Name: standardized histomorphometric evaluation of osteoarthritis in a surgical mouse model
Uploaded: 2020-05-06T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Standardized Histomorphometric Evaluation of Osteoarthritis in a Surgical Mouse Model at JoVE.com

Biz Karşılaştırmalı Tıp Bölümü personeli ve Penn State Milton S. Hershey Tıp Merkezi Moleküler ve Histopatoloji çekirdek yardım larını kabul etmek istiyorum. Finansman kaynakları: NIH NIAMS 1RO1AR071968-01A1 (F.K.), ANRF Artrit Araştırma Bursu (F.K.).

Jax Labs'dan 12 haftalık erkek C57BL/6 fare satın alındı. Tüm fareler 12 saat ışık/karanlık programa sahip bir odada mikro-izolatör kafesbaşına 3-5 fareden oluşan gruplar halinde barındırıldı. Tüm hayvan prosedürleri, Ulusal Sağlık Enstitüsü (NIH) Laboratuvar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı Kılavuzu'na göre gerçekleştirildi ve Pennsylvania Eyalet Üniversitesi Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylandı.
1. Travma sonrası osteoartrit (P...

Son osteoartrit araştırma eklem içinde farklı dokular arasındaki çapraz konuşma anlayışımızı geliştirdi ve her doku hastalık başlatma veya ilerleme8oynadığı rol8 ,9,10,35,36. Buna göre, OA değerlendirmesinin kıkırdak analizi ile sınırlı kalmaması, aynı zamanda subkondral kemik ve sinovyum analizini de içermesi gerektiği açıkça o...

Amerika Birleşik Devletleri'nde en yaygın eklem bozukluklarından biri, OA eklem kıkırdağının ilerleyici dejenerasyonu ile karakterizedir, öncelikle kalça ve diz eklemlerde, hangi hasta hareketliliği ve yaşam kalitesi üzerinde önemli etkilere neden olur1,2,3. Eklem kıkırdağı sürtünmeyi en aza indirmek için tasarlanmış diyasit eklemlerin özel bağ dokusudur, hareketi kolaylaştırmak, ve eklem sıkıştırma dayanmak4. Eklem kıkırdağı iki ana bileşenden oluşur: kondrositler ve hücre dışı matriks. Kondrositler, hücre dışı matriks4'üngeliştirilmesinde, bakımında ve onarımında birincil rol oynayan özel, metabolik olarak aktif hücrelerdir. Kondrosit hipertrofisi (CH) OA gelişiminin başlıca patolojik bulgularından biridir. Bu artan hücresel boyutu ile karakterizedir, proteoglikan üretimi azaldı, ve sonunda kıkırdak dejenerasyonu yol kıkırdak matris aşağılayıcı enzimlerin artan üretimi5,6,7. Ayrıca, subkondral kemik ve eklem sinovyumpatolojipatolojideğişiklikleri OA gelişimi veilerlemesindeönemli bir rol oynamaktadır 8,9,10,11,12. Bugüne,kadar kıkırdak dejenerasyonu1,2,3,13,14inhibe mevcut küratif tedaviler vardır. Bu nedenle, OA patolojisini anlamayı ve OA'yı yavaşlatabilen hatta durdurabilen yeni tedavi yaklaşımlarını keşfetmeyi amaçlayan kapsamlı bir araştırma bulunmaktadır. Buna göre, eklemin kıkırdak, sinovyum ve subkondral kemiğindeki OA ile ilişkili patolojik değişikliklerin doğru değerlendirilmesini sağlayan nicel ve tekrarlanabilir bir yaklaşıma ihtiyaç artmaktadır.
Şu anda, OA şiddeti ve ilerlemesi öncelikle OARSI veya Mankin puanlama sistemleri kullanılarak değerlendirilir15. Ancak, bu puanlama sistemleri sadece yarı nicel ve kullanıcı öznelliği etkilenebilir. Daha da önemlisi, onlar doğru hastalık sırasında eklemde meydana gelen ince değişiklikleri değerlendirmek için başarısız ya da genetik manipülasyon veya terapötik bir müdahale yanıt olarak. Literatürde kıkırdak, sinovyum veya subkondral kemik16,17,18,19,,20,21histomorfometrik analizleri açıklayan sporadik raporlar vardır. Ancak, tüm bu eklem bileşenlerinin titiz ve tekrarlanabilir histomorfometrik analizi için ayrıntılı bir protokol hala eksik tir ve bu da sahada karşılanmamış bir ihtiyaç yaratmaktadır.
Histomorfometrik analiz kullanarak OA'daki patolojik değişiklikleri incelemek için medial menisküs (DMM) dengesini bozarak OA'yı indüklemek için cerrahi oa fare modeli kullandık. Murine OA kurulan modeller arasında, DMM yaralanma22daha az travmatik mekanizma içerir çünkü çalışmamız için seçildi 22,23,24,25,26. Meniskal-ligamentöz yaralanma ile karşılaştırıldığında (MLI) veya ön çapraz bağ yaralanması (ACLI) ameliyatları, DMM OA daha kademeli bir ilerleme teşvik, insanlarda OA gelişimine benzer22,24,25,26. Fareler, eklem kıkırdağı, subkondral kemik ve sinovyumdaki değişiklikleri değerlendirmek için DMM ameliyatından on iki hafta sonra ötenazi yedirildi.
Bu protokolün amacı, OA'ya eşlik eden ortak değişiklikleri değerlendirmek için standartlaştırılmış, titiz ve nicel bir yaklaşım oluşturmaktır.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>10% Buffered Formalin Phosphate</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>SF100-20</td>
			<td>For sample fixation following harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic Acid, Glacial (Certified A.C.S.)</td>
			<td>Fisher Chemical</td>
			<td>A38S-212</td>
			<td>For Decalcification Buffer preparation and acetic acid solution preparation for staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cintiq 27QHD Creative Pen Display</td>
			<td>Wacom</td>
			<td>https://www.wacom.com/en-es/products/pen-displays/cintiq-27-qhd-touch</td>
			<td>For histomorphometric analysis and imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cintiq Ergo stand</td>
			<td>Wacom</td>
			<td>https://www.wacom.com/en-es/products/pen-displays/cintiq-27-qhd-touch</td>
			<td>For histomorphometric analysis and imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethylenediaminetetraacetic acid, tetrasodium salt dihydrate, 99%</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>AC446080010</td>
			<td>For Decalcification Buffer preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fast Green stain</td>
			<td>SIGMA Life Sciences</td>
			<td>F7258</td>
			<td>For sample staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Superfrost Plus Microscope Slides</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>12-550-15</td>
			<td>For sample section collection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HistoPrep Xylene</td>
			<td>Fisherbrand</td>
			<td>HC-700-1GAL</td>
			<td>For sample deparrafinization and staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Histosette II Tissue Cassettes - Combination Lid and Base</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>15-182-701A</td>
			<td>For sample processing and embedding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>HP Z440 Workstation</td>
			<td>HP</td>
			<td>Product number: Y5C77US#ABA</td>
			<td>For histomorphometric analysis and imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manual Rotary Microtome</td>
			<td>Leica</td>
			<td>RM 2235</td>
			<td>For sample sectioning</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Marking pens</td>
			<td>Leica</td>
			<td>3801880</td>
			<td>For sample labeling, cassettes and slides</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OLYMPUS BX53 Microscope</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>https://www.olympus-lifescience.com/en/microscopes/upright/bx53f2/</td>
			<td>For histomorphometric analysis and imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OLYMPUS DP 73 Microscope Camera</td>
			<td>OLYMPUS</td>
			<td>https://www.olympus-lifescience.com/en/camera/color/dp73/</td>
			<td>For histomorphometric analysis and imaging (discontinued)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ORION STAR A211 pH meter</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>STARA2110</td>
			<td>For Decalcification Buffer preparation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OsteoMeasure Software</td>
			<td>OsteoMetrics</td>
			<td>https://www.osteometrics.com/index.htm</td>
			<td>For histomorphometric measurement and analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perfusion Two Automated Pressure Perfusion system</td>
			<td>Leica</td>
			<td>Model # 39471005</td>
			<td>For mouse knee harvest</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PRISM 7 Software</td>
			<td>GraphPad</td>
			<td>Institutional Access Account</td>
			<td>Statistical Analysis</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Safranin-O stain</td>
			<td>SIGMA Life Sciences</td>
			<td>S8884</td>
			<td>For sample staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ThinkBoneStage - Rotating Microscope Stage</td>
			<td>Think Bone Consulting Inc. - OsteoMetrics (supplier)</td>
			<td>http://thinkboneconsulting.com/index_files/Slideholder.php</td>
			<td>For histomorphometric analysis and imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wacom Pro Pen Stylus</td>
			<td>Wacom</td>
			<td>https://www.wacom.com/en-es/products/pen-displays/cintiq-27-qhd-touch</td>
			<td>For histomorphometric analysis and imaging</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weigerts Iron Hematoxylin A</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>5029713</td>
			<td>For hematoxylin staining</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Weigerts Iron Hematoxylin B</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>5029714</td>
			<td>For hematoxylin staining</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

standardized histomorphometric evaluation of osteoarthritis in a surgical mouse model

Amerika Birleşik Devletleri'nde en sık görülen eklem bozukluklarından biri, osteoartrit (OA) eklem kıkırdağının ilerleyici dejenerasyonu ile karakterizedir, öncelikle kalça ve diz eklemleri, hangi hasta hareketliliği ve yaşam kalitesi üzerinde önemli etkilere yol açar. Bugüne kadar, oa yavaşlatmak veya kıkırdak dejenerasyonu inhibe edebilmek için mevcut küratif tedaviler vardır. Şu anda, OA patolojianlamak ve verimli yavaşlatmak, durdurmak, hatta OA ters yeni terapötik yaklaşımlar veya ajanlar keşfetmek için devam eden araştırma geniş bir vücut vardır. Bu nedenle eklem kıkırdağı, sinovyum ve subkondral kemikteki OA ile ilişkili patolojik değişiklikleri doğru bir şekilde değerlendirmek için kantitatif ve tekrarlanabilir bir yaklaşıma sahip olmak çok önemlidir. Şu anda, OA şiddeti ve ilerlemesi öncelikle Osteoartrit Araştırma Derneği Uluslararası kullanılarak değerlendirilir (OARSI) veya Mankin puanlama sistemleri. Bu skorlama sistemlerinin önemine rağmen yarı niceldirler ve kullanıcı öznelliği nden etkilenebilirler. Daha da önemlisi, erken hastalık durumları veya erken tedavi aşamalarında kıkırdak değişiklikleri, henüz önemli, ince, henüz önemli değerlendirmek için başarısız. Burada tanımladığımız protokol, OA'daki ortak değişikliklerin değerlendirilmesi için standartlaştırılmış, titiz ve tekrarlanabilir bir nicel metodoloji oluşturmak için bilgisayarlı ve yarı otomatik histomorfometrik yazılım sistemi kullanmaktadır. Bu protokol mevcut sistemlere güçlü bir ek sunar ve eklemdeki patolojik değişikliklerin daha verimli bir şekilde algılanmasını sağlar.

DMM'ye bağlı OA artiküler kıkırdak dejenerasyonu ve kondrosit kaybı ile sonuçlanır DMM'ye bağlı OA, yüzey erozyonu ve kıkırdak kaybı ile belirgin bir şekilde karakterize olan sahte farelere göre artmış OARSI skoru ile sonuçlanmıştır(Şekil 1A,D). Burada ayrıntılı olarak açıklanan histomorfometri protokolü, toplam kıkırdak alanında ve kireçlenmemiş kıkırdak alanında azalma da dahil olmak üzere çeşitli OA ile ilişkili...

Watch this Scientific Journal Video about Standardized Histomorphometric Evaluation of Osteoarthritis in a Surgical Mouse Model at JoVE.com

Standardized Histomorphometric Evaluation of Osteoarthritis in a Surgical Mouse Model

Mevcut protokol osteoartrit eşlik morfolojik eklem değişikliklerinin nicelleştirilmesi için titiz ve tekrarlanabilir bir yöntem kurar. Bu protokolün uygulanması hastalığın ilerlemesinin izlenmesi ve osteoartritte terapötik müdahalelerin değerlendirilmesinde değerli olabilir.

Cerrahi Fare Modelinde Osteoartritin Standart Histomorfometrik Değerlendirilmesi

One of the most prevalent joint disorders in the United States, osteoarthritis (OA) is characterized by progressive degeneration of articular cartilage, ...

