابقة ، لم يصب الفئران السيطرة. وقد أكد نتائجنا في عظم الفخذ ، بعد الوفاة ، من خلال استخدام DXA ، مما يوحي بأن تطبيق الصكوك الفرجار XR ومينا IVIS يمكن أن تكون بمثابة أداة قياس حساسة لتقييم الآثار الطويلة الأجل والتدريجي للاصابات النخاع الشوكي في فقدان العظام .
وإحدى هذه المنافع المحتملة للمحققين باستخدام هذا النظام هو القدرة على متابعة تطور طوليا تغيرات مرضية في العظام أطرافهم هند من الحيوانات التالية اصابات النخاع الشوكي. القدرة على تقييم فوج واحد على مدى فترات زمنية طويلة توفر شمزايا رونغ للمحقق من حيث : التكاليف) 1 المرتبطة شراء الحيوانات والرعاية الطويلة الأجل. بدلا من الدراسة التي تتطلب أعدادا كبيرة من الحيوانات التي تحتاج إلى أن تكون التضحية في نقطة زمنية محددة من أجل تقييم التغيرات التي تعتمد على الوقت ، يمكن اتباع هذه النتائج المرضية داخل الفوج نفسه خلال تلك الفترة الزمنية نفسها ، 2) التباين : بالإضافة إلى مقارنة مع الأفواج التحكم ، يمكن تقييم النتائج المتولدة داخل فوج واحد من الموضوعات المصابين ومقارنة بين نقاط الوقت نفسه للحيوانات في جميع أنحاء نطاق الدراسة ؛ مرة أخرى ، والحد من التقلبات سواء داخل الحيوان فضلا عن الحاجة للحصول على أكبر أفواج من الموضوعات التجريبية.
في حين أن IVIS الفرجار ومينا XR قدمت لنا معلومات هامة تتعلق طولية تطوير اصابات النخاع الشوكي التي يسببها ترقق العظام ، وهناك القيود التي ينبغي النظر فيها هي : 1) في حين أن هذا أتاح لنا منصة لتوليد عالية الدقة للأشعة السينية DATA في عظام أطرافهم هند من الفئران بعد اصابات النخاع الشوكي ، قد تكون محدودة فائدته إلى القوارض الصغيرة مثل الفئران. ارتفاع موضوع الحد الأقصى المسموح به داخل XR ومينا هو 2.8 سم. لا يمكن أي شيء أعلاه أن ارتفاع يمكن تصوير بنجاح باستخدام الأشعة السينية مكون من XR لومينا. في أيدينا ، وهذا يحول دون قدرتنا على دراسة الفئران في الوزن غرام 200-250. في حين أنه قد يكون من الممكن للفئران صورة تحت هذا النطاق الوزن أو غيرها من القوارض مثل الفئران البيضاء أو الجربوع ، وهذا يتطلب إجراء اختبارات إضافية من جانب بي. 2) التوجه المشترك. فمن الأهمية بمكان أن يقدم الباحث بعناية أطرافه في اتجاه استنساخه بسهولة من شأنها أن تسمح بالمقارنة بين نجاح جلسات التصوير. وتوحيد التنسيب أطرافهم السماح للمحقق لتوليد وتطبيق موحد لROI التي يمكن حفظها وتطبيقها عبر هذين الموضوعين والوقت.
عموما ، فإننا نعتقد أن لومينا IVIS XR يوفر منصة ممتازة مع الذي لنموذجتطوير اصابات النخاع الشوكي التي تعتمد على هشاشة العظام لدى الفئران. فإن القدرة على دراسة فقدان العظام طوليا داخل الفوج الماوس نفسه يسمح لنا : 1) فهم أفضل لطبيعة الزماني للخسارة العظم والنخاع الشوكي بعد التنقيه ، 2) تحديد ما إذا كانت هذه التغييرات استقرار مع مرور الوقت ، 3) يستكشف ، مع توافر على حد سواء وراثيا وخطوط الماوس فارغة ، والقدرة على دراسة الآليات الجزيئية الكامنة وراء هذه التغيرات المرضية بطريقة اختزالية ، و 4) من المحتمل جدا أن أهم ميزة ، والبدء في اختبار تدخلات جديدة ترمي إلى منع أي تطور مرض هشاشة العظام في مراحل مبكرة الإصابة ، أو لعكس هذه التغييرات ترقق العظام مرة واحدة وقد وضعت بالفعل. أخيرا ، لومينا XR ، بالإضافة إلى توفير إمكانيات ممتازة التصوير بالأشعة السينية ، ويمكن أن تستخدم أيضا لدراسة كل الإشارات bioluminescent والحيوانات التي تعيش في نيون. يمكن للمرء أن يتصور بسهولة دمج طرائق أخرى عرضت ضمن هذا النظام للنظر في مولtitude من العوامل التي تحدد ديناميات العظام ميكانيكيا بعد اصابات النخاع الشوكي أو أي مرض آخر عملية ينتج عنه هشاشة العظام.
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
نود أن نشكر كل من بعثة الاتصال ومؤسسة Gillson - Longenbaugh لتوفير الأموال اللازمة لهذا المشروع. نود أيضا أن نشكر الدكتور كاثرين أمبروز لنصيحتها الحرجة واستخدام معدات DXA لها. أخيرا ، نود أن نشكر الدكتور كاوري أونو ، قسم البيولوجيا التكاملية وعلم الصيدلة ، للحصول على اقتراحات لها في الفخذ DXA تحليل العظام.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
اسم الكاشف | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
---|---|---|---|
Beuthanasia | بتلر شين الحيوان الصحة | 001848 | |
Ketathesia (الكيتامين هيدروكلوريد) | بتلر شين الحيوان الصحة | 023061 | |
زيلازين | بتلر شين الحيوان الصحة | 037849 | |
Bupivicaine | بتلر شين الحيوان الصحة | 021801 | |
جلفوم ؛ 7MM | فيشر العلمية | NC0085178 | من أجل تعزيز خلال الإرقاء عملية جراحية |
IVIS ومينا XR | الفرجار العلوم الحياتية | 135400 | |
ZFOV ، و 2.5 سم من الميدان عرض العدسة | الفرجار العلوم الحياتية | 127285 | الضرورة القصوى إلىتوليد عالية التكبير الأشعة السينية صور للعظم هيكل |
QDR العظام مقياس الكثافة | Hologic | يستخدم النموذج لم يعد في الإنتاج |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved