Evaluación de la microarquitectura ósea trabecular en un modelo murino de osteoporosis

Resumen

Este protocolo presenta un método económico y eficiente para la evaluación cuantitativa de la microarquitectura ósea en un modelo murino de osteoporosis mediante la combinación de técnicas de tinción de hematoxilina-eosina (HE) y microtomografía computarizada (Micro-CT).

Resumen

La microestructura ósea se refiere a la disposición y calidad del tejido óseo a nivel microscópico. Comprender la microestructura ósea del esqueleto es crucial para comprender la fisiopatología de la osteoporosis y mejorar su tratamiento. Sin embargo, el manejo de muestras óseas puede ser complejo debido a sus propiedades duras y densas. En segundo lugar, el software especializado dificulta el procesamiento y análisis de imágenes. En este protocolo, presentamos una solución rentable y fácil de usar para el análisis de la microestructura ósea trabecular. Se proporcionan pasos y precauciones detallados. La micro-TC es una técnica de imagen tridimensional (3D) no destructiva que proporciona imágenes de alta resolución de la estructura ósea trabecular. Permite la evaluación objetiva y cuantitativa de la calidad ósea, por lo que es ampliamente considerado como el método de referencia para la evaluación de la calidad ósea. Sin embargo, la histomorfometría sigue siendo indispensable, ya que ofrece parámetros cruciales a nivel celular, cerrando la brecha entre las evaluaciones bidimensionales (2D) y 3D de las muestras óseas. En cuanto a las técnicas histológicas, se optó por descalcificar el tejido óseo y posteriormente realizar la inclusión tradicional en parafina. En resumen, la combinación de estos dos métodos puede proporcionar información más completa y precisa sobre la microestructura ósea.

Introducción

La osteoporosis es una enfermedad ósea metabólica prevalente, especialmente entre los ancianos, y se asocia con un mayor riesgo de fracturas por fragilidad. A medida que la osteoporosis se vuelve más común en China¹, habrá una creciente demanda de estudio de las estructuras óseas de animales pequeños ^2,3. Los métodos anteriores para medir la pérdida ósea se basan en los resultados de la absorciometría bidimensional de rayos X de doble energía. Sin embargo, esto no capta los cambios en la microestructura arquitectónica del hueso trabecular, que es un factor clave para la resistencia esqu....

Protocolo

El protocolo animal ha sido aprobado por el Comité de Ética Animal de la Universidad de Medicina Tradicional China de Chengdu (Número de registro: 2020-34). Los ratones hembra C57BL/6J (12 semanas de edad, n = 14) se dividieron en dos grupos al azar, un grupo operado simuladamente (grupo Sham, n = 7) y un grupo modelo (grupo OVX, n = 7). Los animales se compraron a un proveedor comercial (ver Tabla de Materiales). Todos los ratones se mantuvieron en jaulas individuales a 22-26 °C con 45%-55% de humedad, se les permitió adaptarse a su nuevo entorno durante 1 semana y se les proporcionó libre acceso al agua y la dieta. Todos los estudios experimentales ....

Discusión

La osteoporosis puede conducir a fracturas frecuentes, que son costosas, pueden causar dolor, discapacidad o incluso la muerte, y afectar seriamente la calidad de vida de los pacientes²⁰. A lo largo de los años, el modelo de ovariectomía ha sido reconocido como uno de los métodos estándar para el estudio de la osteoporosis²¹. El modelo animal preclínico más común para la osteoporosis es la rata ovariectomizada (OVX). A pesar de ello, la mayoría de las investigacione.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
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