Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Biology

En musemodel af ustabilitet i lændehvirvelsøjlen

Published: April 23, 2021 doi: 10.3791/61722

Summary

Vi udviklede en lændehvirvel intervertebral disk degeneration mus model ved resektion af L3-L5 spinous processer sammen med supra- og inter-spinous ledbånd og løsrivelse af paraspinous muskler.

Abstract

Intervertebral disk degeneration (IDD) er en almindelig patologisk ændring, der fører til lændesmerter. Passende dyremodeller ønskes til at forstå de patologiske processer og evaluere nye lægemidler. Her introducerede vi en kirurgisk induceret lændehvirvelsøjlen ustabilitet (LSI) mus model, der udvikler IDD fra 1 uge efter drift. I detaljer blev musen under anæstesi drevet af lav ryg hud snit, L3-L5 spinous processer eksponering, løsrivelse af paraspinous muskler, resektion af processer og ledbånd, og hud lukning. L4-L5 IVD'er blev udvalgt til observationen. LSI-modellen udvikler lændehvirvelSE-IDD ved porøsitet og hypertrofi i slutplader på et tidligt stadium, fald i intervertebrale skivevolumen, svind i kernen pulposus på et mellemstadium og knogletab i lændehvirvler (L5) på et senere tidspunkt. LSI-musemodellen har fordelene ved stærk operabilitet, intet krav om specialudstyr, reproducerbarhed, billig og relativt kort periode med IDD-udvikling. Men, LSI operation er stadig et traume, der forårsager betændelse inden for den første uge efter operationen. Således er denne dyremodel egnet til undersøgelse af lænde-IDD.

Introduction

Intervertebral disk degeneration (IDD) ses almindeligvis i aldring og endda unge forårsaget af mange faktorer1. Kirurgi for patienter, der lider af IDD, forårsager lændesmerter og nedsat bevægelse, udføres normalt på et senere tidspunkt eller i alvorlige tilfælde og har potentielle risici såsom nonunion eller infektion2. Ideel ikke-operativ behandling kræver omfattende forståelse af IDD-mekanismen. IDD-dyremodellen fungerer som et afgørende redskab til undersøgelser af IDD-mekanisme og evaluering af IDD-behandling.

Større dyr er blevet valgt til IDD-modeller som primater, får, geder, hunde og kaniner på grund af deres lighed med menneskets anatomiske struktur i vid udstrækning og den stærke operabilitet med hensyn til størrelsen af intervertebral diske (IVDs)3, 4,5,6,7,8. Disse dyremodeller er imidlertid tidskrævende og omkostningstunge9. Mus IVD er en dårlig repræsentation af den menneskelige IVD baseret på geometriske målinger af højde-bredde-forholdet, kernen pulposus til disken område ratio, og normaliseret højde10. På trods af forskellen i størrelse udviser musens lændehvirvel IVD-segment mekaniske egenskaber svarende til menneskelig IVD, såsom kompression og torsionsstivhed11. Derudover har muse-IDD-modellen fordelen ved lavprisudvikling, relativt kort IDD-udvikling og flere muligheder for genetisk modificerede dyr og antistoffer, der anvendes i yderligere mekanistiske undersøgelser12,13,14,15.

Eksperimentel-induceret IDD-modeller varierer fra inducere og applikationer. For eksempel er kollagen-induceret ekstracellulær matrix (ECM) degeneration egnet til ECM regenerering forskning16. Genetisk modificeret fænotype er egnet til at studere genfunktionen i IDD-processen og i genetiske terapier17. Annulus fibrosus snit og røg modeller efterligne traumer og ikke-inflammation induceret IDD12,18.

Spinal ustabilitet (SI) fører til en ustabil rygsøjle, der ikke er i en optimal tilstand af ligevægt. Det kan være forårsaget af unormal bevægelse af en lændehvirvelsøjlen bevægelse segment på grund af svagheden i de omkringliggende støttende væv såsom ledbånd og muskler. Det er også almindeligt set efter spinal fusion operation19. SI betragtes som hovedårsagen til IDD. Derfor sigter vi mod at udvikle en SI-musmodel (fokuseret på lændehvirvelsøjlen), der efterligner den menneskelige IDD-proces20,21.

I protokollen indførte vi proceduren for etablering af lændehvirvelsøjlen ustabilitet (LSI) mus model ved resektion af lændehvirvelsøjlen tredje (L3) til lændehvirvel femte (L5)spinøse processer sammen med supraspinous og interspinous ledbånd (Figur 1A, B). Dyremodellen udvikler IDD allerede 1 uge efter operationen som vist ved hypertrofi og porøsitet i endplates (EP'er). IVD volumen begynder at falde 2 uger efter operationen gennem 16 uger sammen med øget IVD score, hvilket indikerer graden af IDD. Vi mener, at den detaljerede og visualiserede procedure er nyttig for forskere at etablere LSI-musemodellen i deres laboratorium og ansøge om IDD-forskning efter behov.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

De beskrevne undersøgelser er i overensstemmelse med retningslinjerne for pleje og brug af forsøgsdyr fra National Institutes of Health og blev godkendt af Shanghai University of Traditional Chinese Medicine Animal Care and Use Committee. Alle kirurgiske manipulationer blev udført under dyb anæstesi, og dyrene oplevede ikke smerter på noget tidspunkt under proceduren.

1. Forberedelse før operation

  1. Instrumentsterilisering: Dampsterilisere kirurgiske instrumenter i en autoklave (121 °C i 15 minutter) før operationen. Pak instrumenter i en metalbeholder og vedligeholde dem, indtil de bruges i operationen.
  2. Opsætning af operationsplatform: Tildel et bænkområde på mindst 60 cm x 60 cm til operationen. Rengør overfladen af området med 75% alkohol og dække med en engangs medicinsk håndklæde. Placer en steril kirurgisk instrumenter pack, reagenser, kirurgiske genstande på en engangs medicinsk håndklæde inden for den øverste 1 / 3 af området. Lad de resterende 2/3 af området være rent til kirurgisk indgreb. Tilføj en hotpad under kirurgisk pad for termisk støtte.
  3. Tilberedning af dyr
    1. Placer dyret (C57BL/6J mus, hann, 8 uger gammel) i induktionskammeret. Tænd for fordamperen ved et induktionsniveau på 4% for isofluran og 4 L/min for ilt. Når dyret er fuldt bedøvet, skal du opretholde bedøvelsen med næsekeflen og bedøvelsesleveringen på et niveau på 1,5% for isoflurane og 0,4 L/ min for ilt under operationen. Overvåg dyret for åndedræt.
    2. Påfør chlortetracyclin hydrochlorid øjensalve for at forhindre hornhinde tørhed under operationen.
    3. Barber det kirurgiske område på rygoverfladen fra den nedre brystregion til toppen af sakraleområdet ved hjælp af en lille dyretrimmer. Fjern den barberede pels med vævsservietter.
    4. Påfør depilatory creme på barberet område og lad det være der ikke længere end 3 min. Fjern cremen med gaze og skyl med 2 mL 0,9% steril saltvand.
    5. Placer en specialfremstillet kirurgisk cylindrisk pude (Figur 2A) under musens underliv for at hæve lændehvirvelsøjlen og lette det kirurgiske indgreb.

2. Eksponering af lændehvirvelsøjlen tredje til lændehvirvelsøjle (L3-L5)spinøse processer

  1. Brug pegefingeren til at røre ved de subkutane spinøse processer i lændehvirvlerne, som er mere udadvendte, og sammenlign med brysthvirvler og sakrale hvirvler for at identificere lændehvirvelregionen.
  2. Skyl huden med 75% alkohol. Udfør et 3-4 cm mellemline hudindsnit over tømmerregionen fra midten af brystregionen til hoften ved hjælp af et skalpelblad for at udsætte fasciaen.
  3. Identificer lændehvirvelsøjlen ved morfologien af den bageste fascia indsat på spidserne af de spinøse processer. I detaljer adskiller den tredje lændehvirvel (L3) til den første sakrale (S1)fasciae sig fra andre fasciae ved deres "V" former. Den sidste "V"-spids forbindes til den første sakrale (S1)fascia, og den første "V"-spids svarer til L3-spinøs proces(figur 2B).
  4. Gør de bageste paraspinous muskel indsnit langs spinous processer fra L3 til L5 på begge sider sideværts med en skalpel klinge(Figur 2C). Styr snitdybden mod facetterne for at reducere blødningen.
  5. Adskil muskellagene ved hjælp af to oftalmiske pincet for at eksponere L3 til L5 spinøse processer og supraspinous ledbånd.

3. Resektion af L3-L5 spinøse processer sammen med ledbånd

  1. Adskil individuelle spinøse processer ved at afskære interspinous ledbånd ved hjælp af Venus saks(Figur 2D).
  2. Resect L3-L5 spinous processer sammen med interspinous ledbånd med Venus saks (Figur 2E).
  3. Sutur huden snit med steril silke flettet (sutur størrelse 5,0) uden genmontering af paravertebral muskler.
  4. Påfør Chlortetracycline Hydrochlorid Eye Salve til det kirurgiske sted.
  5. Administrere Buprenorphin-SR (25 uL pr gram mus vægt) umiddelbart efter LSI operation for analgesi.
  6. Placer dyrene i et varmt kammer og overvåge under inddrivelse fra anæstesi. Overvåg føde- og vandindtag, før dyrene returneres til hjemmeburet.
  7. Overvåg dyret en gang dagligt i de første 3 dage efter operationen. Dyret skal være i stand til at have en normal appetit og bør helbrede uden tegn på pus, blødning eller hævelse. De kan have mindre nedsat bevægelse.
  8. Udfør kun falske operationer ved løsrivelse af de bageste paravertebrale muskler fra L3-L5 ryghvirvlerne.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

LSI-musemodellen anvendes i undersøgelser af IDD-mekanisme, IDD-behandling, endplate (EP) degeneration såsom sklerose og sensorisk innervering i EP20,21,22,23. LSI-musen udvikler idd- og EP-degenerative ændringer, som identificeret, ved at reducere IVD-volumen og -højde, øget EP-volumen og øget IVD- og EP-score.

Den dissekerede og faste nedre bryst - og lændehvirvelsøjle blev undersøgt ved mikrodatatomografi i høj opløsning (μCT) som tidligere beskrevet20,21. Den nederste brysthvirvel med ribben var inkluderet til identifikation af L3-L5 ryghvirvler (Figur 3A). Røntgenbilleder af L3-L5 rygsøjlen på et lateralt synspunkt indikerer eksistensen og manglende eksistens af spinøse processer i Sham- og LSI-grupper (Figur 3B). Resultaterne er klarere ved 3D-rekonstruktion af L3-L5 rygsøjlen på en venstre forreste skrå visning (Figur 3C) og ved tværgående billede af en L3-L5 ryghvirvler (Figur 3D).

Koronabilleder af L4-L5 IVD blev brugt til at udføre 3D histomorfometriske analyser af IVD20 (Figur 4A). IVD volumen er defineret som den region af interesse (ROI), der dækker hele usynlige rum mellem L4 og L5 ryghvirvler. Parameter: TV (samlet vævsvolumen) blev anvendt til 3D-strukturanalyse (Figur 4B). IVD-volumen steg betydeligt 1 uge efter operationen og begyndte at falde fra 2 uger til 16 uger efter operationen som observeret i figur 4C.

Højden af IVD-rummet varierede fra det forreste til det bageste(figur 4E,G). LSI havde en betydelig effekt på bagstedet. Således blev det bageste en tredjedel koronarplan af IVD-rum valgt til IVD-højdemåling (Figur 4D, E). IVD-højden faldt fra 2 uger til 16 uger efter operationen (figur 4F), hvilket var i overensstemmelse med resultaterne i IVD-volumen (Figur 4C).

Koronabilleder af L4-L5 IVD-rummet blev anvendt på 3D histomorfometriske analyser af både kranie- og kaudale endeplader (Eps) (Figur 5A). Endepladevolumen (EP) er defineret til at dække synlige benede plader tæt på ryghvirvlerne (figur 5A,B)21. Det forreste en fjerdedel koronaplan med fem på hinanden følgende billeder af kranie-EP blev brugt til 3D-rekonstruktion (Figur 5C), som viste øgede hulrum i kranie-EP'en i LSI-mus (Figur 5D). Resultaterne blev også angivet med en øget procentdel af trabekulære adskillelsesværdier, som var større eller lig med 0,089 (figur 5E). I mellemtiden steg EP-mængderne betydeligt efter operationen (Figur 5F). Caudal EP'er udviser lignende fænotype af LSI (Figur 5G,H), hvilket indikerer, at LSI fører til EP-hypertrofi og en stigning i hulrum.

L5 hvirveldyr organer blev rekonstrueret ved at tegne omridset af alle tværgående dele af hver L5 hvirveldyr uden tilbehør og konvertere alle 2D-billeder til en 3D-model. Konstruktionen og analysen blev udført med kommerciel software (f.eks. henholdsvis NRecon v1.6 og CTAn v1.9). Mængderne af L5 ryghvirvler lidt stigning efter operationen, men kun har statistisk forskel mellem fingeret gruppe og 16-ugers LSI gruppe (Figur 6B). Et betydeligt fald i BV/TV var også til stede 16 uger efter operationen, hvilket tyder på, at LSI forårsager tab af hvirvelbenet på et senere tidspunkt (Figur 6A,C).

LSI fremkalder IVD-degeneration og EP-degeneration som angivet ved øget IVD- og EP-score24 (figur 7A,C). En reduktion i intracellulære vakuoler af kernen pulposusceller blev fremskyndet i LSI-grupper (Figur 7B). Hulrumsstigningen i LSI-EP'er(figur 7D)ledsaget af et øget antal osteoklaster som angivet ved trap farvning(figur 7E,F).

Dataene blev vist som middelværdi ± s.d. Statistisk signifikans blev bestemt af en Student's t-test. Betydningsniveauet blev defineret som p < 0,05. Alle dataanalyser blev udført ved hjælp af SPSS 15.0.

Figure 1
Figur 1: Skematisk over LSI-musemodel. (A) Anatomi af L3-L5 ryghvirvler i den nederste del af ryggen af musen. (B) Resektion af spinøse processer sammen med interspinous ledbånd og supraspinous ledbånd (markeret bleg). En rød singret linje angiver et sektionsplan. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 2
Figur 2: Eksponering af L3-L5 spinøse processer og LSI-drift. (A) En specialfremstillet cylindrisk pude er placeret under musens underliv. (B) Lændehvirvelsens eksponering og identifikation af L3 til S1 spinøse processer ved hjælp af V-former. (C) Sideværts paraspine muskelsnit på begge sider af L3 til L5 spinøse processer. (D) Eksponering af individuelle spinøse processer ved at afskære interspinøse ledbånd. (E) Resektion af L3-L5 spinøse processer med inter- og supra-spinøse ledbånd. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 3
Figur 3: LSI-identifikation ved μCT. (A) Lokalisering af L3-L5 ryghvirvler med ribben med brysthvirvler i røntgenstråler. (B) Røntgenbilleder på et lateralt udsyn og (C) 3D rekonstruktion på en venstre forreste skrå visning af L3-L5 ryghvirvler i Sham og LSI grupper. (D) Tværgående plan af lændehvirvel med resektion af spinøs proces. D) er blevet aendret fra Bian et al.21. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 4
Figur 4: LSI reducerer IVD-volumen. (A)Fortløbende billeder af det usynlige rum (rød) mellem L4 og L5 EP'er bruges til 3D-rekonstruktion. (B) IVD-volumen er defineret ved tv'et (A). (C) Kvantificering af L4-L5 IVD-volumen på fem punkter efter operationen. N = 8 pr. gruppe. Data vises som middelværdi ± s.d. *p < 0,05, **p < 0,01 versus Sham. (D) Tværplan og (E) midt-sagittal plan af lændehvirvellegemer. Blå dobbeltpile angiver anteroposterior diameter. Gul linje angiver bageste 1/3 plan. F) Rekonstruktion af kranie- og caudal-EP'er med fem på hinanden følgende billeder af det bageste 1/3 koronaplan på L4-L5. Rød angiver IVD-plads. (G) Mellemplan på L4-L5. C) er blevet aendres fra Bian et al.20. (F,G) er blevet ændret fra Bian et al.21. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 5
Figur 5: LSI fremkalder EP-hypertrofi og porøsitet. (A)Koronarplan på L4-L5. Rød prikket linje angiver billede af kaudale EP bruges til 3D-konstruktion. B) Rekonstruktion af caudal L4 og afsnit L5. Blå tegneserie angiver kaudale EP af L4-L5. (C) Mellemplan på L4-L5. Blå dobbeltpile angiver anteroposterior diameter. Gul linje angiver forreste 1/4 plan. d) Rekonstruktion af kranie-EP'er med fem på hinanden følgende billeder af et forreste 1/4-plan på L4-L5. (E,G) Procentdel af den traditionelle adskillelsesfordeling af kranier (E) og kaudale (G) EP'er opnået ved μCT-analyser. (F,H) Kvantificering af kraniet (F) og kaudale (H). L4-L5 EP-volumen i angivne tidspunkter. N = 8 pr. gruppe. Data vises som middelværdi ± s.d.* p < 0,05 i forhold til. Sham. (D-H) er blevet ændret fra Bian et al.21. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 6
Figur 6: LSI forårsager tab af hvirvelbenet på det sene stadium. (A) Genopbygning af L5 hvirveldyr organer i 16-ugers Sham og LSI grupper. (B,C) Kvantificering af L5 hvirvel-tv (B) og BV/TV (C). N = 8 pr. gruppe. Data vises som middelværdi ± s.d.* p < 0,05, ** p < 0,01 i forhold til. Sham. b) er aendres fra Bian et al.21. Klik her for at se en større version af dette tal.

