Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

פגיעה לא פולשנית ב-ACL היא שיטה אמינה ורלוונטית קלינית להתחלת דלקת מפרקים ניוונית פוסט-טראומטית (PTOA) בעכברים. שיטת פציעה זו מאפשרת גם כימות in vivo של פעילות פרוטאז במפרק בנקודות זמן מוקדמות לאחר הפציעה באמצעות פרוטאז-מופעל ליד בדיקות אינפרא אדום והדמיית החזרת פלואורסצנטיות.

Abstract

פציעות מפרקים טראומטיות כגון קרע ברצועה הצולבת הקדמית (ACL) או קרעים במיניסקוס מובילות בדרך כלל לדלקת מפרקים ניוונית פוסט-טראומטית (PTOA) תוך 10-20 שנה לאחר הפציעה. הבנת התהליכים הביולוגיים המוקדמים המופעלים על ידי פציעות מפרקים (למשל, דלקת, מטאלופרוטאזות מטריקס (MMPs), פרוטאזות קתפסין, ספיגת עצם) חיונית להבנת האטיולוגיה של PTOA. עם זאת, ישנן מעט אפשרויות למדידת in vivo של תהליכים ביולוגיים אלה, והתגובות הביולוגיות המוקדמות עשויות להיות מבולבלות אם נעשה שימוש בטכניקות כירורגיות פולשניות או זריקות כדי ליזום OA. במחקרים שלנו על PTOA, השתמשנו בבדיקות הניתנות להפעלת פרוטאז קרוב לאינפרא-אדום הזמינות באופן מסחרי בשילוב עם דימות החזרת פלואורסצנטיות (FRI) כדי לכמת את פעילות הפרוטאז in vivo לאחר פגיעת ACL לא פולשנית הנגרמת על ידי דחיסה בעכברים. שיטת פציעה ACL לא פולשנית זו מזכירה היטב מצבי פציעה רלוונטיים מבחינה קלינית והיא אספטית לחלוטין מכיוון שהיא אינה כרוכה בהפרעה לעור או לכמוסת המפרק. השילוב של פציעות אלה ושיטות הדמיה מאפשר לנו לחקור את מהלך הזמן של פעילות פרוטאז במספר נקודות זמן לאחר פגיעה טראומטית במפרקים.

Introduction

דלקת מפרקים ניוונית היא בעיה בריאותית נפוצה המשפיעה על מיליוני אנשים בארצות הברית1. דלקת מפרקים ניוונית פוסט-טראומטית (PTOA) היא תת-קבוצה של OA הנגרמת על ידי פגיעה במפרק כגון קרע ברצועה הצולבת הקדמית (ACL), פגיעה במיניסקוס או שבר תוך מפרקי2. שיעור חולי OA סימפטומטיים שניתן לסווגם כ- PTOA הוא לפחות 12%3, ואטיולוגיה זו משפיעה בדרך כלל על אוכלוסייה צעירה יותר מאשר OA4 אידיופתי. מודלים עכבריים של OA הם כלים חיוניים לחקר אטיולוגיה של מחלות וטיפולים פוטנציאליים ב- OA על ציר זמן קצר בהרבה (4-12 שבועות במודלים של עכברים בהשוואה ל- 10-20 שנים בבני אדם). עם זאת, השיטות ליזום OA בעכבר....

Protocol

כל ההליכים המתוארים אושרו על ידי הוועדה המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים באוניברסיטת קליפורניה דייוויס. עכברי C57BL/6J זכרים בני 3 חודשים שימשו במחקר הנוכחי.

1. פגיעה לא פולשנית ב-ACL

הערה: פציעת ACL הנוצרת על-ידי עומס דחיסה חיצוני היא שיטה פשוטה וניתנת לשחזו.......

Representative Results

לאחר הפעלת כוח דחיסה יחיד (1 מ"מ לשנייה עד לפציעה) על רגליהם התחתונות של עכברי C57BL/6J זכרים בני 3 חודשים, פגיעה ACL נגרמה באופן עקבי בכל העכברים. כוח הדחיסה הממוצע בפציעת ברך היה בערך 10 N (איור 1).

ניתוח FRI הראה פעילות פרוטאז גדולה יותר באופן משמעותי במפרקים הפגועים ש?.......

Discussion

פרוטוקול זה ביסס ותיאר בקפדנות שיטה לא פולשנית הניתנת לשחזור לגרימת פגיעה ב-ACL בעכברים 20,21,24,33. שיטת פציעה פשוטה ויעילה זו יכולה להתבצע תוך דקות ספורות, מה שמאפשר מחקרים בעלי תפוקה גבוהה של PTOA. שיטת פציעה זו גם משחזרת מקר?.......

Acknowledgements

המחקר שדווח בפרסום זה נתמך על ידי המכון הלאומי לדלקת פרקים ומחלות שרירים ושלד ועור, חלק מהמכונים הלאומיים לבריאות, תחת פרס מספר R01 AR075013.

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
10x Phosphate-Buffered SalineTissue ProtechPBS01-32Ror equivalent
Air Anesthetia SystemIsoflurane vaporizor with induction chamber and nose cone
BuprenorphineAnalgesic post-injury 
Depilatory CreamVeetB001KYPZ4Gor equivalent
FixturesCustom-made knee fixture, ankle fixture, and platform
IVIS SpectrumPerkin Elmer124262Can also use comparable optical imaging system
KimwipesKimberly-Clark Corporation06-666or equivalent
Living Image software Perkin Elmer
Materials testing systems TA InstrumentsElectroforce 3200 or equivalent
ProSense680Perkin ElmerNEV10003Can also use other probes such as OsteoSense, MMPSense, Cat K, AngioSense, etc.
Sterile Syringe with NeedleSpectrum Chemical Mfg. Corp.550-82231-CSCovidien 1 mL TB Syringe with 28 G x 1/2 in. Needle, Sterile or equivalent
Uniaxial load cellTA Instruments20 N capacity
Vortex-Genie 2Scientific Industries, Inc.SI-0236or equivalent
WinTest software TA Instrumentscompatible with Electroforce 3200

References

  1. Deshpande, B. R., et al. Number of persons with symptomatic knee osteoarthritis in the us: impact of race and ethnicity, age, sex, and obesity. Arthritis Care & Research (Hoboken. 68 (12), 1743-1750 (2016).
  2. Carbone, A., Rodeo, S.

Explore More Articles

ACLVivoPTOAMMPsPTOAVivoFRIACL

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved