Name: establishment of a surgically-induced model in mice to investigate the protective role of progranulin in osteoarthritis
Uploaded: 2014-02-25T13:45:00
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この作品はR01AR062207、R01AR061484、R56AI100901、K01AR053210、そして病気が（CJ劉へ）リウマチ研究財団から研究助成を狙っNIHの研究助成金によって部分的にサポートされていました。

動物に関連する手術手順のすべては、手術による痛みや不快感を極力配慮の努力で、地元の機関の動物管理倫理委員会の承認を得なければならない。 1。準備<ol><li>手術のため、約25グラムの体重で8〜12週齢のオスのC57BL / 6マウスを選択します。 </li><li>キシラジン（5 mg / kgの）およびケタミン（40 mg / kg）の両方を含むカクテルの腹腔内注射により動物に麻酔。 </li><li>カ...

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	<li>Herndon, J. H., Davidson, S. M., Apazidis, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recent+socioeconomic+trends+in+orthopaedic+practice.">Recent socioeconomic trends in orthopaedic practice.</a> J. Bone Joint Surg. Am. 83, 1097-1105 (2001).</li><li>Johnson, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+stem+cell-based+approach+to+cartilage+repair.">A stem cell-based approach to cartilage repair.</a> Science. 336, 717-721 (2012).</li><li>Yang, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypoxia-inducible+factor-2alpha+is+a+catabolic+regulator+of+osteoarthritic+cartilage+destruction.">Hypoxia-inducible factor-2alpha is a catabolic regulator of osteoarthritic cartilage destruction.</a> Nat. Med. 16, 687-693 (2010).</li><li>Glasson, S. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deletion+of+active+ADAMTS5+prevents+cartilage+degradation+in+a+murine+model+of+osteoarthritis.">Deletion of active ADAMTS5 prevents cartilage degradation in a murine model of osteoarthritis.</a> Nature. 434, 644-648 (2005).</li><li>Glasson, S. S., Blanchet, T. J., Morris, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+surgical+destabilization+of+the+medial+meniscus+(DMM)+model+of+osteoarthritis+in+the+129/SvEv+mouse.">The surgical destabilization of the medial meniscus (DMM) model of osteoarthritis in the 129/SvEv mouse.</a> Osteoarthr. Cart. 15, 1061-1069 (2007).</li><li>Chia, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fibroblast+growth+factor+2+is+an+intrinsic+chondroprotective+agent+that+suppresses+ADAMTS-5+and+delays+cartilage+degradation+in+murine+osteoarthritis.">Fibroblast growth factor 2 is an intrinsic chondroprotective agent that suppresses ADAMTS-5 and delays cartilage degradation in murine osteoarthritis.</a> Arthritis Rheum. 60, 2019-2027 (2009).</li><li>Miller, R. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CCR2+chemokine+receptor+signaling+mediates+pain+in+experimental+osteoarthritis.">CCR2 chemokine receptor signaling mediates pain in experimental osteoarthritis.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 109, 20602-20607 (2012).</li><li>Wang, Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+a+central+role+for+complement+in+osteoarthritis.">Identification of a central role for complement in osteoarthritis.</a> Nat. Med. 17, 1674-1679 (2011).</li><li>He, Z., Ong, C. H., Halper, J., Bateman, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progranulin+is+a+mediator+of+the+wound+response.">Progranulin is a mediator of the wound response.</a> Nat. Med. 9, 225-229 (2003).</li><li>Bateman, A., Bennett, H. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+granulin+gene+family:+from+cancer+to+dementia.">The granulin gene family: from cancer to dementia.</a> Bioessays. 31, 1245-1254 (2009).</li><li>Kessenbrock, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Proteinase+3+and+neutrophil+elastase+enhance+inflammation+in+mice+by+inactivating+antiinflammatoryprogranulin.">Proteinase 3 and neutrophil elastase enhance inflammation in mice by inactivating antiinflammatoryprogranulin.</a> J. Clin. Invest. 118, 2438-2447 (2008).</li><li>Yin, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Exaggerated+inflammation,+impaired+host+defense,+and+neuropathology+in+progranulin-deficient+mice.">Exaggerated inflammation, impaired host defense, and neuropathology in progranulin-deficient mice.</a> J. Exp. Med. 207, 117-128 (2010).</li><li>Liu, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progranulin:+A+promising+therapeutic+target+for+rheumatoid+arthritis.">Progranulin: A promising therapeutic target for rheumatoid arthritis.</a> FEBS Lett. , (2011).</li><li>Tang, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+growth+factor+progranulin+binds+to+TNF+receptors+and+is+therapeutic+against+inflammatory+arthritis+in+mice.">The growth factor progranulin binds to TNF receptors and is therapeutic against inflammatory arthritis in mice.</a> Science. 332, 478-484 (2011).</li><li>Zhu, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conversion+of+proepithelin+to+epithelins:+roles+of+SLPI+and+elastase+in+host+defense+and+wound+repair.">Conversion of proepithelin to epithelins: roles of SLPI and elastase in host defense and wound repair.</a> Cell. 111, 867-878 (2002).</li><li>Baker, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mutations+in+progranulin+cause+tau-negative+frontotemporal+dementia+linked+to+chromosome+17.">Mutations in progranulin cause tau-negative frontotemporal dementia linked to chromosome 17.</a> Nature. 442, 916-919 (2006).</li><li>Cruts, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Null+mutations+in+progranulin+cause+ubiquitin-positive+frontotemporal+dementia+linked+to+chromosome+17q21.">Null mutations in progranulin cause ubiquitin-positive frontotemporal dementia linked to chromosome 17q21.</a> Nature. 442, 920-924 (2006).</li><li>Wils, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cellular+ageing,+increased+mortality+and+FTLD-TDP-associated+neuropathology+in+progranulin+knockout+mice.">Cellular ageing, increased mortality and FTLD-TDP-associated neuropathology in progranulin knockout mice.</a> J. Pathol. , (2012).</li><li>Guo, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Granulin-epithelin+precursor+binds+directly+to+ADAMTS-7+and+ADAMTS-12+and+inhibits+their+degradation+of+cartilage+oligomeric+matrix+protein.">Granulin-epithelin precursor binds directly to ADAMTS-7 and ADAMTS-12 and inhibits their degradation of cartilage oligomeric matrix protein.</a> Arthritis Rheum. 62, 2023-2036 (2010).</li><li>Xu, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cartilage+oligomeric+matrix+protein+associates+with+granulin-epithelin+precursor+(GEP)+and+potentiates+GEP-stimulated+chondrocyte+proliferation.">Cartilage oligomeric matrix protein associates with granulin-epithelin precursor (GEP) and potentiates GEP-stimulated chondrocyte proliferation.</a> J. Biol. Chem. 282, 11347-11355 (2007).</li><li>Bai, X. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ADAMTS-7,+a+direct+target+of+PTHrP,+adversely+regulates+endochondral+bone+growth+by+associating+with+and+inactivating+GEP+growth+factor.">ADAMTS-7, a direct target of PTHrP, adversely regulates endochondral bone growth by associating with and inactivating GEP growth factor.</a> Mol. Cell. Biol. 29, 4201-4219 (2009).</li><li>Feng, J. Q., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Granulinepithelin+precursor:+a+bone+morphogenic+protein+2-inducible+growth+factor+that+activates+Erk1/2+signaling+and+JunB+transcription+factor+in+chondrogenesis.">Granulinepithelin precursor: a bone morphogenic protein 2-inducible growth factor that activates Erk1/2 signaling and JunB transcription factor in chondrogenesis.</a> FASEB J. 24, 1879-1892 (2010).</li><li>Liu, C. J., Bosch, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progranulin:+A+growth+factor,+a+novel+TNFR+ligand+and+a+drug+target.">Progranulin: A growth factor, a novel TNFR ligand and a drug target.</a> Pharmacol. Therap. 133, 124-132 (2012).</li><li>Wu, H., Siegel, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Progranulin+Resolves+Inflammation.">Progranulin Resolves Inflammation.</a> Science. 332, 427-428 (2011).</li><li>Glasson, S. S., Chambers, M. G., Den Berg, W. B. V. a. n., Little, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+OARSI+histopathology+initiative+-+recommendations+for+histological+assessments+of+osteoarthritis+in+the+mouse.">The OARSI histopathology initiative - recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the mouse.</a> Osteoarthr. Cart. 18, 17-23 (2010).</li><li>Glasson, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+osteoarthritis+target+validation+utilizing+genetically-modified+mice.">In vivo osteoarthritis target validation utilizing genetically-modified mice.</a> Curr. Drug Targets. 8, 367-376 (2007).</li><li>Ma, H. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Osteoarthritis+severity+is+sex+dependent+in+a+surgical+mouse+model.">Osteoarthritis severity is sex dependent in a surgical mouse model.</a> Osteoarthr. Cart. 15, 695-700 (2007).</li><li>Lin, A. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulating+hedgehog+signaling+can+attenuate+the+severity+of+osteoarthritis.">Modulating hedgehog signaling can attenuate the severity of osteoarthritis.</a> Nat. Med. 15, 1421-1425 (2009).</li><li>Malfait, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ADAMTS-5+deficient+mice+do+not+develop+mechanical+allodynia+associated+with+osteoarthritis+following+medial+meniscal+destabilization.">ADAMTS-5 deficient mice do not develop mechanical allodynia associated with osteoarthritis following medial meniscal destabilization.</a> Osteoarthr. Cart. 18, 572-580 (2010).</li></ol>

これは、マウスの異なる株はC57BL6、129/SvInJ、その後FVB続く、129/SvEv株では最高レベルで、DMMの後にOAの重症度を変化させてきたようにマウスの系統は、DMMモデルの誘導のために非常に重要であることが報告されている/ N 26。 DMMに比較的影響を受けやすい我々は本研究で使用したマウス、 - 導入遺伝子の大部分は、PGRN - /などのC57BL6マウスで確立されている。導入遺伝子は、このよう?...

また、変形性関節症として知られている変形性関節症（OA）は、世界の人口の15％、米国内4600万人以上の人々に影響を与え、滑膜炎、軟骨の変性、および骨棘形成1によって特徴づけられる。それは、遺伝的な代謝、生体力学的および生化学的要因の複雑な相互作用の結果であり得る。 OAの基礎となるメカニズムは、科学界を回避し続けています。 2,3 OAの病因を模倣することができる多数の動物モデルが現在存在する。それがために、様々な遺伝子改変マウスの可用性および実験の費用対効果の両方のマウスにおいて、動物モデルを確立することが重要である。実験のOAモデルのさまざまな種類の中では、内側半月板（DMM）モデルの外科的に誘発される不安定化は、その良好な再現性やOA開発中に比較的遅く進行の広く受け入れられたOAモデルです。これらの属性の両方を持っているさまざまな治療法や導入遺伝子3-8のOA進行を評価するための鍵となって。しかしながら、外科OAモデルの一貫性は、手術中に様々な要因によって影響され、その結果、外科用マウスモデルの適用が制限される。 プログラニュリン（PGRN）は、様々な細胞で発現多機能成長因子である。なお、PGRNは、創傷治癒9、10腫瘍形成、および炎症11-15のような種々の生理学的および疾患プロセスにおいて重要な役割を果たすことが知られている。研究はまた、PGRNの不足は、ヒトおよびマウスの両方において16-18神経系の変性疾患を引き起こす可能性があることを示す。なお、PGRNは、ヒト関節軟骨において発現されることが知られており、そのレベルは有意にOA 19および慢性関節リウマチを有する患者の軟骨において上昇する。さらに、PGRNも軟骨細胞増殖20、分化および軟骨性に重要な役割を果たしている開発21,22の間の成長板の骨化。最近では、PGRNは、TNF受容体への結合を介して、TNF-α拮抗し、炎症性関節炎モデル13,14,23,24において抗炎症機能を示すことを報告した。しかしながら、OAにおけるPGRNの役割は、特にインビボで 、謎のままである。ここで、我々は、外科DMMモデルを誘導するための手順を提示し、WTおよびPGRN - / DMMでモデルを構築を通してOA開発におけるPGRNの役割を調査 - マウス。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="637">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">No. 10 Surgical blades</td>
			<td style="width:135px;">FEATHER</td>
			<td style="width:119px;">25-2976#10</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">6-0 suture</td>
			<td>APPLIED DENTAL</td>
			<td>WG-N53133</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

establishment of a surgically-induced model in mice to investigate the protective role of progranulin in osteoarthritis

内側半月（DMM）モデルの不安定化は、 生体内での変形性関節症（OA）の発症に非常に多くの関節炎に関連する分子の病態生理学的役割を研究するための重要なツールです。しかし、マウスでは、この複雑なモデルを確立するための詳細な、特に可視化プロトコルは、使用できません。 - / - マウスではDMMモデルを誘導するためのプロトコルを導入する例として、マウス、およびこの外科的に誘発されたモデルの確立に続いて、OAの発症を比較して、ここに、我々は野生型およびプログラ（PGRN）を利用しました。マウスで実行された操作だけmenisco脛骨靭帯を切って内側半月の不安定化を引き起こし、関節包、またはDMMの操作を、開かれた偽手術、のいずれかであった。変形性関節症の重症度は、組織学的ア ​​ッセイ（ 例えばサフラニンO染色）、OA関連遺伝子の発現、軟骨の細胞外マトリックス分子の分解、および骨棘のフォームを用いて評価したATION。マウス、およびこの外科的に誘導されたモデルでは、より深刻なのOAの表現型につながっPGNR成長因子の損失 - DMM操作が正常に野生型およびPGRN - /の両方でのOA開始および進行を誘導した。

DMMモデルが正常マウスに設立され、PGRNの欠乏は外科的に誘発されるOAの開発を誇張した。 マウス-偽とDMMの操作（ 図1）は 、WTおよびPGRN - /で行った。 8週間運転した後、マウスを屠殺し、サフラニンO染色は、組織学に基づいて、関節炎スコアの統計的分析、続いて、膝関節の切片上で実施した。 図2Aに示すように、同様のベースラ?...

