Name: a mouse model of orthopedic surgery to study postoperative cognitive dysfunction and tissue regeneration
Uploaded: 2018-02-27T13:00:00
Duration: 8 min 17 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration at JoVE.com

우리는 편집 지원에 대 한 캐시 게이지, 학사 (취학 부, 듀크 대학 의료 센터, 더 럼, 노스캐롤라이나) 감사합니다. NT 공작 마 취학 및 NIH/NIA R01 AG057525-01 꿈 혁신 보조금 지원을 인정합니다.

모든 동물 실험 관리 및 실험 동물의 사용에 대 한 국가 학회 건강 가이드에 따라 실시 하 고 기관 동물 관리 및 사용 위원회 (IACUC) 듀크 대학에 의해 승인 했다.
1. 실험 동물
<ol><li>표준 음식과 물에 명암 주기 12 h와 적절 한 액세스 에어컨된 환경에서 마우스를 유지. 더 이상 5 littermates 케이지, 당 하며 싸우는 격려 수 하지 않도록.</li>
	<li>여성 C57BL6/J 쥐를 사용 하 여 3 개월 (젊은) 또는 나이 (오래 된)의 18 개월에서.</li>
	<li>Parabiosis에 대 한 수술을 하기 전에 적어도 2 주 동안 함께 2 쥐를 적응. 마우스는 야생-타입 C57BL6/J 또는 eGFP +.</li>
	<li>몸 상태와 마우스의 전반적인 모양을 매일 확인 합니다.</li>
</ol>2. 수술 전 설치 Parabiosis 및 정형 외과
<ol><li>2 마우스 무게.</li>
	<li>일정 한 속도로 O2 흐름 유도 유도 챔버에 대 한 사용 5% isoflurane 0.2 L/분의 마 취 시스템을 통해 전신 마 취를 관리 합니다. 참고: 마 취의 깊이 확인할 수 있습니다 발가락 핀치를 사용 하 여.</li>
	<li>부정사 위치에 온수 패드에 쥐를 놓습니다. 직장 프로브를 사용 하 여 수술을 통해 체온을 모니터링.</li>
	<li>마 취를 유지 하는 안 면 보호구를 통해 0.2 L/min에 2.0 %isoflurane 흡입된 농도 낮은. 마 취의 적절 한 깊이 보장 하기 위해 모니터링 합니다.</li>
	<li>(호흡 속도, 산소 포화, 그리고 심장 비트)는 펄스 산소 농도계 (옵션)사용 하 여 비 접촉 하는 생리 적인 매개 변수를 모니터링 합니다.</li>
</ol>3. parabiosis 수술 (프로토콜 1A)
<ol><li>무 통 관리 (buprenorphine, SR/느린 릴리스, 0.1 mg/kg 피하) 유도 후와 수술 조작 하기 전에. 개막 직전 옆구리에 bupivacaine (0.25%)를 주사. 눈 윤 활 유를 적용 합니다. 참고: parabiosis 프로토콜 수 있습니다 수행 하지 독립적으로 tibial 골절에서.</li>
	<li>모든 내부 몸 봉합, 4-0 polydioxanone 봉합 재료를 사용 합니다. 모든 외부 봉합에 대 한 4-0 폴 리 프로필 렌 봉합 재료를 사용 합니다.</li>
	<li>팔꿈치, 측면, 그리고 가입에 무릎에서 연속 된 선 따라 2 쥐의 각을 면도. 요오드 소독 + 70% 알코올 피부 절 개에 대 한 준비에 사이클을 번갈아 3 스크럽. 압력가 마로 소독 장비를 사용 하 고 살 균 분야를 유지 한다. 참고: eGFP 마우스 오른쪽 야생-타입 마우스 놓고 수술 (그림 1)에 대 한 야생-타입 마우스의 왼쪽된 측면 및 eGFP 마우스의 오른쪽 측면을 준비 합니다.</li>
	<li>각 마우스 옆구리, 무릎, 팔꿈치 하 고 피부 밑 근육을 방해 하지 않고 단지 인접 근 위까지 따라 피부 절 개를 만들기 위해 한가 위를 사용 합니다.</li>
	<li>2 중단 봉합 동물의 삼각 근에 가입 하세요.</li>
	<li>7-9 패스의 실행, 연속 봉합으로 옆구리를 따라 몸을 벽에 가입 하세요.</li>
	<li>2 중단 봉합 동물의 근육에 가입 하세요.</li>
	<li>중단 봉합 2 parabionts의 피부를 닫습니다.</li>
	<li>주변 공기에 깨어 마우스 수 있습니다.</li>
	<li>이 프로토콜의 성공을 보장 하기 위해, 쌍의 건강을 유지 해야 한다: 매일; 쌍을 모니터링 매주 두 번; 득점 신체 조건 수행 그리고 쌍을 두 번 매주 무게. 참고: 각 쌍은 개별적으로 보관 됩니다. 참고: 경우 일반 buprenorphine (즉 SR/느린 릴리스)를 사용 하 여 다음 관리할 0.1 mg/kg 피하 마우스를 두 번 매일 당 염 분의 1 mL에에서 3 일 동안.</li>
	<li>Parabionts tibial 골절 수술을 수행 하는 경우 사이 공유 순환 되도록 복구 시간 4 주 소요 됩니다.</li>
</ol>4. tibial 골절 수술 (프로토콜 1B)
<ol><li>무 통 관리 (buprenorphine, 0.1 mg/kg 피하) 유도 후와 수술 조작 하기 전에. 개막 직전 무릎 근 외과 사이트에서 bupivacaine (0.25%)를 주사. 눈 윤 활 유를 적용 합니다.</li>
	<li>외과 영역 표시를 마우스의 오른쪽 뒷 다리의 중간 부분을 면도 하 고 교체 주기 3 요오드 + 70% 알코올 피부 스크럽 소독. 절차를 통해 불 임 수술 필드를 유지 관리 합니다. 제한 오염; 압력가 마로 소독 기기 및 장갑;를 사용 하 여 (선택 사항); 해 현미경 수술 완료 그리고가 열 패드를 사용 하 여 체온을 유지. 참고: parabionts에는 프로토콜을 수행 하는 경우만 1 마우스 쌍 (오른쪽 마우스 오른쪽 경골) 골절 이다. Parabionts에 골절의 회로도 그림 1B 를 참조 하십시오.</li>
	<li>한가 위를 사용 하 여 마우스 오른쪽에 근 위 경골의 midshaft 아래로 무릎을 오른쪽 뒷 다리의 중간 양상에 따라 피부 절 개를 만들기 위해.</li>
	<li>경골의 midshaft 하 고 시각적으로 diaphysis 찾습니다. 무릎을 tibial 고원 랜드마크로 슬 개 골 대 퇴 인 대를 사용 하 여 시각화.</li>
	<li>시각화 슬 개 골 힘 줄; 수동으로 25 게이지 바늘을 사용 하 여 intramedullary 운하에 엄지와 검지 손가락 0.5 m m 구멍을 압 연 하 여 드릴. 참고: 드릴된 구멍 통해 실행 됩니다, 경골을 따라 병렬에 tibial 고원.</li>
	<li>저항, 느낌과 플러시 tibial 고원 와이어 커터를 사용 하 여 잘라 때까지 골 수 구멍에 약 15 m m 구멍을 통해 0.38 m m 스테인레스 스틸 핀을 삽입 (3D 재구성에 대 한 보충 비디오 1 참조).</li>
	<li>바로 본이 위를 사용 하 여 골절 경골 midshaft (diaphysis). 골절의 회로도 그림 1 c 를 참조 하십시오.</li>
	<li>시각적으로 관찰 골절 사이트와 인접 한 조직 골절 시력의 안정화에 대 한 검사를 합니다.</li>
	<li>피부 스테이플를 닫습니다.</li>
	<li>깨끗 한 집 케이지를 반환 하기 전에 복구 온수 패드에 쥐를 놓습니다. 유체 교체에 대 한 각 마우스 피하에 1 mL prewarmed (37 ° C) 정상 식 염 수를 주사.</li>
	<li>매일 lameness, 감염, 또는 출혈의 증상에 대 한 마우스를 확인 하십시오. 참고: 경우 일반 buprenorphine (즉 SR/느린 릴리스)를 사용 하 여 다음 관리할 0.1 mg/kg 피하 염 분 매일의 1 mL에에서 3 일 동안.</li>
</ol>

<ol>
	<li>Terrando, N., 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=Perioperative+cognitive+decline+in+the+aging+population.">Perioperative cognitive decline in the aging population.</a> Mayo Clin Proc. 86 (9), 885-893 (2011).</li><li>Lord, J. 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=The+systemic+immune+response+to+trauma:+an+overview+of+pathophysiology+and+treatment.">The systemic immune response to trauma: an overview of pathophysiology and treatment.</a> Lancet. 384 (9952), 1455-1465 (2014).</li><li>Inouye, S. K., Westendorp, R. G., Saczynski, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Delirium+in+elderly+people.">Delirium in elderly people.</a> Lancet. 383 (9920), 911-922 (2014).</li><li>Han, J. 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=Delirium+in+the+emergency+department:+an+independent+predictor+of+death+within+6+months.">Delirium in the emergency department: an independent predictor of death within 6 months.</a> Ann Emerg Med. 56 (3), 244-252 (2010).</li><li>Marcantonio, E. R., Flacker, J. M., Wright, R. J., Resnick, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reducing+delirium+after+hip+fracture:+a+randomized+trial.">Reducing delirium after hip fracture: a randomized trial.</a> J Am Geriatr Soc. 49 (5), 516-522 (2001).</li><li>Cibelli, 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=Role+of+interleukin-1beta+in+postoperative+cognitive+dysfunction.">Role of interleukin-1beta in postoperative cognitive dysfunction.</a> Ann Neurol. 68 (3), 360-368 (2010).</li><li>Terrando, N., 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=Tumor+necrosis+factor-alpha+triggers+a+cytokine+cascade+yielding+postoperative+cognitive+decline.">Tumor necrosis factor-alpha triggers a cytokine cascade yielding postoperative cognitive decline.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 107 (47), 20518-20522 (2010).</li><li>Harry, L. 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=Comparison+of+the+healing+of+open+tibial+fractures+covered+with+either+muscle+or+fasciocutaneous+tissue+in+a+murine+model.">Comparison of the healing of open tibial fractures covered with either muscle or fasciocutaneous tissue in a murine model.</a> J Orthop Res. 26 (9), 1238-1244 (2008).</li><li>Hirsch, 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=Perioperative+cerebrospinal+fluid+and+plasma+inflammatory+markers+after+orthopedic+surgery.">Perioperative cerebrospinal fluid and plasma inflammatory markers after orthopedic surgery.</a> J Neuroinflammation. 13 (1), 211 (2016).</li><li>Neerland, B. 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=Associations+Between+Delirium+and+Preoperative+Cerebrospinal+Fluid+C-Reactive+Protein,+Interleukin-6,+and+Interleukin-6+Receptor+in+Individuals+with+Acute+Hip+Fracture.">Associations Between Delirium and Preoperative Cerebrospinal Fluid C-Reactive Protein, Interleukin-6, and Interleukin-6 Receptor in Individuals with Acute Hip Fracture.</a> J Am Geriatr Soc. 64 (7), 1456-1463 (2016).</li><li>Terrando, N., 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=Aspirin-triggered+resolvin+D1+prevents+surgery-induced+cognitive+decline.">Aspirin-triggered resolvin D1 prevents surgery-induced cognitive decline.</a> FASEB J. 27 (9), 3564-3571 (2013).</li><li>Baht, G. 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=Exposure+to+a+youthful+circulaton+rejuvenates+bone+repair+through+modulation+of+beta-catenin.">Exposure to a youthful circulaton rejuvenates bone repair through modulation of beta-catenin.</a> Nat Commun. 6, 7131 (2015).</li><li>Brack, A. 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=Increased+Wnt+signaling+during+aging+alters+muscle+stem+cell+fate+and+increases+fibrosis.">Increased Wnt signaling during aging alters muscle stem cell fate and increases fibrosis.</a> Science. 317 (5839), 807-810 (2007).</li><li>Villeda, S. A., 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+ageing+systemic+milieu+negatively+regulates+neurogenesis+and+cognitive+function.">The ageing systemic milieu negatively regulates neurogenesis and cognitive function.</a> Nature. 477 (7362), 90 (2011).</li><li>Terrando, N., 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=Resolving+postoperative+neuroinflammation+and+cognitive+decline.">Resolving postoperative neuroinflammation and cognitive decline.</a> Ann Neurol. 70 (6), 986-995 (2011).</li><li>Terrando, N., 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=Stimulation+of+the+alpha7+Nicotinic+Acetylcholine+Receptor+Protects+against+Neuroinflammation+after+Tibia+Fracture+and+Endotoxemia+in+Mice.">Stimulation of the alpha7 Nicotinic Acetylcholine Receptor Protects against Neuroinflammation after Tibia Fracture and Endotoxemia in Mice.</a> Mol Med. 20 (1), 667-675 (2015).</li><li>Vacas, S., Degos, V., Tracey, K. J., Maze, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-mobility+group+box+1+protein+initiates+postoperative+cognitive+decline+by+engaging+bone+marrow-derived+macrophages.">High-mobility group box 1 protein initiates postoperative cognitive decline by engaging bone marrow-derived macrophages.</a> Anesthesiology. 120 (5), 1160-1167 (2014).</li><li>Zhang, 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=Circulating+mitochondrial+DAMPs+cause+inflammatory+responses+to+injury.">Circulating mitochondrial DAMPs cause inflammatory responses to injury.</a> Nature. 464 (7285), 104-107 (2010).</li><li>Degos, V., 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=Depletion+of+bone+marrow-derived+macrophages+perturbs+the+innate+immune+response+to+surgery+and+reduces+postoperative+memory+dysfunction.">Depletion of bone marrow-derived macrophages perturbs the innate immune response to surgery and reduces postoperative memory dysfunction.</a> Anesthesiology. 118 (3), 527-536 (2013).</li><li>Zhang, M. D., 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=Orthopedic+surgery+modulates+neuropeptides+and+BDNF+expression+at+the+spinal+and+hippocampal+levels.">Orthopedic surgery modulates neuropeptides and BDNF expression at the spinal and hippocampal levels.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 113 (43), E6686-E6695 (2016).</li><li>Lu, S. 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=S100A8+contributes+to+postoperative+cognitive+dysfunction+in+mice+undergoing+tibial+fracture+surgery+by+activating+the+TLR4/MyD88+pathway.">S100A8 contributes to postoperative cognitive dysfunction in mice undergoing tibial fracture surgery by activating the TLR4/MyD88 pathway.</a> Brain Behav Immun. 44, 221-234 (2015).</li><li>Feng, X., 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=Microglia+mediate+postoperative+hippocampal+inflammation+and+cognitive+decline+in+mice.">Microglia mediate postoperative hippocampal inflammation and cognitive decline in mice.</a> JCI Insight. 2 (7), e91229 (2017).</li><li>Lugo, J. N., Smith, G. D., Holley, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Trace+fear+conditioning+in+mice.">Trace fear conditioning in mice.</a> J Vis Exp. (85), (2014).</li><li>Kamran, P., 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=Parabiosis+in+mice:+a+detailed+protocol.">Parabiosis in mice: a detailed protocol.</a> J Vis Exp. (80), (2013).</li><li>Ning, B., 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=Surgicallyinduced+mouse+models+in+the+study+of+bone+regeneration:+Current+models+and+future+directions+(Review).">Surgicallyinduced mouse models in the study of bone regeneration: Current models and future directions (Review).</a> Mol Med Rep. 15 (3), 1017-1023 (2017).</li><li>Giannoudis, P. V., Einhorn, T. A., Marsh, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fracture+healing:+the+diamond+concept.">Fracture healing: the diamond concept.</a> Injury. 38, S3-S6 (2007).</li><li>Zwingenberger, 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=Establishment+of+a+femoral+critical-size+bone+defect+model+in+immunodeficient+mice.">Establishment of a femoral critical-size bone defect model in immunodeficient mice.</a> J Surg Res. 181 (1), e7-e14 (2013).</li><li>Yang, S. Y., 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=Murine+model+of+prosthesis+failure+for+the+long-term+study+of+aseptic+loosening.">Murine model of prosthesis failure for the long-term study of aseptic loosening.</a> J Orthop Res. 25 (5), 603-611 (2007).</li><li>Zhang, T., 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+effect+of+osteoprotegerin+gene+modification+on+wear+debris-induced+osteolysis+in+a+murine+model+of+knee+prosthesis+failure.">The effect of osteoprotegerin gene modification on wear debris-induced osteolysis in a murine model of knee prosthesis failure.</a> Biomaterials. 30 (30), 6102-6108 (2009).</li><li>AGS/NIA Delirium Conference Writing Group, Planning Committee and Faculty. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+American+Geriatrics+Society/National+Institute+on+Aging+Bedside-to-Bench+Conference:+Research+Agenda+on+Delirium+in+Older+Adults.">The American Geriatrics Society/National Institute on Aging Bedside-to-Bench Conference: Research Agenda on Delirium in Older Adults.</a> J Am Geriatr Soc. 63 (5), 843-852 (2015).</li><li>Li, Y., 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=Deferoxamine+regulates+neuroinflammation+and+iron+homeostasis+in+a+mouse+model+of+postoperative+cognitive+dysfunction.">Deferoxamine regulates neuroinflammation and iron homeostasis in a mouse model of postoperative cognitive dysfunction.</a> J Neuroinflammation. 13 (1), 268 (2016).</li><li>Tang, J. X., 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=Modulation+of+murine+Alzheimer+pathogenesis+and+behavior+by+surgery.">Modulation of murine Alzheimer pathogenesis and behavior by surgery.</a> Ann Surg. 257 (3), 439-448 (2013).</li><li>Ren, 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=Surgery+plus+anesthesia+induces+loss+of+attention+in+mice.">Surgery plus anesthesia induces loss of attention in mice.</a> Front Cell Neurosci. 9, 346 (2015).</li><li>Fan, D., Li, J., Zheng, B., Hua, L., Zuo, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enriched+Environment+Attenuates+Surgery-Induced+Impairment+of+Learning,+Memory,+and+Neurogenesis+Possibly+by+Preserving+BDNF+Expression.">Enriched Environment Attenuates Surgery-Induced Impairment of Learning, Memory, and Neurogenesis Possibly by Preserving BDNF Expression.</a> Mol Neurobiol. 53 (1), 344-354 (2016).</li><li>Rosczyk, H. A., Sparkman, N. L., Johnson, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuroinflammation+and+cognitive+function+in+aged+mice+following+minor+surgery.">Neuroinflammation and cognitive function in aged mice following minor surgery.</a> Exp Gerontol. 43 (9), 840-846 (2008).</li><li>Zhang, X., 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=Surgical+incision-induced+nociception+causes+cognitive+impairment+and+reduction+in+synaptic+NMDA+receptor+2B+in+mice.">Surgical incision-induced nociception causes cognitive impairment and reduction in synaptic NMDA receptor 2B in mice.</a> J Neurosci. 33 (45), 17737-17748 (2013).</li><li>Villeda, S. A., 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+ageing+systemic+milieu+negatively+regulates+neurogenesis+and+cognitive+function.">The ageing systemic milieu negatively regulates neurogenesis and cognitive function.</a> Nature. 477 (7362), 90-94 (2011).</li><li>Villeda, S. A., 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=Young+blood+reverses+age-related+impairments+in+cognitive+function+and+synaptic+plasticity+in+mice.">Young blood reverses age-related impairments in cognitive function and synaptic plasticity in mice.</a> Nat Med. 20 (6), 659-663 (2014).</li><li>Smith, L. 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=beta2-microglobulin+is+a+systemic+pro-aging+factor+that+impairs+cognitive+function+and+neurogenesis.">beta2-microglobulin is a systemic pro-aging factor that impairs cognitive function and neurogenesis.</a> Nat Med. 21 (8), 932-937 (2015).</li><li>Katsimpardi, 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=Vascular+and+neurogenic+rejuvenation+of+the+aging+mouse+brain+by+young+systemic+factors.">Vascular and neurogenic rejuvenation of the aging mouse brain by young systemic factors.</a> Science. 344 (6184), 630-634 (2014).</li><li>Sinha, 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=Restoring+systemic+GDF11+levels+reverses+age-related+dysfunction+in+mouse+skeletal+muscle.">Restoring systemic GDF11 levels reverses age-related dysfunction in mouse skeletal muscle.</a> Science. 344 (6184), 649-652 (2014).</li><li>Castellano, J. 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=Human+umbilical+cord+plasma+proteins+revitalize+hippocampal+function+in+aged+mice.">Human umbilical cord plasma proteins revitalize hippocampal function in aged mice.</a> Nature. 544 (7651), 488-492 (2017).</li></ol>

