A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
פרוטוקול נוכחי זה מתאר הליך ליצירת מודל חולדה של אוסטאוסרקופניה באמצעות כריתת שחלות.
אוסטאוסרקופניה (OS), הפרעה ניוונית מורכבת, מאופיינת בירידה בו-זמנית במסת שריר השלד ובצפיפות המינרלים בעצם (BMD), מה שמהווה סכנה בריאותית עצומה לאוכלוסייה המבוגרת. למרות הרלוונטיות הקלינית שלו, המנגנונים הפתופיזיולוגיים העומדים בבסיס OS אינם מובנים במלואם, מה שמדגיש את הצורך בהבנה עמוקה יותר של האטיולוגיה שלו כדי להקל על אסטרטגיות טיפול יעילות. פיתוח מודל אמין של בעלי חיים הוא מרכזי במאמץ זה. מחקר זה מציג פרוטוקול מעודן לאינדוקציה של אוסטאוסרקופניה לאחר גיל המעבר בחולדות באמצעות כריתת שחלות דו-צדדית, שיטה הידועה כמאיצה את הופעת אובדן שרירים ועצם הקשור לגיל. במחקר זה, חולדות בגילאי 12 שבועות חולקו לפי משקל גוף והוקצו באופן אקראי לקבוצת ניתוח דמה או לקבוצת שחלות (OVX). דגימות רקמה משרירי הארבע ראשי והתלת ראשי של הגפה האחורית השמאלית, כמו גם מעצם הירך השמאלית, נאספו באופן שיטתי בשבועות 4, 8 ו-12 שבועות לאחר הניתוח. גישה שיטתית זו מבטיחה הערכה מקיפה של ההשפעות של כריתת שחלות על בריאות השרירים והעצמות. הערכה היסטולוגית של ניוון סיבי שריר ומורפולוגיה של עצם הירך בוצעה באמצעות צביעת המטוקסילין ואאוזין (HE), בעוד שצפיפות המינרלים בעצם כומתה באמצעות ספיגת קרני רנטגן באנרגיה כפולה (DXA). ההתקדמות הזמנית של OS נוטרה בקפידה במרווחים שהוזכרו לעיל, וסיפקה תובנות לגבי יחסי הגומלין הדינמיים בין ניוון שרירים ועצמות. מודל זה לא רק משקף במדויק את הביטויים הקליניים של מערכת ההפעלה, אלא גם משמש כפלטפורמה חזקה לחקירת גישות טיפוליות חדשות והמנגנונים העומדים בבסיסן.
אוסטאוסרקופניה היא מצב ניווני רב-פנים המקפל את הביטויים הקליניים של אוסטאופורוזיס וסרקופניה 1,2,3,4. אוסטאופורוזיס, הפרעת שלד נפוצה, מאופיינת בירידה במסת העצם, מיקרו-ארכיטקטורה פגומה ורגישות מוגברת לשברים. סרקופניה, המכונה לעתים קרובות תסמונת בזבוז שרירים, מאופיינת בירידה בכוח השריר ובמסה 5,6. 7 הממצאים של מרים גילו כי אוסטאוסרקופנייה העלתה את הסיכון למוות ב-30% על סרקופניה בלבד וב-8% על BMD נמוך בלבד. מחקרים הראו כי 16.4% מהאנשים המתגוררים בקהילה בגילאי 60 ומעלה סובלים מאוסטאוסרקופניה. בדרום קוריאה, שכיחות האוסטאוסרקופנייה בקרב קשישים בני 60 ומעלה שסבלו משברים בירך מדווחת על 27.2%9. אנשים עם OS מתמודדים עם סיכונים גבוהים יותר לנפילות, שברים, אשפוז ואשפוז, מה שמכביד על מערכת הבריאות והחברה10,11. בהתחשב בחומרת ההשלכות הללו, חיוני לפתח וליישם אמצעים יעילים למניעה וטיפול במערכת הפעלה. למרות הדחיפות, המחקר בתחום זה נותר בחיתוליו, עם ויכוחים מתמשכים סביב קריטריונים לאבחון ויעילותן של שיטות טיפול שונות. פיתוח מודלים אמינים של בעלי חיים חיוני אפוא לניתוח הפתוגנזה של OS וחשיפת היסודות המולקולריים שיכולים להודיע על גישות טיפול יעילות יותר.
נכון לעכשיו, מודלים נפוצים למחקרים פרה-קליניים על אוסטאוסרקופניה כוללים את מודל ההזדקנות, המדמה את תהליך ההזדקנות האנושי ללא התערבות תרופתית. גישה זו קרובה יותר לתהליך הטבעי והיא חסכונית; עם זאת, זה דורש השקעה משמעותית של זמן להתבגרות12. שיטת הזרקת התרופות הכימיות מציעה יתרונות מסוימים, כגון מחזור דוגמנות קצר, תוצאות יציבות ועלות נמוכה. עם זאת, הוא מציב גם אתגרים, כולל קביעה מדויקת של מינון ההורמונים, המיומנות הטכנית הנדרשת להזרקה וההשפעות המשתנות של התערבויות הורמונליות13,14. מודלים של הנדסה גנטית עשויים לכלול אורגניזמים מהונדסים גנטית שיכולים להיות פגומים גנטית ויקרים כאחד. למרות שדגמים אלה ספציפיים מאוד, הם מורכבים ויקרים יותר לייצור15. מודלים של חוסר שימוש מדמים את ההשפעות של מנוחה ממושכת במיטה על חולים קליניים16. מודלים של חוסר שימוש הם יעילים וחסכוניים לטיפול באובדן שרירים, אך קשורים לסיבוכים כמו קרישי דם ופצעי לחץ. מודלים אלה מנוטרים באופן שגרתי כדי למנוע נמק גפיים17,18 ומודלים חסרי הורמונים; קיימת הסכמה רווחת בקהילה המדעית כי כריתת שחלות דו-צדדית משמשת כשיטה יעילה לביסוס מודל בעלי חיים של אוסטאופורוזיס19,20.
מחקרים מצביעים על כך שרקמות עצם ושריר יכולות גם לקיים אינטראקציה זו עם זו באמצעות מנגנונים אוטוקריניים, אנדוקרינייםופרקריניים 21. הצטברות רקמת שומן בשריר ובמח העצם משמשת אינדיקטור לירידה במסת העצם והשריר בהקשר של אוסטאוסרקופניה2. סרקופניה אצל מבוגרים קשורה ישירות לירידה בצפיפות העצם ולהידרדרות המיקרו-ארכיטקטורת העצם. בנוסף, מסת שריר מופחתת משמשת כגורם סיכון עצמאי לפירוק מבנה העצם22. מתודולוגיה זו הוכרה כאסטרטגיה בת קיימא למידול של סרקופניה23,24, שיכולה לשמש כמודל משולב לשני המצבים25. למרות גוף המחקר המוגבל הנוגע ליישום כריתת שחלות כאמצעי לגרימת אוסטאוסרקופניה, גישה זו מדגימה יעילות פוטנציאלית. היתרונות של שימוש בכריתת שחלות במחקרים פרה-קליניים כוללים תהליך מידול מהיר, ביטול התערבויות פרמקולוגיות, יצירת מודל ניסיוני יציב, יישום פשוט וחסכוניות.
המחקר הנוכחי נועד לשרטט את ההליך ליצירת מודל פרה-קליני בחולדות נקבות באמצעות הסרת מקטע של חצוצרות ושחלות אצל אנשים שאינם בהריון. גישה זו משמשת ככלי רב ערך לחקירת היסודות המולקולריים של OS ולהערכת היתרונות הטיפוליים של התערבויות בסביבה ניסויית מבוקרת.
נקבות חולדות Sprague Dawley (n = 36), בנות 12 שבועות ובמשקל של כ-200-240 גרם, שוכנו בנפרד בכלובים מאווררים בחדר בעלי חיים נטול פתוגנים ספציפיים (SPF) עם מחזור אור/חושך של 12 שעות. הייתה להם גישה חופשית להזנת SPF ומים סטריליים. החולדות הורשו להתאקלם בסביבה במשך שבוע לפני הניסויים. באמצעות הקצאה אקראית, החולדות חולקו לקבוצות שחלות (OVX) (כל אחת עם 6 חולדות) וקבוצות דמה (כל אחת עם 6 חולדות) במשך 4, 8 ו-12 שבועות לאחר הניתוח. כל ההליכים בבעלי חיים בוצעו בהתאם להנחיות שאושרו על ידי הוועדה לרווחת בעלי חיים באוניברסיטת ליאונינג לרפואה סינית מסורתית (מס' 21000042021040).
1. כריתת שחלות בחולדות
הערה: המנגנון הכירורגי המשמש בפרוטוקול זה נמצא באיור 1.
2. אוסף רקמות עצם ורקמות שריר
הערה: חולדות הומתו עם מנת יתר של נתרן פנטוברביטל (100-200 מ"ג/ק"ג) לאחר 4, 8 ו-12 שבועות לאחר ניתוח הדוגמנות. בסך הכל נאספו 36 דגימות.
3. בדיקה פתולוגית
4. ניתוח סטטיסטי
פרוטוקול זה מספק תיאור מפורט של הליך כריתת השחלות הדו-צדדית לביסוס מודל חולדה של אוסטאוסרקופניה. איור 3 מדגים ירידה במקדם המשקל הרטוב של שריר הארבע ראשי בקבוצת OVX בהשוואה לקבוצת הדמה. למרות שלא הייתה שונות מובהקת סטטיסטית ב-BMD בין שתי הקב...
המודל הדו-צדדי של בעלי חיים עם שחלות הוא חיוני בהבהרת המנגנונים העומדים בבסיס אוסטאוסרקופניה, ובהערכת התערבויות טיפוליות פוטנציאליות. אוסטאופורוזיס הנגרמת על ידי כריתת שחלות בחולדות, המשקפת את הירידה הפתאומית ברמות האסטרוגן שנצפתה אצל נשים לאחר גיל המעבר, משמשת בדרך כ...
כל מחבר מצהיר שאין אינטרסים פיננסיים מתחרים.
עבודה זו נתמכת על ידי מענקים מ-(1) הקרן הלאומית למדעי הטבע (82305275). (2) תוכנית קרן מדעי הטבע המחוזית של ליאונינג (2022-YGJC-80 ו-2022-YGJC-79). (3) פרויקט בניית משמעת מפתח ברפואה סינית ברמה גבוהה של המינהל הלאומי של הרפואה הסינית המסורתית (zyyzdxk-2023040).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Double lion Irradiated Rodent Diet | Suzhou Shuangshi Experimental Animal Feed Technology Co., Ltd. | GB 14924.3 | Animal feed |
Disposable medication changing tray | Yangzhou Chenglin Medical Technology Co., Ltd. | RVnpFXLc | |
Dual Energy X-ray Bone Densitometer | Xuzhou PinyuanElectronic Technology Co., Ltd. | DXA-800E | |
Iodine | Shanghai Likang Sterilization Hi-Tech Co., Ltd. | LK-310512 | |
IVCs rat cage | Suzhou Monkey King Animal Experimental Equipment Technology Co., Ltd. | HH-MMB-2 | Animal barrier |
Penicillin sodium | North China Pharmaceutical Group Limited Liability Co., Ltd. | H13020654 | |
sodium pentobarbital | Sigma-Aldrich, St. Louis, MO | P3761-5G | |
Sterile cotton ball | Henan Piaoan Group Co., Ltd | 20140017 | |
Straight Mayo scissors | Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd. | 18-0410 | |
Straight needle holder | Shanghai Simplicity Biotechnology Co., Ltd. | 32100-14 | |
Suture line | Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd. | 18-5902 | |
Suture needle | Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd. | 18-5036 | |
Syringes | Shenzhen Huayang Biotechnology Co., Ltd. | 21-3021 |
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