Protokolümüz osteoartrit gelişimi ve ilerlemesinde eklem değişikliklerinin kantitatif analizi için sağlam ve tekrarlanabilir bir yönteme karşılanmamış bir ihtiyacı gidermez. Tekniğimiz osteoartritte birden fazla eklem dokularında değişikliklerin kantitatif analizi için spesifik ve tekrarlanabilir parametreleri özetler. Bu teknik osteoartrit kantitatif analizi için izin verdiği gibi, onların terapötik etkinliğini değerlendirmek için birden fazla eklem dokuları üzerinde özel tedavilerin etkilerini karşılaştırmak için istihdam edilebilir.Protokolümüz ayrıca diğer osteoartrit modellerine veya kıkırdak ve kemik kantifikasyonunun gerekli olduğu kas-iskelet araştırma alanlarına da uygulanabilir. Sistem basit ve sezgisel olmasına rağmen, tekrarlanabilirlik elde etmek için ölçümleri tekrartekrar elde etmek için eğitim oturumları hala gereklidir. Vengadeshprabhu Karuppagounder, laboratuvarımızdan doktora sonrası bir bilim adamı şimdi prosedürümüzü sergileyecek.Mikroskobu, kamerayı, bilgisayarı ve dokunmatik ekranı açarak başlayın. 4X hedefini seçin ve yazılım programını başlatmak için yazılım simgesine tıklayın. Slaytı mikroskop aşamasına yerleştirin ve ölçü ızgarasının hem tibial hem de femoral eklem yüzeyinin ve tibial subkondral kemiğin ilgi çekici görüntü bölgeleri içinde yer aldığı hedefe uyacak şekilde uygun büyütmeye ayarlanmasını sağlamak için numuneyi ölçüm penceresine yerleştirin.Ardından Dosya menüsünün altında Ayarlar'ı Oku'yu seçin. Ayarlar penceresinde, ölçülecek parametreler için uygun ayarlar dosyasını seçin. Toplam kıkırdak alanını ölçmek için Tib TC fonksiyonunu seçin ve kıkırdağın eklem boşluğuyla buluştuğu tibial kıkırdak yüzeyinin üst kenarı boyunca ve kalsifiye kıkırdağın subkondral kemikle buluştuğu kondro-osseöz kavşak boyunca iz edin.Kalsifiye kıkırdak alanını ölçmek için Tib CC işlevini seçin ve gelgit işareti boyunca bir çizgi, kıkırdağın kalsifiye ve kireçlenmemiş bölgelerini ayıran doğal olarak oluşan bir çizgi ve kireçlenmiş kıkırdağın subkondral kemikle buluştuğu kondro-osseous kavşak boyunca izleyin. Kireçlenmemiş kıkırdak alanını belirlemek için, kalsifiye kıkırdak alanını toplam kıkırdak alanından çıkarın. Kondrosit sayısını belirlemek için, matris üreten ve matris olmayan kondrositler ayırt etmek için histomorfometri yazılımı ayarları içinde ayrı sayı fonksiyonları oluşturun.Sonra kondrosit üreten veya üreten değil matris sayısını belirlemek için belirtilen fenotip ifade her kondrosit üzerinde küçük bir nokta yapmak için kalemkullanın. Toplam tibial eklem yüzey parametresini ölçmek için, tek tek fibrilasyonları dikkatle tanımlamak için tibial kıkırdağın yüzeyinde bir çizgi iz. Daha sonra her bölümün düzlemi için bir iç kontrol olarak hizmet etmek için gelgit işareti boyunca ikinci bir çizgi çizin ve tibial eklem yüzey fibrilasyon indeksi hesaplamak için gelgit işareti parametresi ile tibial eklem yüzey parametre bölmek.Subkondral ilik uzay alanını ölçmek için İlik Alanı işlevini seçin. Daha sonra tibial subkondral kemik içinde kemik iliği alanının toplam alanını belirlemek için bu alanların parametresi etrafında çizgiler çizin. Toplam subkondral alanı ölçmek için Subkondral Kemik fonksiyonunu seçin ve anterior ve posterior osteofit bölgelerine yanal olarak uzanan büyüme plakasının üstün sınırında kondro-osseous kavşak arasındaki bölgeyi anahat.Daha sonra subkondral kemik alanını hesaplamak için subkondral kemik iliği uzay alanını toplam subkondral alandan çıkarın. Osteofit alanını ölçmek için, ön osteofit fonksiyonunu seçin ve proksimal tibia nın ön osteofitini takip edin. Sonra posterior osteophyte seçin ve proksimal tibia posterior osteophyte iz.Ön femoral sinovyal kalınlığı ölçmek için, Anterior Femur Sinovyum Menisküs tıklayın ve menisküs üzerindeki eki noktasına doğru femur üzerinde ön sinovyum iç ekleme noktasından bir çizgi çizmek ve menisküs eki doğru femur üzerinde sinovyum dış ekleme bir çizgi. Daha sonra sinovyal kalınlığı hesaplamak için sinovyal parametre ile toplam sinovyal alanı bölün. DMM indüklenen osteoartrit sonuçları sham fareler ile karşılaştırıldığında artmış Osteoartrit Araştırma Derneği Uluslararası puanı.Yüzey erozyonu ve kıkırdak kaybı ile belirgin karakterizedir. Bu histomorfometri protokolü toplam kıkırdak ve kireçlenmemiş kıkırdak alanlarda bir azalma da dahil olmak üzere çeşitli osteoartrit ilişkili değişiklikleri tespit etmek için kullanılabilir. Toplam kondrosit sayısında bir azalma ve daha da önemlisi, kondrosit üreten matris sayısında bir kayıp.Erozyonun şiddetini gösteren eklem yüzeyinde değişiklikler de gözlenir, fibrilasyon indeksi genel bir artış da dahil olmak üzere. Osteoartrit de subkondral kemik bölgesinde bir artış ve subkondral kemik skleroz gösteren DMM farelerde kemik iliği alanının bir azalma içerir. Hem anterior hem de posterior osteofit alanları da DMM farelerde artmıştır, yaralanma yerinde eklem yükleme değişiklikleri işlemek için bir telafi mekanizması olarak hareket eden devam eden bir subkondral kemik remodeling düşündürmektedir.Sinovyumun histomorfometrik analizi DMM farelerde sinovyal kalınlıkta bir artış olduğunu göstermektedir. Osteoartrit ilişkili sinovyal inflamasyon ve eklem alanına inflamatuar sitokinlerin difüzyon tipik bir sonucu. Buna ek olarak, Osteoartrit Araştırma Derneği Uluslararası puan da kireçlenmemiş kıkırdak alanının histomorfometrik analizi arasında önemli bir kullanıcı arası değişkenlik gözlenmez.Histomorfometrik analizden sonra, örnekler arasındaki protein ekspresyonundaki değişiklikleri incelemek için sıralı slaytlar ve immünoresans boyama kullanılabilir.