저자는 공개 없다.

골절 일반적인 임상 문제 그리고 사망률, 특히 급속 하 게 성장 하 고 있는 노인 인구에서에서의 주요 원인이 남아. 여기, 우리는 tibial 골절 수술 후 neuroinflammation 및 인지 장애에 대 한 책임 메커니즘 연구의 마우스 모델에 대 한 단계별 프로토콜을 소개 합니다. 이 모델은 parabiosis 수술 신경-면역 작용, 조직 재생, 및 다른 신호 프로세스를 결합할 수 있습니다. 이러한 메커니즘을 이해 하는 것은 수술 후 합병증에 대 한 위험을 최소화 하 고 결과 최적화 하는 전략적 목표 제공할 것입니다.
여러 가지 정형 모델 설치류25뼈 수리 연구 개발 되었습니다. 우리가 채택 하 고 원래 해리 외 에 의해 설명 된이 tibial 골절 절차 수정 8, 뇌 기능에 정형 외과 수술의 효과 연구 한다. 우리는 또한 사용이 골절 모델 조합에 우리의 parabiosis 모델 뼈 치유와 연령에 따라 조직 재생에 대 한 책임은 요인 조사. Tibial 골절 이렇게 동물, (따라 마우스와 기본 유전자 감정의 시대), 최소 사망률 0에는 결과 당 약 15 분을 요구 하 고이 일반적인이 휘발성 전신 마 취하에 수행 하는 경우 긴 뼈 골절 및 정형 외과 외상 관련 된 한 모욕 따라서,이 모델은 생물 학적 경로 심문 하 고 경도 평가 수행에 이상적입니다. 그러나, 그것은 중요 하 고 뼈와 고정 재현, 그리고 부드러운 조직에 손상을 일관성. 연 조직 손상 수 수, 예를 들어로 변조 수술 더 충격적인 수 있도록 주변 근육을 곤란 하 게는 스트립. 고정 되지 않은 무딘 외상 또는 3-포인트 절곡에 의해 유도 된 외상 성 골절의 모델 같은 일관성 또는 정확성 제공 하지 것 이다. 이 절차는 자주 다시 부상, 장기 염증 반응에 리드에 결과. 반대로, 단단한 고정과 관련 된 골절의 모델 정형 외과26,27와 관련 된 피해를 완전히 정리 하지 않는 더 온건한 염증이 있다.
다른 고정 하는 티타늄 합금을 사용 하 여 밀접 하 게 모방 인간의 관절 교체 하도록 개발 된 모델과 족 불안정, osteolysis, 그리고 족 관련 합병증 쥐28,29가 더 관련성이 있을 수 있습니다. . 드릴 구멍 모델와 같은 적절 한 안정화를 제공 하는 여기, 하나의 마우스 등의 작업을 혼동 수 있는 상당한 적자 없이 행동 패러다임에서 시험 될 수 있다 공포 컨디셔닝 또는 오픈 필드 운동/불안6 테스트 ,7,11,15,,1920. 그러나, 회전 기형 고정 제대로 잠겨 있지 않은 경우 발생할 수 있습니다. 일부 모델은 우수한 안정화를 제공 하지만 그것은 마우스 대 퇴 골27에 성공적으로 구현 될 수 있지만 마우스 경골에서 구현 하 도전 된 외부 fixator를 사용 합니다.
정신 착 란 등 수술 후 인지 기능 장애, 인지 장애, 노인, 허약 환자30에 (서) 특히 골절 수리, 대 한 정형 외과 수술 후 일반적인 합병증은. Tibial 골절 수술의 임상 관련 마우스 모델이 보여 그 수술 후 조직의 cytokine 릴리스6,7,17, 손상 혈액-뇌 장벽 기능15,19 그리고 microglial 형태학16,22변경, 메모리 장애에 기여 하 고 정형 외과 수술 후 많은 환자에서 본 수술 후 신경학 적 합병증의 중요 한 기능을 나타낼 수 있습니다. 그것은 다른 외과 절차 생쥐에서 수술 후 인지 기능 장애를 모델링 하는 데 사용 되었습니다 해야 합니다. 피상적인 외상35,36뿐만 아니라 복 부31,,3233 와34 혈관 수술, 포함 됩니다. Parabiosis 기술은 모든 염증, glial 활성화 및 일반적인 메커니즘에 의해 중재 될 수 있는 행동 적자를 포함 하 여 유사한 끝점을 공유 하는이 모델에 적용 됩니다.
Parabiosis를 포함 하는 연구 neuroinflammation, 인지 기능과 세 동물37,,3839,40 회 춘 조직에 영향을 줄 수 있는 순환 요인에 대 한 새로운 역할을 계시 했다 ,,4142. 우리는 parabiosis 여기에 설명 된 재생 경로 조사 하 고 혈액을 매개로 요인 영향 치유와 골절12수리를 포함 하는 메커니즘을 연구 하는 tibial 골절 모델 성공적으로 결합 될 수 있다 나타났습니다. 여기, 우리는 세 동물 젊은 동물에 anastomosed 때 세 동물의 골절-복구 용량에 rejuvenated 수 있습니다 설명 했다. 나이의이 반전 골절 사이트에서 조 혈 모 세포의 engraftment에 뿌리 했다. 흥미롭게도, 이러한 소생 세 쥐로 젊은 골 수 이식 통해 달성 될 또한. 이와 관련, 골 수 이식 parabiosis에 더 직접적이 고 간단 하 게 다른 접근을 간주 될 수 있습니다. 그러나, parabiosis 조사 순환 세포 및 요인의 기능에 대 한 보다 강력한 모델 이다. 우리는 parabiosis와 정형 외과 모델 수술 치료 및 노화 생물학에서 중요 한 질문에 대답에 중요 한 역할을 담당할 것입니다 기대 합니다.
요약 하자면, 우리는 tibial 골절 수술 후 neuroinflammation과 정형 외과 수술 후 인지 장애에 대 한 책임 메커니즘 연구의 마우스 모델에 대 한 단계별 프로토콜을 소개 합니다. 이 모델은 신경-면역 작용, 조직 재생, 및 다른 경로를 parabiosis 절차와 결합할 수 있습니다. 이러한 메커니즘을 정의 하는 것은 수술 후 합병증에 대 한 위험을 최소화 하 고 결과 최적화 하는 전략적 목표 제공할 것입니다.