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Establishment of a Surgically-induced Model in Mice to Investigate the Protective Role of Progranulin in Osteoarthritis

変形性関節症におけるプログラの保護的役割を調査するためにマウスの外科的誘発モデルの確立

我々は、マウスにおける内側半月（DMM）モデル、変形性関節症（OA）研究のための効果的なツールの不安定化のためのプロトコルを記述します。加えて、我々はプログラがOAの病因において保護的な役割を果たしていることを示す、このモデルを用いてprogranulincan誇張のOAの発症および進行の欠乏を示した。

Destabilization of medial meniscus (DMM) model is an important tool for studying the pathophysiological roles of numerous arthritis associated molecules ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Fabrication of Electrochemical-DNA Biosensors for the Reagentless Detection of Nucleic Acids, Proteins and Small Molecules

核酸、タンパク質と低分子のReagentless検出用電気化学DNAバイオセンサーの作製

As medicine is currently practiced, doctors send specimens to a central laboratory for testing and thus must wait hours or days to 
receive the results. ...

Multiparametric Optical Mapping of the Langendorff-perfused Rabbit Heart

ランゲンドルフ灌流ウサギの心臓のMultiparametric光学マッピング

Optical imaging and fluorescent probes have significantly advanced research methodology in the field of cardiac electrophysiology in ways that could not ...

Creating Two-Dimensional Patterned Substrates for Protein and Cell Confinement

タンパク質、細胞閉じ込めのための二次元加工基板を作成する

Microcontact printing provides a rapid, highly reproducible method for the creation of well-defined patterned substrates.1  While microcontact printing ...

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

Design of a Cyclic Pressure Bioreactor for the Ex Vivo Study of Aortic Heart Valves

のための周期的圧力のバイオリアクターの設計生体外で</em大動脈心臓弁の>研究

The aortic valve, located between the left ventricle and the aorta, allows for unidirectional blood flow, preventing backflow into the ventricle. Aortic ...

Quantification of Global Diastolic Function by Kinematic Modeling-based Analysis of Transmitral Flow via the Parametrized Diastolic Filling Formalism

パラメータ化拡張期充満フォーマリズムを経由Transmitral流れの運動学的モデルベースの​​解析によるグローバル拡張期機能の定量化

Quantitative cardiac function assessment remains a challenge for physiologists and clinicians.&#160;Although historically invasive methods have comprised ...

Planar Gradient Diffusion System to Investigate Chemotaxis in a 3D Collagen Matrix

3Dコラーゲンマトリックス中の走化性を調査するために、平面グラデーション拡散システム

The importance of cell migration can be seen through the development of human life. When cells migrate, they generate forces and transfer these forces to ...

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

An In Vitro Organ Culture Model of the Murine Intervertebral Disc

アン<em&gt;インビトロ</emマウス椎間板の&gt;器官培養モデル

Intervertebral disc (IVD) degeneration is a significant contributor to low back pain. The IVD is a fibrocartilaginous joint that serves to transmit and ...

Creating a Structurally Realistic Finite Element Geometric Model of a Cardiomyocyte to Study the Role of Cellular Architecture in Cardiomyocyte Systems Biology

心筋細胞のシステム生物学における細胞構造の役割を研究する心筋細胞の構造的に現実的な有限要素の幾何学的なモデルを作成します。

With the advent of three-dimensional (3D) imaging technologies such as electron tomography, serial-block-face scanning electron microscopy and confocal ...

Calorespirometry: A Powerful, Noninvasive Approach to Investigate Cellular Energy Metabolism

Calorespirometry: 細胞のエネルギー代謝を調査する強力な非侵襲的アプローチ

Many cell lines used in basic biological and biomedical research maintain energy homeostasis through a combination of both aerobic and anaerobic ...

Gene Expression Analysis of Endothelial Cells Exposed to Shear Stress Using Multiple Parallel-plate Flow Chambers

剪断応力の複数の平行平板流チャンバーを使用して内皮細胞の遺伝子発現解析

We describe a workflow for the analysis of gene expression from endothelial cells subject to a steady laminar flow using multiple monitored parallel-plate ...