Research

JoVE Journal

Medicine

A Novel Surgical Approach for Intratracheal Administration of Bioactive Agents in a Fetal Mouse Model

Bir Fetal Fare Modelinde Biyoaktif Ajan intratrakeal Yönetimi İçin Yeni Bir Cerrahi Yaklaşım

Prenatal pulmonary delivery of cells, genes or pharmacologic agents could provide the basis for new therapeutic strategies for a variety of genetic and ...

Implantation of Inferior Vena Cava Interposition Graft in Mouse Model

Fare Modeli Inferior Vena Cava İnterpozisyon Greft İmplantasyonu

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

Heterotopik Kalp Nakli bir Fare Modeli Kullanarak Pulmoner Vana Nakli

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

The Monoiodoacetate Model of Osteoarthritis Pain in the Mouse

Fare Osteoartrit Ağrı Monoiodoacetate Modeli

A major symptom of patients with osteoarthritis (OA) is pain that&#160;is triggered by peripheral as well as central changes within the pain pathways. The ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

İzometrik Contractility ölçüm tel Myography kullanarak fare mezenterik arter

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

The Lower Body Positive Pressure Treadmill for Knee Osteoarthritis Rehabilitation

Diz osteoartrit rehabilitasyonu için alt vücut pozitif basınç koşu bandı

Here, based on a clinician&rsquo;s point-of-view, we propose a two-model lower body positive pressure (LBPP) protocol (walking and squatting models) in ...

Evaluation of Hepatic Glucose Production in a Polycystic Ovary Syndrome Mouse Model

Polikistik Over Sendromu Fare Modelinde Hepatik Glikoz Üretiminin Değerlendirilmesi

Polycystic ovary syndrome (PCOS) is a common disease that results in disorders of glucose metabolism, such as insulin resistance and glucose intolerance. ...

Retinal Pathophysiological Evaluation in a Rat Model

Sıçan Modelinde Retinal Patofizyolojik Değerlendirme

A posterior segment eye disease like diabetic retinopathy alters the physiology of the retina. Diabetic retinopathy is characterized by a retinal ...

Treating Knee Osteoarthritis with Tuina in a Rabbit Model

Tuina Intervention in Rabbit Model of Knee Osteoarthritis

Using a Rabbit Model to Explore the Efficacy of Tuina in Treating Knee Osteoarthritis (Video) | JoVE

Diz Osteoartritinin Tavşan Modelinde Tuina Müdahalesi

Knee osteoarthritis (KOA) is mainly characterized by degenerative changes in the knee joint's cartilage and surrounding soft tissues. The efficacy of ...

HE Staining and Micro-CT to Evaluate Murine Trabecular Bone Microarchitecture

Trabecular Bone Microarchitecture Evaluation in an Osteoporosis Mouse Model

An Economic and Efficient Method for Quantitative Evaluation of Bone Microarchitecture in a Murine Osteoporosis Model (Video) | JoVE

Osteoporoz Fare Modelinde Trabeküler Kemik Mikromimarisinin Değerlendirilmesi

Bone microstructure refers to the arrangement and quality of bone tissue at the microscopic level. Understanding the bone microstructure of the skeleton ...