Figure 7
Figur 7: LSI fører til ivd- og EP-degeneration. (A) IVD-score i LSI- eller shammus som tegn på IVD-degeneration. (B) Repræsentative billeder af Safranin O farvning for NPs i L4-L5 IVD. Hvid angiver vakuoler. Rød angiver proteoglycan. (C) EP-score i LSI- eller sham-gruppen som en indikation af Ep's degeneration. (D) Repræsentative billeder af Safranin O-Fast grøn farvning for kaudale L4-L5 EP'er. Grønne/blå pletter forkalkede hulrum. (E)Repræsentative billeder af fælde farvning for kaudale L4-L5 EP'er. Lilla angiver Trap+. N = 6 pr. gruppe. Data vises som middelværdi ± s.d.* p < 0,05, ** p < 0,01 i forhold til. Sham. (F) Kvantificering af trap+ osteoklaster i (E). (A,B) er blevet ændret fra Bian et al.20. (C-F) er blevet ændret fra Bian et al.21. Klik her for at se en større version af dette tal.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Vi udviklede lændehvirvelsøjlen ustabilitet mus model baseret på livmoderhalskræft spondylosis mus model, hvor den bageste paravertebral muskler fra ryghvirvlerne blev løsrevet og spinous processer sammen med supraspinous og interspinous ledbånd blev resected25. Vi udførte en lignende operation på lændehvirvelsøjlen, som har mere fremtrædende spinøse processer. LSI-musemodellen udviklede lignende IDD i lændehvirvelsøjlen.

Fordelene ved LSI-modellen omfatter stærk driftbarhed, intet krav om specialudstyr, reproducerbarhed og en relativt kort periode med IDD-udvikling.

Nogle nøglepunkter præsenteres her for at hjælpe med at forbedre succesraten under operationen. Det er også de kritiske skridt. Først skal du fjerne håret på den nederste del af ryggen, så klart som muligt, fordi enhver barberet hår tilbage i såret kan forårsage anafylaktisk reaktion. For det andet anbefales en cylindrisk pude eller enhver anden pude at hæve lændehvirvlerne. For det tredje skal du bruge mikro saks til at styre snit dybde og blødning. Når hematocoelia bemærkes under operationen, skal du stoppe operationen og ofre musen, da musen ikke vil overleve under eller efter operationen. For det fjerde anbefales det ikke at fastgøre paraspine muskler igen, fordi gentilslutringen kan udgøre ustabiliteten. For det femte reducerer en fuld resektion af hele L3-L5 spinøse processer variabiliteten i den enkelte model. For det sjette, undgå at skade omkringliggende nerver og blodkar, ellers kan musen udvikle ikke-kanoniske patologiske ændringer. Hvis modellerne ikke udviser den typiske fænotype som vist i resultaterne, skal du kontrollere ovenstående seks punkter.

