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

Vi takker Kathy Gage, BS (avdeling i anestesiologi, Duke University Medical Center, Durham, NC) for redaksjonell bistand. NT anerkjenner støtte fra en drøm innovasjon støtte fra Duke anestesiologi og NIH/NIA R01 AG057525-01.

Alle dyreforsøk ble utført i samsvar med den nasjonale institutter for helse Guide og bruk av forsøksdyr, og godkjent av institusjonelle Animal Care & Bruk Committee (IACUC) ved Duke University.
1. forsøksdyr
<ol><li>Holde mus i en luftkondisjonerte miljø med 12-h lys/mørke sykluser og riktig tilgang til standard mat og vann. Huset ikke mer enn 5 littermates per bur, og unngå forhold som kan oppmuntre kjemper.</li>
	<li>Bruk kvinner C57BL6/J mus på 3 måneders alder (unge) eller 18 måneders alder (gamle).</li>
	<li>For parabiosis, acclimate 2 mus sammen i minst to uker før operasjonen. Mus er vill-type C57BL6/J eller eGFP +.</li>
	<li>Kontroller kroppens tilstand og helhetsinntrykket av mus daglig.</li>
</ol>2. preoperativ oppsettet for Parabiosis og Ortopedisk kirurgi
<ol><li>Veie 2 mus.</li>
	<li>Administrere narkose via et anestesi system på en konstant O2 strømningshastighet på 0.2 L/min. Bruk 5% isoflurane for induksjon i en induksjon kammer. Merk: Dybden av anestesi kan bekreftes ved hjelp av en tå knipe.</li>
	<li>Plass mus på en oppvarmet pute i supine posisjon. Bruk en endetarms sonde overvåke kroppstemperatur hele den kirurgiske prosedyren.</li>
	<li>For å opprettholde anestesi, lavere inhalert konsentrasjonen av isoflurane 2.0% i 0.2 L/min gjennom en ansiktsmaske. Overvåke for å sikre tilstrekkelig dybde av anestesi.</li>
	<li>Overvåke fysiologiske parametere (pustefrekvens, oksygenmetning, og hjerte slo) ikke-invasively bruker en puls oksymeter (valgfritt).</li>
</ol>3. parabiosis kirurgi (protokollen 1A)
<ol><li>Administrere analgesi (buprenorfin, SR/treg release, 0,1 mg/kg subcutaneously) etter induksjon og før kirurgisk manipulasjon. Sprøyte bupivacaine (0,25%) på flankene like før åpningen. Bruk øye smøremiddel. Merk: Parabiosis protokollen kan utføres uavhengig fra tibial brudd.</li>
	<li>For alle interne kroppen suturing, bruk 4-0 polydioxanone Sutur materiale. For alle eksterne suturing, bruk 4-0 polypropylen Sutur materiale.</li>
	<li>Barbering hver av 2 mus langs en sammenhengende linje fra albuen og flanken kneet på siden for å være sammen. Desinfiser med jod + 70% alkohol huden skrubbe over 3 vekslende sykluser i forberedelse til snitt. Brukt autoklaveres instrumenter og opprettholde et sterilt felt. Merk: Plasser vill-type musen til høyre for eGFP musen, og forberede venstre flanke av vill-type mus og høyre flanke eGFP musen for kirurgi (figur 1).</li>
	<li>Hver musen, kan du bruke en saks for å gjøre en huden snitt langs flanken, alt proksimale til kneet til bare proksimale albuen, og uten å forstyrre musklene under huden.</li>
	<li>Bli med triceps av dyrene med 2 avbrutt suturer.</li>
	<li>Bli med kroppen veggene langs flankene med en kjører, kontinuerlig Sutur av 7-9 går.</li>
	<li>Bli med quadriceps av dyret med 2 avbrutt suturer.</li>
	<li>Lukk huden av de 2 parabionts med avbrutt suturer.</li>
	<li>Tillate at mus til å våkne opp i luften.</li>
	<li>For å sikre suksess for denne protokollen, helse parene må opprettholdes: overvåke parene daglig; utføre kroppens tilstand scoret to ganger ukentlig; og veie parene to ganger ukentlig. Merk: Hvert par ligger individuelt. Merk: Hvis bruker vanlig buprenorfin (dvs. ikke SR/treg utgivelse) deretter administrere 0,1 mg/kg subcutaneously i 1 mL av saline per musen to ganger daglig i 3 dager.</li>
	<li>Tillate 4 uker etter utvinning tid å sikre felles sirkulasjon mellom parabionts hvis utføre tibial frakturstedet kirurgi.</li>
</ol>4. tibial frakturstedet kirurgi (protokollen 1B)
<ol><li>Administrere analgesi (buprenorfin, 0,1 mg/kg subcutaneously) etter induksjon og før kirurgisk manipulasjon. Sprøyte bupivacaine (0,25%) på webområdet kirurgisk proksimale til kneet like før åpningen. Bruk øye smøremiddel.</li>
	<li>Barbere den mediale aspekten av høyre hind ben i musen å avsløre det kirurgiske området og disinfect med jod + 70% alkohol huden scrub over 3 vekslende sykluser. Opprettholde et sterilt kirurgisk felt i hele denne prosedyren. Begrense urenheter. bruke autoklaveres instrumenter og hansker; fullføre operasjonen under dissecting mikroskop (valgfritt); og bruke en varmeputen for å opprettholde kroppstemperatur. Merk: Hvis protokollen utføres på parabionts, bare 1 musen er oppdelt i paret (høyre tibia av høyre museknapp). Se figur 1B for en skjematisk diagram for brudd på parabionts.</li>
	<li>Bruke en saks for å gjøre en huden snitt langs den mediale aspektet av høyre hind lem proksimale til knærne ned midshaft av tibia på høyre museknapp.</li>
	<li>Utsett midshaft av tibia og visuelt finne diaphysis. Bøye kneet og visualisere tibial platået ved hjelp av patella femoral ligament som et landemerke.</li>
	<li>Visualisere patellarsenen; manuelt bore ved å rulle tommelen og pekefingeren 0,5 mm hull i mulig intramedulær kanalen benytter en 25-gauge nål. Merk: Det boret hullet kjøres parallelt langs tibia, i gjennom tibial platået.</li>
	<li>Sette inn en 0,38-mm rustfritt stål pin gjennom hullet ca 15 mm i medullær hulrom før motstand er følte, og kuttet flush med tibial platået med en wire cutter (se utfyllende Video 1 for en 3D rekonstruksjon).</li>
	<li>Bruker rett Bonn saks, brudd i tibia midshaft (diaphysis). Se figur 1 c for en skjematisk diagram av frakturer.</li>
	<li>Visuelt observere brudd område og tilstøtende vev å inspisere for stabilisering av brudd synet.</li>
	<li>Lukk med dermal stifter.</li>
	<li>Plass musene på oppvarmet pads å gjenopprette før han returnerte dem til et rent hjem bur. Injisere 1 mL prewarmed (37 ° C) normal saline subcutaneously i hver mus for væske utskifting.</li>
	<li>Sjekk mus daglig for tegn på halthet, infeksjon eller blødning. Merk: Hvis bruker vanlig buprenorfin (dvs. ikke SR/treg utgivelse) deretter administrere 0,1 mg/kg subcutaneously i 1 mL av saltvann daglig i 3 dager.</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>