수술 의료 의료 시스템을 변형 시킨 첨단 기술, 향상 된 안전에 지속적으로 기여 하 고 삶의 질을 유지. 불행 하 게도, 수술도 노인 환자1,2에 특히 상처 감염, 신경학 적 장애, 그리고 심지어 사망을 포함 하 여 수술 후 합병증으로 이어질 수 있는 pathophysiologic 응답을 유도 합니다. 정형 외과 특히 노인 삶의 질을 개선 하 고 일반적인 뼈 부상을 복구 하에서 정기적으로 수행 됩니다. 그러나, 정형 외과 환자 65 세와 수술 후 정신 착 란 등 이전 경험 신경학 적 장애의 50%까지. 이 지속적으로 6 개월, 지속적인 기능 감소, 빈약한 예 지, 즉, 5 사망률에 대 한 위험을 증가와 관계가 증가 환자, 증가 입원의 길이 그리고 요양원 배치의 시간 간호 3 , 4 , 5. 진보 된 나이를 포함 하 여 몇 가지 위험 요소 확인 되었습니다, 하지만 작은 수술 후 신경학 적 장애에 대 한 책임 메커니즘에 대 한 알려져 있다.
우리 주변 외상 neuroinflammation 및 두뇌 건강 (인지 기능)6, 를 포함 하 여 수술 후 회복에 미치는 영향을 확인 하려면 tibial 골절의 마우스 모델을 설정한 골절 노인에서 아주 일반적 이기 때문에, 7. 원래 해리 외 에 의해 설명 된이 모델 8, intramedullary 고정 및 전신 마 취 및 진통, tibial 골절 이루어져 피부 부상, 근육 외상, 따라서 모방 그리고 뼈 일반적인 긴 뼈 골절과 관련 된 수리 및 인 간에 있는 복구. 이 절차 후 쥐 인간9,10, 선언적 메모리에 적자와 관련 있는 해 마에서 microglial 활성화에 관찰 하는 변화에 비슷한 염증 성 마커 변경 내용을 설명 하 고 hippocampal neuroplasticity6,7,11. 우리는 이전 결합이 골절 모델 parabiosis. Parabiosis는 수술 고 모델을 2 마우스 anastomosed는 따라서 순환 시스템을 공유입니다. 이 모델 순환 세포 및 연령과 질병12,,1314의 맥락에서 장기의 기능에 체액 성 요인의 규제 효과의 이해에 돌파구를 제공 했다. 이 방법을 사용 하 여 우리가 최근 연령에 따라 골절 치유12와 관련 된 조직의 요소를 발견 했다.
여기, 뼈-투-두뇌 연령에 따라 메커니즘, 재생 의학 및 neuroimmunology에 관련 된 연구 parabiosis tibial 골절 모델을 결합 하는 프로토콜을 소개 합니다. 프로토콜 1A tibial 골절 절차 (그림 1A) parabiosis 절차 및 프로토콜 1B 세부 사항 설명. 이들은 독립적으로 또는 조합, 심문의 성격에 따라 수행할 수 있습니다.

<table width="1234">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">Isoflurane</td>
			<td style="width:272px;">Piramal Healthcare</td>
			<td style="width:175px;">NDC 66794-017-25</td>
			<td style="width:577px;">Other volatile agents or injectable anesthesia can be also used</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">Buprenorphine</td>
			<td>Reckitt-Benckiser Pharmaceuticals</td>
			<td>NDC 12496- 6757-1</td>
			<td>Optional and depending on individual Institutional Animal Care and Use Committee recommendations</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">Ethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>04-355-451</td>
			<td>70% solution for antiseptic treatment of skin and cleaning</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">10% povidone Iodine</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td style="width:175px;"></td>
			<td>For antiseptic treatment of skin</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">SomnoSuite</td>
			<td style="width:272px;">Kent Scientific</td>
			<td>SS-01</td>
			<td>Low Flow&#160; Anesthesia system</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">MouseSTAT</td>
			<td style="width:272px;">Kent Scientific</td>
			<td style="width:175px;">PS1161</td>
			<td>Pulse Oximeter &#38; Heart Rate Monitor</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">Shaver</td>
			<td style="width:272px;">Wahl</td>
			<td style="width:175px;">9854L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">Stereomicroscope</td>
			<td style="width:272px;">Leica</td>
			<td style="width:175px;">MZ6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Scalpel Handle</td>
			<td style="width:272px;">Fine science tools</td>
			<td>10003-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Scalpel Blades - #11</td>
			<td style="width:272px;">Fine science tools</td>
			<td>10011-00</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Adson Forceps</td>
			<td style="width:272px;">Fine science tools</td>
			<td>11006-12</td>
			<td>Needed for stripping the periosteum</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Iris Forceps</td>
			<td style="width:272px;">Fine science tools</td>
			<td style="width:175px;">11066-07</td>
			<td>Useful (1x2 teeth) to causing localized muscle/soft tissue trauma</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">Bonn Scissors (Straight)</td>
			<td style="width:272px;">Fine science tools</td>
			<td style="width:175px;">14084-08</td>
			<td>Good for osteotomy, note to change regularly as becomes blunt</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Fine Scissors</td>
			<td style="width:272px;">Fine science tools</td>
			<td style="width:175px;">14058-09</td>
			<td>Sharp scissors for cutting sutures</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">22G x 3.5 In Quincke&#160; Spinal Needle</td>
			<td style="width:272px;">BD</td>
			<td style="width:175px;">405181</td>
			<td>Use inner rod for pinning</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Needle Holders</td>
			<td style="width:272px;">Fine science tools</td>
			<td>12001-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">Suture</td>
			<td style="width:272px;">Look</td>
			<td style="width:175px;">1079B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="width:211px;height:21px;">C57BL6/J</td>
			<td style="width:272px;">Jackson Laboratory</td>
			<td style="width:175px;">&#160;stock no. 000664</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="63">
			<td height="63" style="width:211px;height:63px;">eGFP+ (expressing enhanced green fluorescent protein ubiquitously)</td>
			<td style="width:272px;">Jackson Laboratory</td>
			<td style="width:175px;">&#160;stock no. 003291</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a mouse model of orthopedic surgery to study postoperative cognitive dysfunction and tissue regeneration

수술은 일반적으로 개선 하 고 삶의 질을 유지 하는 데 사용 됩니다. 불행히도, 노인 등 취약 한 환자에서 합병증 수 있습니다 발생할 고 크게 감소 결과. 실제로, 일상적인 정형 외과 골절 복구, 후 노인 환자의 50%는 정신 착 란 같은 신경학 상 합병증에서 고통. 또한, 치유 하 고 수술 후 조직을 재생 하는 능력, 나 이와 함께 감소 하 고 골절 수리 및 임 플 란 트의 심지어 뼈가 있는 통합의 품질에 영향을 줄 수 있습니다. 따라서,이 연령에 따라 변화 드라이브 메커니즘의 더 나은 이해 같은 합병증에 대 한 위험을 최소화 하 고 결과 최적화 하는 전략적 목표를 제공할 수 있습니다. 여기, 우리는 tibial 골절의 임상 관련 마우스 모델을 소개합니다. 이 마우스에 수술 후 변화 일반적으로 인 간에 있는 일반적인 정형 외과 수술 후 관찰 하는 인지 장애의 일부 모방. 간단히, 절 개는 엄격 하 게 무 균 조건 하에서 오른쪽 뒷 다리 사지에서 수행 됩니다. 근육 분리 되 고는 0.38 m m 스테인레스 스틸 핀 intramedullary 운하 안에 경골의 상단 문장에 삽입 됩니다. 뼈는 다음 수행, 그리고 상처를 잘라. 수술 후 neuroinflammation 행동 변화에 대 한 수술 외상의 효과 조사 하기 위해이 모델을 사용 했습니다. Parabiosis, 외과 모델에 2 마우스 anastomosed는와 함께에서이 골절 모델을 적용 하 여 우리 세포와 조직으로 부상 후 장기 기능 및 조직 재생을 젊 어지게 하는 분 비 요소를 공부 했다. 우리의 단계별 프로토콜에 따라, 이러한 모델 높은 충실도, 재생 될 수 있다 그리고 많은 생물 학적 경로 수술 외상에 의해 변경 되는 심문을 적용할 수 있습니다.

가로 osteotomies 핀 및 적절 한 봉합의 꾸준한 삽입 무 균 조건 하에서 신중 하 게 수행 했다, 후 마우스 lameness, 감염, 또는 수술 후 왼쪽된 다리에 출혈의 흔적을 보여주었다. 정형 외과 치료 Safranin O 후 방사선 분석 및 histomorphometry를 사용 하 여 평가 했다 (그림 2) 얼룩. 방사선 midshaft 골절된 경골의 골절 굳은 살 세 쥐에서 보다 젊은 쥐의 골절 굳은 살에 더 많은 조직 증 착 표시. 골절 굳은 살 석 그리고 파라핀 조직학 분석을 위한 준비에 포함 된. 섹션 Safranin-O로 얼룩진 했다 그리고 조직 증 착 histomorphometry 분석을 사용 하 여 계량 했다. 젊은 쥐의 골절 굳은 살 더 많은 뼈와 골절 굳은 살 세 쥐에서 보다 덜 거리 조직을 포함.
Tibial 골절 염증 조직 및 중앙6,7,11,,1516유도합니다. 실제로, 주변 수준의 프로 염증 성 cytokines 및 위험 관련 된 분자 패턴 (DAMPs)는 모두 생쥐와 인간7,,1718에서 정형 외과 수술 후 급속 하 게 상승 된다. 이 체액, 세포, 및 신경 통로7,15,,1920, 포함 하는 여러 신호 메커니즘을 통해 두뇌에 있는 microglial 세포의 활성화에 기여 21. 다음 수술, 내 피 기능 장애, 혈액-뇌 장벽 개방, 그리고 주변 대 식 세포 침투 야생 유형 및 Ccr2 급성 hippocampal neuroinflammation 기여할RFP / + Cx3cr1GFP / + 성인 쥐15 , 19, 인간의 정신 착 란, 수술 후 인지 기능 장애15,,1922유사한 후속 메모리 적자와 연결 되었습니다. 이 neuroinflammatory 응답 IBA 1 immunostaining (그림 3)에 의해 감지 microglial 형태학에 있는 중요 한 변화 나이 든된 동물에 악화 됩니다.
여기 설명 tibial 골절 모델을 사용 하 여, 우리는 또한 발견 정도 장애인된 hippocampal 성체가 이랑20에 doublecortin (DCX) immunostaining에 있는 감소에 의해 입증. 장기 potentiation (LTP), 메모리 기능, 대리의 electrophysiologic 측정 postoperatively neuroplasticity에 시간에 따라 중단 발표11. 수술 후 쥐도 hippocampal 종속 메모리 기능, 예를 들어 공포 컨디셔닝 행동 평가 (그림 4)를 사용 하 여 장애를 표시할. 두려움 컨디셔닝, 마우스 챔버에 배치 되며 뒤에 (즉, footshock)는 혐오 자극 청각 큐에 노출. Tibial 수술 후 3 일 마우스 컨디셔닝 챔버에 어떤 청각 또는 혐오 자극 없이이 이번 테스트는 하 고 (자세한 프로토콜 참조23)에 대 한 메모리의 색인 기록 동작 동결.
고급 나이 메모리 감소에 대 한 중요 한 위험 요소 이다. 아직, 우리 시대, 조직 복구 및 재생에 대 한 용량 또한 감소 이러한 메커니즘을 제대로 이해 남아 있지만. 따라서, 우리는 heterochronic parabiosis (쌍 영/오래 된 동물)을 수행 하기 위해 여기 설명 된 프로토콜을 사용 하 고 골절 (대 한 자세한 parabiosis 프로토콜 참조24) 세 마우스 내에서 치유를 평가. Parabiotic 쌍 사이의 혈액 공유 확인 되었고 동등한12발견. 이전 연합 젊음 순환 향상 된 뼈 수리에 노출 증 착 뼈, 증가 하 고 감소 증 (그림 5)12. 뼈 재생의이 회 춘 생 osteocalcin 긍정적인 osteoblasts (그림 5, 갈색 세포)의 독립적인 발생 하지만 오히려 젊은 parabiont (그림 5, 블루 셀)에서 마이그레이션된 CD45-긍정적인 세포 의존 . 이 결과 CD45 긍정적인 조 혈 모 세포 더 활성화 될 그들을 유도 하는 것은 세 osteoblastic 셀에 신호 수 발랄 하 고 건강 한 틈새를 분 비를 나타냅니다.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig1.jpg"> 그림 1: parabiosis와 tibial 골절 수술의 도식 대표. (A) 일정 수행 하는 parabiosis와 tibial 골절 (프로토콜 1A) 또는 tibial 골절 혼자 (프로토콜 1B). Isochronic 또는 heterochronic parabiotic 쌍에서 20 개월 된 생쥐의 (B) 경골 골절 했다 (오른쪽 마우스의 오른쪽 다리는 골절, x 표시로). 녹색 쥐 eGFP 쥐를 묘사 하는 동안 회색 쥐 wildtype 쥐 묘사. (C) intramedullary 고정 및 중간 샤프트 골절 tibial 골절 모델의 회로도. 또한 뒷 다리 사지의 3D 개조와 경골의 고정에 대 한 보충 비디오 1 을 참조. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig2v2.jpg"> 그림 2: 젊고 오래 된 마우스 모델 내에서 치유 하는 Tibial 골절. 젊은이 나 늙은 쥐의 경골 골절 했다 고 골절 굳은 살 조사 21 일 게시물 부상 했다. (A) 방사선 이미징 및 조직학 얼룩 (Safranin-O) 골절 굳은 살 21 일 게시물 골절을 평가 하는 데 사용 했다. 얼룩이 collagenous 조직 파란색과 빨간색에서 (연골 포함) proteoglycans 보여줍니다. 파선 골절 굳은 살의 대략적인 위치를 나타냅니다. (B) Histomorphometry의 뼈, 연골, 그리고 거리 조직 골절 굳은 살 21 일 게시물 골절 내 입금 금액을 평가 하기 위해 사용 되었다. 의미 ± 95% 신뢰 간격, 데이터 표현 됩니다 * P < 0.05, 통계적 (일방통행 ANOVA, Dunnett의 시험), 스케일 바 2mm, 나타내고 이미지 현미경, 1.25 x 목표를 사용 하 여 얻은 했다. n = 각 샘플에 대 한 9. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig2v2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig3.jpg"> 그림 3: 해 마에 연령에 따라 microglial 활성화를 유도 하는 수술. Tibial 골절 수술 세 쥐 (20 개월) 4 개월 C57BL6/J 쥐에 비해 큰 hippocampal neuroinflammation를 유도 합니다. 뇌-섹션 microglial 마커 IBA 1와 얼룩이 더 긍정적인 세포와 형태 론 적 변화 수술 수술 후 24 h 그룹 보여줍니다. 이미지 100 x의 확대와 함께 epifluorescent 현미경으로 얻은 했다.; 눈금 막대를 나타냅니다 10 µ m. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig4.jpg"> 그림 4: tibial 골절 수술 후 신생, 장기 potentiation 및 메모리 기능 장애. (A) DCX, 성체에 대 한 양적 마커는 수술 후 24 h에 해 마가 뇌에 현저 하 게 감소 된다. 이미지는 confocal 레이저 스캐닝 현미경 목표 10 배;의 확대와 함께 가져온 스케일 바 대표 10 µ m. 컨트롤 또는 마우스 24 h hippocampal 조각 전기 생리학 (B) 수술 후. 장기 potentiation (LTP)-고주파 자극 (HFS)에 의해 유도 되었다 고 기록 이상 1 h. 필드 흥분 성의 postsynaptic 잠재력 (fEPSPs)는 정기적으로 가득 하는 세포 외 기록 피 펫을 사용 하 여 CA1 지층 radiatum에서 기록 되었다 인공 뇌 척수입니다. 수술 후 24 h, LTP 유도 너무나 통제 쥐에 비해 감소 된다. 데이터는 평균 ± s.e.m. n으로 표현 = 3, * p < 0.05 1 방향 배치법. (C) Hippocampal 종속 메모리 기능 (추적을 사용 하 여 동결의 %로 정의 두려움 컨디셔닝) 컨트롤에 비해 수술과 마 취만 노출 동물 후 생쥐에서 손상. 데이터는 평균 ± s.e.m. n으로 표현 = 9-10, * p < 0.05 1 방향 배치법. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig5.jpg"> 그림 5: Parabiosis 수술 골절 치유, 혈액 공유 및 기증자 세포 engraftment의 회 춘에 이르게. Isochronic 및 heterochronic parabiosis 쌍 설치 되었다 고 각 쌍의 세 마우스는 골절 뼈 치유에 대 한 평가. (A) 골절 굳은 살 방사선 이미징 사용 하 여 조사 했다. 파선 골절 굳은 살의 대략적인 위치를 나타냅니다. (B) Engraftment eGFP + 세포의 골 수 내에서 확인 됐다. (C) Immunohistochemistry 골절 굳은 살의 eGFP+ 기증자 세포 (파란색) 및 osteocalcin+ osteoblastic 셀 (갈색)는 parabiont에서 식별 하기 위해 사용 되었다. 스케일 바 50 µ m 나타내고 이미지 40 x 목표를 사용 하 여 얻은 했다. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig5large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.</a>
보충 비디오 1: 3 차원 재구성 뒷 다리 경골의 고정의. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/parte_slow.wmv">이 파일을 다운로드 하려면 여기를 클릭 하십시오.</a>

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A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration

이 프로토콜의 정형 외과 수술 후 neuroinflammation 및 행동 변화, 그리고 노화 중 조직 재생 연구 parabiosis와 결합 메커니즘을 연구 하는 데 사용 되었습니다 마우스 모델을 설명 합니다.

정형 외과 수술 후 인지 기능 장애 및 조직 재생 연구의 마우스 모델

Surgery is commonly used to improve and maintain quality of life. Unfortunately, in vulnerable patients such as the elderly, complications may occur and ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Pseudofracture: An Acute Peripheral Tissue Trauma Model

Pseudofracture : 급성 주변 조직 외상 모델

Following trauma there is an early hyper-reactive inflammatory response that can lead to multiple organ dysfunction and high mortality in trauma patients; ...

연구

의학

A Mouse Model of in Utero Transplantation

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의 마우스 모델 Utero에 이식

The transplantation of stem cells and viruses in utero has tremendous potential for treating congenital disorders in the human fetus.  For example, in ...

A Mouse Tumor Model of Surgical Stress to Explore the Mechanisms of Postoperative Immunosuppression and Evaluate Novel Perioperative Immunotherapies

수술 후 면역 억제의 메커니즘을 탐색 소설 수술 전후 면역 요법을 평가하기 위해 수술 스트레스의 마우스 종양 모델

Surgical resection is an essential treatment for most cancer patients, but surgery induces dysfunction in the immune system and this has been linked to ...

Implantation of Inferior Vena Cava Interposition Graft in Mouse Model

마우스 모델에서 하대 정맥 끼어 이식의 주입

Biodegradable scaffolds seeded with bone marrow mononuclear cells (BMCs) are often used for reconstructive surgery to treat congenital cardiac anomalies. ...

Transplantation of Pulmonary Valve Using a Mouse Model of Heterotopic Heart Transplantation

이소성 심장 이식 마우스 모델을 사용하여 폐동맥 판막 이식

Tissue engineered heart valves, especially decellularized valves, are starting to gain momentum in clinical use of reconstructive surgery with mixed ...

Ischemic Tissue Injury in the Dorsal Skinfold Chamber of the Mouse: A Skin Flap Model to Investigate Acute Persistent Ischemia

마우스의 등쪽 피하 지방 상공 회의소에서 허혈성 조직 손상 : 피부 플랩 모델은 급성 영구 허혈을 조사하기

Despite profound expertise and advanced surgical techniques, ischemia-induced complications ranging from wound breakdown to extensive tissue necrosis are ...

Apical Resection Mouse Model to Study Early Mammalian Heart Regeneration

치근단 절제술 마우스 모델은 초기 포유류의 심장 재생을 연구하는

Cardiovascular disease plagues the whole world due to intensive lifestyle changes. Heart regeneration holds great promise for repairing and restoring ...

Vein Interposition Model: A Suitable Model to Study Bypass Graft Patency

정맥 삽입 위치 모델 : 바이 패스 이식 개통을 연구하기위한 적절한 모델

Bypass grafting is an established treatment method for coronary artery disease. Graft patency continues to be the Achilles heel of saphenous vein grafts. ...

An Anatomical Study of Nerves at Risk During Minimally Invasive Hallux Valgus Surgery

최소 침 습 Hallux Valgus 수술 중 위험에 신경의 해부학 적 연구

The growing popularity of minimally invasive surgical (MIS) procedures makes it necessary that new anatomical references arise, to aid in tridimensional ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

Myography 와이어를 사용 하 여 마우스 Mesenteric 동맥의 isometric 수축 측정

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...