Denne LSI-models succes kan vurderes ud fra to gyldne standarder, herunder nedsat IVD-volumen målt ved små dyrs MR-scanning eller ved μCT, og en IVD-score baseret på histologisk observation. LSI-modellen udvikler IDD allerede 2 uger efter LSI-operationen, men udvikler porøsitet i endplate så tidligt som 1 uge, som observeret. Det er velegnet til undersøgelse af kernepuls pulpous krympning, endplate sklerose, IDD relateret til osteoklast-inducerede cytokiner, IDD-induceret osteoporose (16 uger efter LSI) osv.

Der er nogle begrænsninger i LSI-modellen. LSI operation er et relativt stort traume for musen. Betændelsen er uundgåelig og ses normalt inden for 7 dage efter drift. Denne model er således ikke egnet til at observere tidlige patologiske ændringer af IDD, især inden for 7 dage forårsaget af mekaniske belastningsændringer.

Modellen kan ændres ved at målrette mod forskellige lændehvirvler som L5 alene eller fra L1 til L5. Sund kontrol anbefales også ud over falske grupper.

Sammenfattende udviklede vi en kirurgisk induceret lændehvirvelse IDD-musemodel og fik proceduren visualiseret for at hjælpe andre med at reproducere dyremodellen og anvende den i IDD-undersøgelser.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Forfatterne har intet at afsløre.

Acknowledgments

Dette arbejde blev støttet af National Natural Science Foundation of China (81973607) og Essential Drug Research and Development (2019ZX09201004-003-032) fra Kinas videnskabs- og teknologiministerium.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chlortetracycline Hydrochloride Eye Ointment Shanghai General Pharmaceutical Co., Ltd. H31021931 Prevent eye dry, Prevent wound infection
C57BL/6J male mice Tian-jiang Pharmaceuticals Company (Jiangsu, CN) SCXK2018-0004 Animal model
Disposable medical towel Henan Huayu Medical Devices Co., Ltd. 20160090 Platform for surgical operation
Inhalant anesthesia equipment MIDMARK Matrx 3000 Anesthesia
Isoflurane Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd. 1903715 Anesthesia
Lidocaine hydrochloride Shandong Hualu Pharmaceutical Co., Ltd. H37022839 Pain relief
Medical suture needle Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. 20S0401J Suture skin
Ophthalmic forceps Shanghai Medical Devices (Group) Co., Ltd. Surgical Instruments Factory JD1050 Clip the skin
Ophthalmic scissors(10cm) Shanghai Medical Devices (Group) Co., Ltd. Surgical Instruments Factory Y00030 Skin incision
silk braided Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. 11V0820 Suture skin
Small animal trimmer Shanghai Feike Electric Co., Ltd. FC5910 Hair removal
Sterile surgical blades(12#) Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. 35T0707 Muscle incision
Veet hair removal cream RECKITT BENCKISER (India) Ltd NA Hair removal
Venus shears Mingren medical equipment Length:12.5cm Clip the muscle and spinous process