Forfatterne ikke avsløre.

Frakturer er et vanlig klinisk problem, og fortsatt en ledende årsak til sykelighet, spesielt i den raskt voksende senior befolkningen. Her introduserer vi en trinnvis protokoll for en musemodell av tibial frakturstedet å studere mekanismer som er ansvarlig for postoperativ neuroinflammation og kognitiv svekkelse. Denne modellen kan kombineres med parabiosis kirurgi å studere Nevro-immune interaksjoner, vev gjenfødelse og andre signalnettverk prosesser. Forstå disse mekanismene vil gi strategiske mål for å minimere risiko for postoperativ komplikasjoner og optimalisere resultatene.
Flere Ortopedisk modeller er utviklet for å studere bein reparasjon gnagere25. Vi vedtatt og endret denne tibial frakturstedet prosedyren, opprinnelig beskrevet av Harry et al. 8, å studere virkningene av Ortopedisk kirurgi på hjernefunksjon. Vi har også brukt denne brudd-modellen i kombinasjon med vår parabiosis modell for å undersøke faktorer som er ansvarlig for bein healing og alder-avhengige vev gjenfødelse. Når utført under flyktig narkose, denne tibial frakturstedet prosedyren krever bare ca 15 min per dyr, resulterer i null til minimal dødelighet (avhengig av alder av musen og underliggende genetisk mottakelighet), og viser vanlig fornærmelser forbundet med lang-beinbrudd og ortopediske kirurgisk traumer. Derfor, denne modellen er ideell for avhør biologiske veier og utføre langsgående vurderinger. Imidlertid er det viktig at den osteotomi og låsing er reproduserbare, og at skade bløtvev er konsekvent. Bløtvevet skader kan være modulert, for eksempel ved stripping periosteum og knipe omkringliggende musklene å gjøre operasjonen mer traumatisk. Modeller av traumatisk brudd forårsaket av ikke-fast stumpe traumer eller tre-punkts bøying ville ikke gi slike konsistens eller nøyaktighet. Disse fremgangsmåtene fører ofte re-skader, som fører til langvarig betennelsesreaksjon. Derimot har modeller av brudd involverer stive fiksering en mer moderat betennelse, som ikke fullt er recapitulate skader forbundet med Ortopedisk kirurgi26,27.
Andre modeller med titanlegering låsing å tett etterligne menneskelige kirurgi og kan være mer relevant for forhøre protese ustabilitet, osteolysis og protese-assosiert komplikasjoner i mus28,29 . Bore hull modeller frykt som den som presenteres her, gir tilstrekkelig stabilisering, og mus kan testes i atferdsdata paradigmer uten betydelige underskudd som kan forvirre oppgaver som condition eller åpne feltet bevegelse/angst testing6 ,,7,,11,,15,,19,,20. Roterende misdannelser kan imidlertid oppstå hvis fiksering ikke er riktig låst. Noen modeller bruker en ekstern fixator, som gir overlegen stabilisering men er utfordrende for å implementere i en mus tibia, selv om det kan være implementert i en mus femur27.
Kognitive impairments, inkludert delirium og postoperativ kognitive dysfunksjon, er vanlige komplikasjoner etter Ortopedisk kirurgi brudd reparasjon, særlig i eldre og skrøpelige pasienter30. Denne klinisk relevante musemodell tibial frakturstedet kirurgi viser at postoperativ systemisk cytokin løslate6,7,17, svekket blod - hjerne barrieren funksjon15,19 , og endret microglial morfologi16,22, bidra til minne svekkelse og kan representere kritiske funksjoner av de postoperative nevrologiske komplikasjonene sett i mange pasienter etter Ortopedisk kirurgi. Det er viktig å merke seg at andre kirurgiske prosedyrer har blitt brukt til å modellere postoperativ kognitive dysfunksjon i mus. Disse inkluderer abdominal31,32,33 og vaskulær34 kirurgi, samt overfladisk traumer35,36. Parabiosis teknikken er gjeldende for alle disse modellene, som deler lignende endepunkter, inkludert betennelse, glial aktivisering og atferdsmessige underskudd, som kan være formidlet av felles mekanismer.
Studier med parabiosis har avdekket romanen roller for sirkulerende faktorer som kan påvirke kognitiv funksjon, neuroinflammation og vev foryngelse i alderen dyr37,38,39,40 ,41,42. Vi har vist at parabiosis kan med hell kombineres med tibial frakturstedet modellen beskrevet her å forhøre regenerativ veier og studere mekanismer involverer blodbårne faktorer at innflytelse healing og brudd reparere12. Her har vi vist at brudd-reparasjon kapasiteten til en eldre dyr kan fornyet når alderen dyret er anastomosed til en ung dyr. Denne reverseringen alder var forankret i engraftment av blodkreft cellene på bruddet sted. Interessant, kan slik foryngelse også oppnås gjennom transplantasjon av unge benmarg i alderen mus. I denne forbindelse, betraktes benmarg transplantasjon som en mer direkte og enklere alternativ tilnærming til parabiosis. Parabiosis er imidlertid en mer robust modell for å undersøke funksjonen av sirkulerende celler og faktorer. Vi forventer at en kombinasjon av parabiosis og Ortopedisk kirurgi modeller vil spille en viktig rolle i viktige spørsmål i perioperative omsorg og aldring biologi.
I sammendraget introduserer vi en trinnvis protokoll for en musemodell av tibial frakturstedet å studere mekanismer som er ansvarlig for postoperativ neuroinflammation og kognitiv svekkelse etter Ortopedisk kirurgiske prosedyrer. Denne modellen kan kombineres med en parabiosis prosedyre å studere Nevro-immune interaksjoner, vev gjenfødelse og andre veier. Definere disse mekanismene vil gi strategiske mål for å minimere risiko for postoperativ komplikasjoner og optimalisere resultatene.

Kirurgi har transformert medisinsk helsevesenet og kontinuerlig bidrar til nyskapende teknologi, forbedret sikkerhet, og vedlikeholdes livskvalitet. Dessverre induserer kirurgi også pathophysiologic svar som kan føre til postoperativ komplikasjoner inkludert sårinfeksjoner, nevrologiske impairments og selv dødelighet, særlig i eldre pasienter1,2. Ortopedisk kirurgi utføres rutinemessig, særlig i eldre voksne, til å forbedre livskvalitet og reparere vanlige Ben skader. Imidlertid opp til 50% av Ortopedisk kirurgi pasienter som er 65 år og eldre erfaring nevrologiske impairments som postoperativ delirium. Dette konsekvent korrelerer med dårlig prognose, dvs, 5-fold økt risiko for dødelighet 6 måneder, vedvarende funksjonelle nedgang, økt sykepleie tid per pasient, økt lengden på sykehusopphold og høyere priser på sykehjem plassering 3 , 4 , 5. noen risikofaktorer, inkludert avanserte alder, har blitt identifisert, men lite er kjent om mekanismene ansvarlig for nevrologiske impairments etter operasjonen.
Siden brudd er svært vanlig hos eldre, har vi etablert en musemodell av tibial frakturstedet å fastslå effekten av eksterne traume på postoperative gjenvinning, inkludert neuroinflammation og hjernen helse (kognitiv funksjon)6, 7. denne modellen, opprinnelig beskrevet av Harry et al. 8, består av mulig intramedulær låsing og tibial frakturstedet under narkose og analgesi, og dermed etterligner hud skader, muskel traumer, og bein reparasjon forbundet med felles lang-benbrudd og reparere hos mennesker. Etter denne prosedyren, mus vise endringer i provoserende markører ligner endringer observert i mennesker9,10, samt microglial aktivisering prefiks, som er forbundet med underskudd i deklarativ minnet og hippocampus neuroplasticity6,7,11. Tidligere har vi kombinert denne brudd-modellen med parabiosis. Parabiosis er en kirurgisk modell der 2 mus er anastomosed og dermed dele en sirkulasjons-systemet. Denne modellen har gitt et gjennombrudd i forståelsen av regulatoriske effekter av sirkulerende celler og Humorale faktorer på organfunksjon i sammenheng med alder og sykdom12,13,14. Bruker denne tilnærmingen oppdaget vi nylig systemiske faktorer assosiert med alder-avhengige brudd healing12.
Her introduserer vi en protokoll som kombinerer tibial frakturstedet modellen med parabiosis å studere bein-til-hjerne alder-avhengige mekanismer, som er relevante for regenerativ medisin og neuroimmunology. Protokollen 1A beskriver parabiosis prosedyre og protokollen 1B detaljer tibial frakturstedet prosedyren (figur 1A). Dette kan utføres uavhengig eller i kombinasjon, avhengig av avhør.

<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

Kirurgi brukes vanligvis til å vedlikeholde livskvalitet. Dessverre i sårbare pasientene som eldre, kan komplikasjoner oppstå og signifikant redusere utfallet. Faktisk etter rutinemessig Ortopedisk kirurgi for å reparere et brudd, lider så mange som 50% av eldre pasienter av nevrologiske komplikasjoner som delirium. Også evne til å helbrede og regenerere vev etter operasjonen reduseres med alderen, og kan påvirke kvaliteten på brudd reparasjon og selv osseous integrasjon av implantater. Dermed kan en bedre forståelse av mekanismer som driver endringene avhengig av alder gi strategiske mål for å minimere risikoen for slike komplikasjoner og optimalisere resultatene. Her introduserer vi en klinisk relevante musemodell tibial frakturstedet. Postoperative endringene i disse musene etterligne noen av de andre ofte observert etter rutinemessig Ortopedisk kirurgi hos mennesker. Kort, utføres et snitt i høyre hind lem under strengt aseptiske forhold. Muskler er lenger, og en 0,38-mm rustfritt stål pin settes inn i øvre toppen av tibia, inne i mulig intramedulær kanalen. Osteotomi utføres deretter, og såret stiftet. Vi har brukt denne modellen undersøke effekten av kirurgiske traumer på postoperativ neuroinflammation og atferdsendringer. Ved å bruke denne brudd modellen i kombinasjon med parabiosis, en kirurgisk modell der 2 mus er anastomosed, har vi studerte celler og utskilles faktorer som systemisk forynge organ funksjon og vev regenerasjon etter skade. Ved å følge våre trinnvise protokollen, disse modellene kan gjengis med nøyaktig gjengivelse, og kan tilpasses til å lage mange biologiske baner som er endret av kirurgiske traumer.

Når tverrgående rotasjonsosteotomi var nøye utført under sterile forhold med jevn innsetting av pinner og riktig suturing, mus viste ingen tegn til klagesang, infeksjon eller blødningen i venstre beinet etter operasjonen. Ortopedisk healing ble vurdert bruke røntgen analyse og histomorphometry etter Safranin-O flekker (figur 2). Røntgenbilder av midshaft brukket tibiae angitt flere vev avsettelse i brudd calluses unge mus enn i brudd calluses alderen mus. Frakturstedet calluses var decalcified og innebygd i parafin i forberedelse til histologiske analyse. Delene var farget med Safranin-O og vev deponering ble kvantifisert histomorphometry analyse. Frakturstedet calluses unge mus inneholdt flere bein og mindre fibrotiske vev enn brudd calluses fra alderen mus.
Tibial frakturstedet induserer systemisk og sentrale betennelse6,7,11,15,16. Faktisk er perifere nivåer av pro-inflammatoriske cytokiner og fare-forbundet molekylær mønster (DAMPs) raskt opphøyet etter Ortopedisk kirurgi, både i mus og mennesker7,17,18. Dette bidrar til aktivering av microglial celler i hjernen via flere signalnettverk mekanismer som involverer humoral mobilnettet og neuronal trasé7,15,19,20, 21. Etter kirurgi, endotelial dysfunksjon, blod - hjerne barrieren åpning og eksterne macrophage infiltrasjon bidra til akutt hippocampus neuroinflammation i naturen-typer og Ccr2RFP / + Cx3cr1GFP / + voksen mus15 , 19, og er forbundet med påfølgende minne underskudd som ligner menneskelige delirium og postoperativ cognitive dysfunction15,19,22. Dette neuroinflammatory svaret er forsterket i alderen dyr, med betydelige endringer i microglial morfologi, som oppdages av IBA-1 immunostaining (Figur 3).
Bruker tibial frakturstedet modellen beskrevet her, funnet vi også transiently svekket hippocampus neurogenesis, noe som gjenspeiles av en reduksjon i doublecortin (DCX) immunostaining i dentate gyrus20. Electrophysiologic mål langsiktige potensiering (LTP), en surrogat for minnefunksjon, avslørte tidsavhengige avbrudd i neuroplasticity postoperatively11. Mus etter operasjonen også vise impairments i hippocampus-avhengige minnefunksjon, for eksempel bruker frykt condition behavioral assessment (Figur 4). I frykt condition, er mus plassert i et kammer og utsatt for en auditory stikkordet etterfulgt av en aversive stimulans (dvs., footshock). Tre dager etter tibial kirurgi, mus er testet i condition kammeret, denne gangen uten noen auditiv eller aversive stimulering, og frysing atferd er registrert som en indeks minne (for en detaljert protokollen se23).
Avanserte alder er en kritisk risikofaktor for minne nedgang. Likevel, som vi alder, kapasiteten for reparasjon av vev og regeneration også reduserer selv om disse mekanismene er dårlig forstått. Derfor vi brukte protokollene Her beskrives for å utføre heterochronic parabiosis (sammenkobling ung/gammel dyr) og vurdert brudd healing i alderen musen (for en detaljert parabiosis protokollen se24). Blod-deling mellom parabiotic par ble bekreftet, og funnet for å være lik12. Eksponering for en ungdommelig sirkulasjon forbedret bein reparasjon med tidligere union, økt bein avsetning, og redusert fibrose (figur 5)12. Denne fornyelse av bein gjenfødelse skjedde uavhengig av endogene osteocalcin-positive osteoblasts (figur 5, brun celler), men heller avhengig CD45-positive celler som er overført fra den unge parabiont (figur 5, blå celler) . Disse resultatene indikerer at CD45-positive blodkreft cellene skiller en ungdommelig og sunn nisje, som er i stand til å signalisere til alderen osteoblastic cellene inducing dem å bli mer aktive.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig1.jpg"> Figur 1: skjematisk fremstilling av parabiosis og tibial frakturstedet kirurgi. (A) tidslinjen for å utføre parabiosis og tibial frakturstedet (protokollen 1A) eller tibial frakturstedet alene (protokollen 1B). (B) Tibiae 20 måneder gammel mus i isochronic eller heterochronic parabiotic par var brukket (høyre ben av høyre museknapp er brukket, som merket med en X). Grå mus skildrer wildtype mus mens grønne mus avbilder eGFP mus. (C) skjematisk diagram tibial frakturstedet modell med mulig intramedulær låsing og midten av akselen oppsprekking. Se også utfyllende Video 1 for en 3D rekonstruksjon av hind lem og låsing av tibia. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig1large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig2v2.jpg"> Figur 2: Tibial frakturstedet healing i unge og gamle musen modeller. Tibiae ung eller gammel mus var brukket og brudd calluses ble undersøkt 21 dager innlegg skade. (A) røntgen bildebehandling og histologic flekker (Safranin-O) ble brukt til å evaluere brudd calluses 21 dager innlegget brudd. Farging viser collagenous vev i blått og proteoglycans (finnes i brusk) i rødt. Stiplede linjer viser omtrentlig plassering av brudd callus. (B) Histomorphometry ble brukt til å vurdere hvor mye bein, brusk og fibrotiske vev avsatt i brudd callus 21 dager innlegget brudd. Dataene er uttrykt som betyr ± 95% konfidensintervall, * P < 0,05, statistisk signifikant (enveis ANOVA, Dunnett's test), skala barer representerer 2 mm, og bildene ble oppnådd med et mikroskop, 1,25 x mål. n = 9 for hver prøve. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig2v2large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig3.jpg"> Figur 3: kirurgi indusert alder-avhengige microglial aktivisering prefiks. Tibial frakturstedet kirurgi induserer større hippocampus neuroinflammation i alderen mus (20-måneden-gamle) sammenlignet med 4-måneden-gamle C57BL6/J mus. Hjernen-delen flekker med microglial markør IBA-1 viser mer positiv celler og morfologiske endringer i kirurgiske grupper 24 timer etter operasjonen. Bildene ble oppnådd med et epifluorescent mikroskop med en forstørrelse på 100 x.; skala linjen representerer 10 µm. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig3large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig4.jpg"> Figur 4: svekket neurogenesis, langsiktig potensiering og minnefunksjon etter tibial frakturstedet operasjonen. (A) DCX, en kvantitativ markør for neurogenesis, er betydelig redusert i hippocampus dentate gyrus på 24 h etter operasjonen. Bildene ble oppnådd med et AC confocal laserskanning mikroskopet mål med en forstørrelse på 10 x; skalere bar representerer 10 µm. (B) elektrofysiologi i hippocampus skiver fra kontroller eller mus 24 timer etter operasjonen. Langsiktig potensiering (LTP) var forårsaket av høyfrekvente stimulering (HFS) og spilt inn over 1 h. feltet eksitatoriske postsynaptic potensialer (fEPSPs) ble registrert fra CA1 stratum radiatum bruker en ekstracellulære opptak pipette fylt med vanlige kunstig Cerebrospinalvæske. På 24 h etter operasjonen, er LTP induksjon bemerkelsesverdig redusert sammenlignet med kontroll mus. Data uttrykkes som gjennomsnittlig ± s.e.m. n = 3, * p < 0,05 1-veis VARIANSANALYSE. (C) Hippocampal-avhengige minnefunksjon (definert som % av frysing bruker spor frykt condition) er nedsatt i mus etter kirurgi sammenlignet med kontroller og dyr utsatt for anestesi bare. Data uttrykkes som gjennomsnittlig ± s.e.m. n = 9-10, * p < 0,05 1-veis VARIANSANALYSE. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig4large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56701/56701fig5.jpg"> Figur 5: Parabiosis kirurgi fører til fornyelse av brudd healing, blod-deling og donor-cellers engraftment. Isochronic og heterochronic parabiosis motstandere ble etablert og alderen musen i hvert par var brukket og vurdert for bein helbredelse. (A) brudd calluses ble undersøkt med røntgen imaging. Stiplede linjer viser omtrentlig plassering av brudd callus. (B) Engraftment eGFP + celler ble bekreftet i benmargen. (C) immunhistokjemi av brudd callus ble brukt til å identifisere eGFP+ donor cellene (blå) og osteocalcin+ osteoblastic (brun) fra parabiont. Skala barer representerer 50 µm og bildene ble oppnådd med et 40 x mål. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/56701fig5large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av dette tallet.</a>
Supplerende Video 1: 3D rekonstruksjon hind lem og låsing av tibia. <a href="http://cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56701/parte_slow.wmv">Klikk her for å laste ned denne filen.</a>

Watch this Scientific Journal Video about A Mouse Model of Orthopedic Surgery to Study Postoperative Cognitive Dysfunction and Tissue Regeneration at JoVE.com

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

Denne protokollen beskriver en musemodell Ortopedisk kirurgi som er brukt til å studere mekanismer postoperativ neuroinflammation og atferdsmessige endringer, og kombinert med parabiosis, å studere vev gjenfødelse under aldring.

En musemodell av Ortopedisk kirurgi postoperativ Cognitive Dysfunction og vev gjenfødelse

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

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

A Mouse Model of in Utero Transplantation

A Mouse Model of in Utero Transplantation

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

En mus Tumor Model of Surgical Stress å Utforsk Mekanismer for Postoperativ Immunsuppresjon og evaluere Novel Perioperativ immunotherapies

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

Implantasjon av vena cava inferior inter Graft i Mouse Model

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

Transplantasjon av Pulmonary Valve Bruke en mus modell av Heterotop hjertetransplantasjon

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

Iskemisk skade på kroppsvev i Dorsal skinfold Chamber of Mouse: A Skin Flap modell for å undersøke Akutt Vedvarende Ischemia

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

Apikale Reseksjon Mouse modell for å studere tidlig pattedyr Hjerte Regeneration

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

Vein Interposisjon Modell: En passende modell for å studere Bypass Graft åpenhet

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

En anatomisk studie av nerver risiko under minimal invasiv Hallux Valgus kirurgi

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

Isometrisk Contractility måling av musen hvem arterien bruker Wire Myography

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