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Makino, H., et al. Lumbar disc degeneration progression in young women in their 20's: a prospective ten-year follow up. Journal of Orthopaedic Science: Official Journal of the Japanese Orthopaedic Association. 22 (4), 635-640 (2017).
  2. Lee, Y. C., Zotti, M. G. T., Osti, O. L. Operative management of lumbar degenerative disc disease. Asian Spine Journal. 10 (4), 801-819 (2016).
  3. Wei, F., et al. In vivo experimental intervertebral disc degeneration induced by bleomycin in the rhesus monkey. BMC Musculoskeletal Disorders. 15, 340 (2014).
  4. Lim, K. Z., et al. Ovine lumbar intervertebral disc degeneration model utilizing a lateral retroperitoneal drill bit injury. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (123), e55753 (2017).
  5. Zhang, Y., et al. Histological features of the degenerating intervertebral disc in a goat disc-injury model. Spine. 36 (19), 1519-1527 (2011).
  6. Bergknut, N., et al. The dog as an animal model for intervertebral disc degeneration. Spine. 37 (5), 351-358 (2012).
  7. Kong, M. H., et al. Rabbit Model for in vivo Study of Intervertebral Disc Degeneration and Regeneration. Journal of Korean Neurosurgical Society. 44 (5), 327-333 (2008).
  8. Gullbrand, S. E., et al. A large animal model that recapitulates the spectrum of human intervertebral disc degeneration. Osteoarthritis and Cartilage. 25 (1), 146-156 (2017).
  9. Jin, L., Balian, G., Li, X. J. Animal models for disc degeneration-an update. Histology and Histopathology. 33 (6), 543-554 (2018).
  10. O'Connell, G. D., Vresilovic, E. J., Elliott, D. M. Comparative intervertebral disc anatomy across several animal species. 52nd Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society. , (2006).
  11. Elliott, D. M., Sarver, J. J. Young investigator award winner: validation of the mouse and rat disc as mechanical models of the human lumbar disc. Spine. 29 (7), 713-722 (2004).
  12. Ohnishi, T., et al. In vivo mouse intervertebral disc degeneration model based on a new histological classification. Plos One. 11 (8), 0160486 (2016).
  13. Vo, N., et al. Accelerated aging of intervertebral discs in a mouse model of progeria. Journal of Orthopaedic Research. 28 (12), 1600-1607 (2010).
  14. Oichi, T., et al. A mouse intervertebral disc degeneration model by surgically induced instability. Spine. 43 (10), 557-564 (2018).
  15. Ohnishi, T., Sudo, H., Tsujimoto, T., Iwasaki, N. Age-related spontaneous lumbar intervertebral disc degeneration in a mouse model. Journal of Orthopaedic Research. 36 (1), 224-232 (2018).
  16. Stern, W. E., Coulson, W. F. Effects of collagenase upon the intervertebral disc in monkeys. Journal of Neurosurgery. 44 (1), 32-44 (1976).
  17. Silva, M. J., Holguin, N. LRP5-deficiency in OsxCreERT2 mice models intervertebral disc degeneration by aging and compression. bioRxiv. , (2019).
  18. Nemoto, Y., et al. Histological changes in intervertebral discs after smoking and cessation: experimental study using a rat passive smoking model. Journal of Orthopaedic Science: Official Journal of the Japanese Orthopaedic Association. 11 (2), 191-197 (2006).
  19. Mulholland, R. C. The myth of lumbar instability: the importance of abnormal loading as a cause of low back pain. European Spine Journal. 17 (5), 619-625 (2008).
  20. Bian, Q., et al. Mechanosignaling activation of TGFβ maintains intervertebral disc homeostasis. Bone Research. 5, 17008 (2017).
  21. Bian, Q., et al. Excessive activation of tgfβ by spinal instability causes vertebral endplate sclerosis. Scientific Reports. 6, 27093 (2016).
  22. Ni, S., et al. Sensory innervation in porous endplates by Netrin-1 from osteoclasts mediates PGE2-induced spinal hypersensitivity in mice. Nature Communications. 10 (1), 5643 (2019).
  23. Liu, S., Cheng, Y., Tan, Y., Dong, J., Bian, Q. Ligustrazine prevents intervertebral disc degeneration via suppression of aberrant tgfβ activation in nucleus pulposus cells. BioMed Research International. 2019, 5601734 (2019).
  24. Boos, N., et al. Classification of age-related changes in lumbar intervertebral discs: 2002 Volvo Award in basic science. Spine. 27 (23), 2631-2644 (2002).
  25. Miyamoto, S., Yonenobu, K., Ono, K. Experimental cervical spondylosis in the mouse. Spine. 16, 10 Suppl 495-500 (1991).

Tags

Biologi Problem 170 intervertebral disk disc degenerativ sygdom lændehvirvelsøjlen rygsøjlen spindelsten proces mus model in vivo
En musemodel af ustabilitet i lændehvirvelsøjlen
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Liu, S., Sun, Y., Dong, J., Bian, Q. More

Liu, S., Sun, Y., Dong, J., Bian, Q. A Mouse Model of Lumbar Spine Instability. J. Vis. Exp. (170), e61722, doi:10.3791/61722 (2021).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter