Summary
Icke-invasiv ACL-skada är en tillförlitlig och kliniskt relevant metod för att initiera posttraumatisk artros (PTOA) hos möss. Denna skademetod möjliggör också in vivo-kvantifiering av proteasaktivitet i leden vid tidiga tidpunkter efter skada med hjälp av proteasaktiverbara nära infraröda sonder och fluorescensreflektansavbildning.
Abstract
Traumatiska ledskador som främre korsbandsruptur eller meniskskador leder vanligtvis till posttraumatisk artros (PTOA) inom 10-20 år efter skadan. Att förstå de tidiga biologiska processer som initieras av ledskador (t.ex. inflammation, matrixmetalloproteinaser (MMP), cathepsinproteaser, benresorption) är avgörande för att förstå etiologin för PTOA. Det finns dock få alternativ för in vivo-mätning av dessa biologiska processer, och de tidiga biologiska svaren kan förväxlas om invasiva kirurgiska tekniker eller injektioner används för att initiera artros. I våra studier av PTOA har vi använt kommersiellt tillgängliga nära-infraröda proteasaktiverbara prober i kombination med fluorescensreflektansavbildning (FRI) för att kvantifiera proteasaktivitet in vivo efter icke-invasiv kompressionsinducerad ACL-skada hos möss. Denna icke-invasiva ACL-skademetod sammanfattar kliniskt relevanta skadetillstånd och är helt aseptisk eftersom den inte innebär att huden eller ledkapseln störs. Kombinationen av dessa skade- och avbildningsmetoder gör det möjligt att studera tidsförloppet för proteasaktivitet vid flera tidpunkter efter en traumatisk ledskada.
Introduction
Artros är ett genomgripande hälsoproblem som drabbar miljontals människor i USA1. Posttraumatisk artros (PTOA) är en undergrupp av artros som initieras av en ledskada såsom främre korsbandsruptur (ACL), meniskskada eller intraartikulär fraktur2. Andelen symtomatiska artrospatienter som kan klassificeras som PTOA är minst 12 %3, och denna etiologi drabbar vanligtvis en yngre population än idiopatisk artros4. Musmodeller av artros är viktiga verktyg för att undersöka sjukdomens etiologi och potentiella artrosbehandlingar på en mycket kortare tidslinje (4-12 veckor i musmodeller jämfört med 10-20 år i människa). Metoderna för att initiera artros hos möss involverar dock ofta invasiva kirurgiska tekniker såsom ACL-transsektion 5,6, avlägsnande eller destabilisering av den mediala menisken 5,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16, eller en kombination av de två 17,18,19, som inte reproducerar kliniskt relevanta skadetillstånd. Kirurgiska modeller förvärrar också inflammation i leden på grund av störningar i ledkapseln, vilket kan påskynda artrosprogressionen.
Icke-invasiva musmodeller för knäskador ger möjlighet att studera biologiska och biomekaniska förändringar vid tidiga tidpunkter efter skada och kan ge mer kliniskt relevanta resultat20. Vårt laboratorium har etablerat en icke-invasiv skademodell som använder en enda externt applicerad tibial kompressionsöverbelastning för att inducera främre korsbandsruptur (ACL) hos möss 21,22,23,24. Denna icke-invasiva skademetod kan ge en aseptisk ledskada utan att störa huden eller ledkapseln.
Fluorescensreflektansavbildning (FRI) är en optisk avbildningsmetod som innebär att man exciterar ett mål med infrarött ljus vid en specifik våglängd och kvantifierar det reflekterade ljuset som sänds ut vid en annan våglängd. Kommersiellt tillgängliga proteasspecifika prober kan injiceras i djurmodeller och FRI kan sedan användas för att kvantifiera proteasaktivitet på specifika platser som knäleden. Denna metod har använts i stor utsträckning för in vivo-detektion av biologiska aktiviteter såsom inflammation. Sonderna som används för denna applikation är fluorescerande kylda tills de stöter på relevanta proteaser. Dessa proteaser kommer sedan att bryta ett enzymklyvningsställe på sonderna, varefter de kommer att producera en nära-infraröd fluorescerande signal. Dessa sonder och denna avbildningsmetod har i stor utsträckning validerats och använts i studier av cancer 25,26,27,28 och åderförkalkning 29,30,31,32, och vår grupp har använt dem för studier av muskuloskeletala systemet för att mäta markörer för inflammation och matrisnedbrytning 23,24,33.
Tillsammans ger icke-invasiv ledskada i kombination med in vivo FRI och proteasaktiverbara prober en unik förmåga att spåra inflammation och proteasaktivitet efter en traumatisk ledskada. Denna analys kan göras så tidigt som timmar eller till och med minuter efter skadan, och samma djur kan bedömas flera gånger för att studera tidsförloppet för proteasaktivitet i leden. Det är viktigt att notera att denna avbildningsmetod kanske inte är genomförbar i kombination med kirurgiska modeller av artros, eftersom störning av huden och ledkapseln resulterar i en fluorescenssignal som skulle förvirra signalen inifrån leden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
Alla procedurer som beskrivs har godkänts av Institutional Animal Care and Use Committee vid University of California Davis. 3 månader gamla C57BL/6J-möss användes för den aktuella studien.
1. Icke-invasiv ACL-skada
OBS: ACL-skada som orsakas av en externt applicerad tryckbelastning är en enkel och reproducerbar metod som nära rekapitulerar ACL-skador hos människor. Detta protokoll är skrivet för ett kommersiellt tillgängligt lastramsinstrument (se materialförteckning), men kan anpassas för liknande system.
- Öppna programvaran som är kompatibel med lastramsinstrumentet (se Materialtabell) och välj en befintlig styrfil eller skapa en ny fil.
- Slå på strömmen till ställdonet.
- I kalibreringsmenyn, tarera kraftavläsningen av lastcellen och ställ in ställdonets förskjutning till 0.
- Använd 1%-4% inhalerat isofluran i syre för att bedöva mössen och se till att djuren är helt bedövade av tånyp och/eller svansnyp.
- Placera musen i en benägen position på plattformen. Placera underbenet vertikalt mellan två belastningsfixturer (Figur 1) (se materialtabell). Passa in foten i utskärningen på den övre fixturen och knäet i koppen på den nedre fixturen.
- Justera höjden på bottenfixturen manuellt för att applicera en förspänning på 1-2 N (övervakas i realtid på datorskärmen) och dra åt ställskruven för att hålla positionen. Förspänningen är nödvändig för att hålla benet i rätt läge innan du applicerar skadebelastningen.
- Applicera en enda tryckbelastning på en målkraft (~12-15 N) eller målförskjutning (~1,5-2,0 mm).
OBS: Att applicera belastningen med en långsammare belastningshastighet (~1 mm/s) kommer att ge en högre nivå av övervakning och kontroll i realtid men kommer sannolikt att resultera i ett avulsionsfel på ACL. Att tillämpa en snabbare belastningshastighet (~200 mm/s) kommer att vara mer sannolikt att ge en ACL-skada i mitten av substansen22. Om en tibialfraktur eller annan allvarlig skada bedöms ha inträffat, avlivas djuret med en IACUC-godkänd metod innan djuret återhämtar sig från anestesi.- Ställ in laddningshastigheten i programvarans kontrollfil och bekräfta med hjälp av kraftförskjutningsdata.
OBS: Benfraktur under tibial kompressionsbelastning är vanligtvis inte ett problem eftersom frakturkraften (~20 N) är betydligt högre än ACL-skadekraften. Detta bör dock övervakas med palpation, och bilddiagnostik (dvs. röntgen) kan användas för att bekräfta att inga tibialfrakturer har inträffat.
- Ställ in laddningshastigheten i programvarans kontrollfil och bekräfta med hjälp av kraftförskjutningsdata.
- Skada indikeras vanligtvis med ett ljud ("klick" eller "crunch") och en frigöring av kraft som kan identifieras på kraftförskjutningsdiagrammen (figur 1C). Om en långsammare belastningshastighet används, stoppa tryckbelastningen omedelbart efter skadan för att förhindra ytterligare belastning och eventuell skada på andra ledvävnader.
OBS: ACL-skada uppstår vanligtvis vid 8-15 N beroende på kroppsmassa34. Det är viktigt att sätta en målkraft som är större än den förväntade ACL-skadekraften. - Bekräfta ACL-skadan med hjälp av ett anterior-posteriort lådtest35,36 eller jämförbar bedömning av ledinstabilitet.
- Administrera en viktberoende dos (t.ex. 0,05-0,1 mg/kg s.k. eller IP av buprenorfin, se materialtabell) till möss efter skada, med varaktighet och dos som rekommenderas och godkänns av heminstitutionen IACUC.
OBS: NSAID kan förändra progressionen av PTOA efter skada, så det rekommenderas inte att NSAID används för smärtlindring i denna skademodell om det inte är ett specifikt syfte med studien.
2. Förberedelse av djur för FRI-avbildning
OBS: För optisk avbildning är djurpäls (särskilt mörk päls) mycket effektiv för att blockera, absorbera och sprida ljus, därför måste päls tas bort så mycket som möjligt från området runt knälederna före avbildning. En hårborttagningskräm är vanligtvis mer effektiv för pälsborttagning än klippare. Nakna eller hårlösa möss behöver inte pälsborttagning. Pälsborttagning är dock nödvändigt för de vanligaste musstammarna (t.ex. C57BL/6). Om möjligt, mata möss med renat foder med låg fluorescens före avbildning. Standard musmat innehåller klorofyll, som fluorescerar automatiskt med en våglängd på cirka 700 nm och kan påverka datainsamlingen från det nära-infraröda FRI-systemet.
- Bedöva möss med 1%-4% inhalerat isofluran i syre. Håll möss på en värmedyna så mycket som möjligt och applicera ögonsalva för att förhindra irritation i ögonen.
- Använd en bomullspinne för att applicera hårborttagningskräm (se materialtabell) på den främre (kraniala) aspekten av mössens ben runt knäleden.
- Låt krämen stå i ~1 min, använd sedan våtservetter för att ta bort krämen och pälsen från benet. Upprepa vid behov.
- När knälederna är helt exponerade utan att någon päls täcker området, rengör benen med spritservetter för att ta bort eventuell kvarvarande hårborttagningskräm.
OBS: Hårborttagningskräm kan användas på samma möss flera gånger under en studie, men dessa appliceringar bör ske med minst en veckas mellanrum för att förhindra onödig irritation av huden.
3. Beredning av sondlösningen
- Späd vid behov den fluorescensaktiverbara sonden enligt tillverkarens anvisningar i steril 1x fosfatbuffrad koksaltlösning (PBS). En injektionsflaska med den kommersiellt tillgängliga sonden (se materialförteckning) innehåller vanligtvis 20 nmol i 0,15 ml 1x PBS. För att späda lösningen i injektionsflaskan, tillsätt 1,35 ml 1x PBS för att göra 20 nmol i 1,5 ml 1x PBS.
OBS: Efter spädning kan en injektionsflaska användas för att avbilda tio möss vid injektion av 0,15 ml per mus. - Virvla lösningen med en lägsta hastighet (~2000 rpm) i 30 s för att säkerställa att sonden är upplöst i lösning, och centrifugera sedan kort för att säkerställa att all vätska är ute ur locket.
OBS: Lösningen kan förvaras vid 2-8 °C på en plats som är skyddad från ljus i upp till 12 månader.
4. Retroorbital injektion
OBS: Se Yardeni et al. angående detaljerna i denna procedur37.
- Använd 1%-4% inhalerat isofluran i syre för att bedöva möss och placera musen på sidan med nosen i en noskon.
- Använd ~29 G insulinsprutor för injektion av sondlösning (beredd i steg 3).
- Håll sprutan täckt före användning för att förhindra exponering för ljus.
- Vid administrering av injektionen:
- Injicera på insidan av ögat (tårkarunkel) och se till att sprutans fasning är vinklad mot ögat. För högerhänta personer rekommenderas att injicera i höger öga på musen med djuret vänt åt höger.
- Med den icke-injicerande handen drar du försiktigt tillbaka huden runt ögat för att stabilisera huvudet och få ögat att sticka ut.
- Vinkla sprutan parallellt med muskroppen.
- För försiktigt sprutan förbi ögat tills den möter styvt motstånd. Försök inte att tränga förbi denna punkt.
- Injicera långsamt sondlösningen i den retroorbitala sinusen och dra sedan långsamt ut nålen ur ögonhålan. Om ingen lösning kommer ut med nålen är injektionen framgångsrik.
- Applicera koksaltlösning eller ögonsalva på det injicerade ögat.
OBS: Baserat på dokumentationen som medföljer avbildningssonderna är den optimala avbildningstiden vanligtvis mellan 1 och 2 dagar efter injektion av sondlösningen. Om möjligt rekommenderas det att göra en första tidsscreening för att bestämma den optimala avbildningstiden för varje specifik applikation. Möss kommer att metabolisera den injicerade sonden inom cirka 7 dagar, varefter en ny dos sondlösning måste injiceras om ytterligare tidpunkter önskas.
5. Fluorescensreflektansavbildning
OBS: Procedurerna i detta avsnitt är specifika för ett kommersiellt tillgängligt optiskt bildsystem (se materialförteckning). Liknande avbildning kan utföras med jämförbara system.
- Bedöva möss med 1%-4% inhalerat isofluran i syre och placera djuret på rygg i bildsystemet med nosen i en noskon.
- Placera musen med underbenen utsträckta så att knäna pekar något i luften (det kan vara nödvändigt att tejpa ner fötterna). Det är viktigt att en konsekvent positionering används för alla djur.
- Öppna den kompatibla programvaran (se Materialtabell) på bildsystemets dator; "Kontrollpanelen för förvärv" visas.
- För att värma upp systemet, klicka på Initiera och vänta tills temperaturlampan blir grön.
- Klicka på Imaging Wizard och se till att fönstret "Imaging Wizard" visas.
- Klicka på Filterpar och se till att inställningen är på 'Epi-Illumination' och tryck sedan på Nästa.
- För att välja rätt excitations-/emissionsinställningar, hitta sonden av intresse från rullgardinsmenyn. Om man inte kan hitta rätt sond, hitta namnet "Input Ex/Em" och skriv manuellt in värdet för Excitation Peak och Emission Peak baserat på egenskapen hos sonden som ska användas (t.ex. för Excitation Peak, ange 675 och för Emission Peak, ange 720). Klicka på Nästa.
- Välj Mus för "Bildmotiv". I "Exponeringsparametrar" ser du till att Autoinställningar är markerat och att alternativen Fluorescerande och Fotografi är valda. Välj D-22.6 cm i checklistan för "Synfält". Tryck på Nästa.
- Bildinställningen kan ses och ändras på den högra panelen på "Exponeringskontrollpanelen". Se till att alla inställningar är korrekta och tryck på knappen Hämta sekvens . När bilden visas kontrollerar du att bilden har fått tillräcklig exponering. Om inte, ändra inställningen för exponeringstid och klicka på Förvärvssekvens igen.
- För att analysera bilden, placera en cirkel av intresseområde (ROI) med konsekvent storlek över varje knäled på den svartvita bilden (detta förhindrar partisk positionering baserat på områden med fluorescerande signal).
- Beräkna total strålningseffektivitet och/eller genomsnittlig strålningseffektivitet för varje knäled. Om strålningseffektiviteten också beräknas på de kontralaterala benen, normalisera data genom att dividera mätningen av strålningseffektiviteten för det skadade benet med mätningen av strålningseffektiviteten för det kontralaterala benet.
OBS: Om ett intresseområde med konsekvent yta används för alla knän, kommer både total strålningseffektivitet och genomsnittlig strålningseffektivitet att ge liknande resultat. Användning av genomsnittlig strålningseffektivitet rekommenderas om intressanta områden med olika storlekar används. Normalisering av strålningseffektivitetsdata från den skadade leden med data från det oskadade kontralaterala knäet kommer att ge en intern kontroll för att ta hänsyn till eventuella skillnader i mängden sond som injiceras och leveranseffektiviteten mellan olika djur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Efter att ha applicerat en enda tryckkraft (1 mm/s fram till skada) på underbenen på 3 månader gamla C57BL/6J-möss, inducerades ACL-skada konsekvent hos alla möss. Den genomsnittliga tryckkraften vid knäskada var cirka 10 N (Figur 1).
FRI-analys visade signifikant större proteasaktivitet i de skadade lederna hos möss som utsatts för icke-invasiv ACL-skada 7 dagar efter skadan (Figur 2). PRI-analys av knäleder utfördes även på möss som genomgick kirurgisk restabilisering av knäleden omedelbart efter icke-invasiv ACL-skada, liknande vad som tidigare beskrivits hos råtta 35,36,38. Denna analys visade betydligt större fluorescerande signal hos möss som genomgått restabiliseringskirurgi än möss som inte opererats både 2 och 4 veckor efter skadan. Dessa data tyder på att invasiva kirurgiska ingrepp kan förvirra analysen av proteasaktiviteten i leden.
Figur 1: Icke-invasiv ACL-skada och ett force-time-diagram under skada. (A,B) Musens underben är placerat vertikalt i systemet, med fotleden placerad i en skåra av den övre fixturen och knäleden placerad i en grund kopp på den nedre fixturen. Den nedre fixturen låses på plats med en ställskruv efter manuell applicering av en förspänning på 1-2 N. (C) Kraftförskjutningsdiagram, som visar ACL-skada vid cirka 9 N. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 2: Fluorescensreflektansavbildning som detekterar proteasaktivitet i knäleder hos möss. (A,B) Representativa bilder av oskadade (A) och skadade (B) möss efter skada. (C) Genomsnittlig strålningseffektivitet i båda knälederna för oskadade och skadade möss en vecka efter icke-invasiv ACL-skada. Skadade leder uppvisade 43 % högre genomsnittlig strålningseffektivitet jämfört med kontralaterala leder och leder från oskadade möss. (D) Normaliserad total strålningseffektivitet (R/L) för icke-invasivt skadade möss och skadade möss som också genomgått ledrestabiliseringskirurgi. En ~30%-80% högre strålningseffektivitet observerades i skadade leder jämfört med kontralaterala leder 1-4 veckor efter skadan. Däremot uppvisade kirurgiskt opererade leder ~300 % högre strålningseffektivitet vid vecka 4 jämfört med kontralaterala leder, vilket tyder på en anmärkningsvärd förväxlingseffekt av kirurgi. **P < 0,01. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Detta protokoll har etablerat och noggrant beskrivit en reproducerbar, icke-invasiv metod för att inducera ACL-skada hos möss 20,21,24,33. Denna enkla och effektiva skademetod kan utföras på bara några minuter, vilket underlättar storskaliga studier av PTOA. Denna skademetod sammanfattar också nära skadetillstånd som är relevanta för korsbandsskada hos människor. Kirurgiska metoder som används för att inducera artros hos möss kan utesluta användning av in vivo-avbildningsmetoder för att mäta tidsförloppet och omfattningen av proteasaktiviteten i leden efter skada. Däremot ger icke-invasiva OA-musmodeller (granskade i20) i kombination med FRI en unik förmåga för in vivo-avbildning av proteasaktivitet i knäleder hos möss efter skada.
Det inflammatoriska svaret efter skada är av avgörande betydelse för utvecklingen av artros. De metoder som används för att analysera inflammation i leden är dock vanligtvis dyra, tidskrävande och destruktiva. Till exempel kan tekniker som omvänd transkription polymeraskedjereaktion (RT-PCR) eller RNAseq användas för att kvantifiera ett brett spektrum av gener i hela leder, enskilda vävnader eller enskilda celler. Denna metod kräver dock att möss avlivas för att få skadade och oskadade knäleder. Dessa möss kan inte analyseras vid flera tidpunkter, såsom en tidig tidpunkt under det maximala proteassvaret (dvs. 3-14 dagar efter skadan) och en senare tidpunkt när artros är allvarligare (dvs. 4-6 veckor efter skadan). Däremot ger FRI i kombination med icke-invasiv ledskada förmågan att analysera proteasaktivitet vid flera tidpunkter i knälederna hos möss in vivo39. Detta möjliggör longitudinell analys av samma möss och gör FRI till ett relativt billigare resultat än RT-PCR eller RNAseq. Dessutom kan flera sonder eller mål avbildas samtidigt vid olika våglängder, vilket kan ge flera resultat för olika ändamål. Att mäta proteasaktivitet i leden med FRI ger inte en rigorös kvantifiering av alla inflammatoriska processer som sker under OA-progression, men in vivo och longitudinella data som tillhandahålls av denna metod kan fortfarande vara användbara för att spåra omfattningen och tidsförloppet av inflammatorisk proteasaktivitet efter ledskada.
Den fluorescensaktiverbara sondlösningen som används för FRI-avbildning av proteasaktivitet måste administreras intravenöst (IV). De vanligaste sätten att utföra IV-injektion på möss är svansvensinjektion och retroorbital injektion. Retroorbital injektion är ofta lättare att utföra och underlättar den nödvändiga injektionsvolymen lättare än svansvensinjektion. Litteraturen tyder också på att retroorbital tillförsel kan orsaka mindre stress hos möss utan någon skillnad i läkemedelstillförsel eller effekt jämfört med svansvensinjektionen40. Dessa fynd tyder på att retroorbital injektion är lämplig för injektion av den fluorescensaktiverbara sondlösningen för FRI-avbildning.
Upplösningen av FRI är relativt låg jämfört med vissa andra avbildningstekniker, men de kvantitativa resultaten kan ge tillräcklig information om tidsförloppet och omfattningen av det inflammatoriska proteassvaret under OA-progression. En begränsning med denna teknik är att vävnadsautofluorescens kan påverka resultaten, men detta problem kan lösas med en noggrann plan före försöket (sondtyp, stam av möss, djurpositionering, etc.). Till skillnad från andra prekliniska avbildningsmetoder (t.ex. microPET, microSPECT, microCT, MRI) kan FRI inte direkt översättas till en klinisk avbildningsmodalitet på grund av de drastiska skillnaderna i storlek mellan möss och människor eftersom ljusgenomträngningsdjupet är begränsat. I prekliniska studier med gnagarmodeller ligger dock knäleden nära huden med minimal mjukdelstäckning. Följaktligen är FRI ett effektivt verktyg för att detektera proteasaktivitet i knäleden hos möss.
Sammanfattningsvis ger icke-invasiv ACL-skada en enkel och reproducerbar metod för att initiera PTOA hos möss. Denna skademetod underlättar också användningen av proteasaktiverbara prober och fluorescensreflektansavbildning för in vivo-mätning av tidsförloppet och omfattningen av inflammatorisk proteasaktivitet i musleder under OA-progression. Framtida studier skulle kunna använda dessa tekniker och de många kommersiellt tillgängliga nära-infraröda fluorescensaktiverbara proberna för att undersöka OA-progressionsmekanismer hos möss i olika åldrar, kön och genetiska bakgrunder eller för att utvärdera potentiella terapier för att bromsa eller förhindra OA-progression efter ledskada.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Författarna har inget att avslöja.
Acknowledgments
Forskning som rapporteras i denna publikation stöddes av National Institute of Arthritis and Musculoskeletal and Skin Diseases, en del av National Institutes of Health, under tilldelningsnummer R01 AR075013.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| 10x Phosphate-Buffered Saline | Tissue Protech | PBS01-32R | or equivalent |
| Air Anesthetia System | Isoflurane vaporizor with induction chamber and nose cone | ||
| Buprenorphine | Analgesic post-injury | ||
| Depilatory Cream | Veet | B001KYPZ4G | or equivalent |
| Fixtures | Custom-made knee fixture, ankle fixture, and platform | ||
| IVIS Spectrum | Perkin Elmer | 124262 | Can also use comparable optical imaging system |
| Kimwipes | Kimberly-Clark Corporation | 06-666 | or equivalent |
| Living Image software | Perkin Elmer | ||
| Materials testing systems | TA Instruments | Electroforce 3200 or equivalent | |
| ProSense680 | Perkin Elmer | NEV10003 | Can also use other probes such as OsteoSense, MMPSense, Cat K, AngioSense, etc. |
| Sterile Syringe with Needle | Spectrum Chemical Mfg. Corp. | 550-82231-CS | Covidien 1 mL TB Syringe with 28 G x 1/2 in. Needle, Sterile or equivalent |
| Uniaxial load cell | TA Instruments | 20 N capacity | |
| Vortex-Genie 2 | Scientific Industries, Inc. | SI-0236 | or equivalent |
| WinTest software | TA Instruments | compatible with Electroforce 3200 |
References
- Deshpande, B. R., et al. Number of persons with symptomatic knee osteoarthritis in the us: impact of race and ethnicity, age, sex, and obesity. Arthritis Care & Research (Hoboken. 68 (12), 1743-1750 (2016).
- Carbone, A., Rodeo, S. Review of current understanding of post-traumatic osteoarthritis resulting from sports injuries. Journal of Orthopaedic Research. 35 (3), 397-405 (2017).
- Thomas, A. C., Hubbard-Turner, T., Wikstrom, E. A., Palmieri-Smith, R. M.
- Wang, L. J., Zeng, N., Yan, Z. P., Li, J. T., Ni, G. X. Post-traumatic osteoarthritis following ACL injury. Arthritis Research & Therapy. 22 (1), 57 (2020).
- Glasson, S. S., Blanchet, T. J., Morris, E. A. The surgical destabilization of the medial meniscus (DMM) model of osteoarthritis in the 129/SvEv mouse. Osteoarthritis Cartilage. 15 (9), 1061-1069 (2007).
- Kamekura, S. Osteoarthritis development in novel experimental mouse models induced by knee joint instability. Osteoarthritis Cartilage. 13 (7), 632-641 (2005).
- Ma, H. L., et al. Osteoarthritis severity is sex dependent in a surgical mouse model. Osteoarthritis Cartilage. 15 (6), 695-700 (2007).
- Malfait, A. M., et al. ADAMTS-5 deficient mice do not develop mechanical allodynia associated with osteoarthritis following medial meniscal destabilization. Osteoarthritis Cartilage. 18 (4), 572-580 (2010).
- Yang, S., et al. Hypoxia-inducible factor-2alpha is a catabolic regulator of osteoarthritic cartilage destruction. Nature Medicine. 16 (6), 687-693 (2010).
- Moodie, J. P., Stok, K. S., Muller, R., Vincent, T. L., Shefelbine, S. J. Multimodal imaging demonstrates concomitant changes in bone and cartilage after destabilisation of the medial meniscus and increased joint laxity. Osteoarthritis Cartilage. 19 (2), 163-170 (2011).
- Li, J., et al. Knockout of ADAMTS5 does not eliminate cartilage aggrecanase activity but abrogates joint fibrosis and promotes cartilage aggrecan deposition in murine osteoarthritis models. Journal of Orthopaedic Research. 29 (4), 516-522 (2011).
- Shapiro, F., Glimcher, M. J. Induction of osteoarthrosis in the rabbit knee joint. Clinical Orthopaedics and Related Research. 147, 287-295 (1980).
- Meacock, S. C., Bodmer, J. L., Billingham, M. E.
- Armstrong, S. J., Read, R. A., Ghosh, P., Wilson, D. M. Moderate exercise exacerbates the osteoarthritic lesions produced in cartilage by meniscectomy: a morphological study. Osteoarthritis Cartilage. 1 (2), 89-96 (1993).
- Pastoureau, P., Leduc, S., Chomel, A., De Ceuninck, F. Quantitative assessment of articular cartilage and subchondral bone histology in the meniscectomized guinea pig model of osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 11 (6), 412-423 (2003).
- Wancket, L. M., et al. Anatomical localization of cartilage degradation markers in a surgically induced rat osteoarthritis model. Toxicologic Pathology. 33 (4), 484-489 (2005).
- Karahan, S., Kincaid, S. A., Kammermann, J. R., Wright, J. C. Evaluation of the rat stifle joint after transection of the cranial cruciate ligament and partial medial meniscectomy. Comparative Medicine. 51 (6), 504-512 (2001).
- Kamekura, S., et al. Osteoarthritis development in novel experimental mouse models induced by knee joint instability. Osteoarthritis and cartilage / OARS, Osteoarthritis Research Society. 13 (7), 632-641 (2005).
- Jones, M. D., et al. In vivo microfocal computed tomography and micro-magnetic resonance imaging evaluation of antiresorptive and antiinflammatory drugs as preventive treatments of osteoarthritis in the rat. Arthritis & Rheumatology. 62 (9), 2726-2735 (2010).
- Christiansen, B. A., et al. Non-invasive mouse models of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 23 (10), 1627-1638 (2015).
- Christiansen, B. A., et al. Musculoskeletal changes following non-invasive knee injury using a novel mouse model of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 20 (7), 773-782 (2012).
- Lockwood, K. A., Chu, B. T., Anderson, M. J., Haudenschild, D. R., Christiansen, B. A. Comparison of loading rate-dependent injury modes in a murine model of post-traumatic osteoarthritis. Journal of Orthopaedic Research. 32 (1), 79-88 (2014).
- Satkunananthan, P. B., et al. In vivo fluorescence reflectance imaging of protease activity in a mouse model of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis Cartilage. 22 (10), 1461-1469 (2014).
- Hsia, A. W., et al. Post-traumatic osteoarthritis progression is diminished by early mechanical unloading and anti-inflammatory treatment in mice. Osteoarthritis Cartilage. 29 (12), 1709-1719 (2021).
- Zhang, H., et al. Biochromoendoscopy: molecular imaging with capsule endoscopy for detection of adenomas of the GI tract. Gastrointestinal Endoscopy. 68 (3), 520-527 (2008).
- Gounaris, E., et al. Live imaging of cysteine-cathepsin activity reveals dynamics of focal inflammation, angiogenesis, and polyp growth. PLoS One. 3 (8), e2916 (2008).
- Sheth, R. A., Mahmood, U. Optical molecular imaging and its emerging role in colorectal cancer. American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology. 299 (4), G807-G820 (2010).
- Clapper, M. L., et al. Detection of colorectal adenomas using a bioactivatable probe specific for matrix metalloproteinase activity. Neoplasia. 13 (8), 685-691 (2011).
- Nahrendorf, M., et al. Dual channel optical tomographic imaging of leukocyte recruitment and protease activity in the healing myocardial infarct. Circulation Research. 100 (8), 1218-1225 (2007).
- Jaffer, F. A., et al. Optical visualization of cathepsin K activity in atherosclerosis with a novel, protease-activatable fluorescence sensor. Circulation. 115 (17), 2292-2298 (2007).
- Jaffer, F. A., Libby, P., Weissleder, R. Optical and multimodality molecular imaging: insights into atherosclerosis. Arteriosclerosis, Thrombosis, and Vascular Biology. 29 (7), 1017-1024 (2009).
- Razansky, D., et al. Multispectral optoacoustic tomography of matrix metalloproteinase activity in vulnerable human carotid plaques. Molecular Imaging and Biology. 14 (3), 277-285 (2012).
- Hsia, A. W., et al. Osteophytes and fracture calluses share developmental milestones and are diminished by unloading. Journal of Orthopaedic Research. 36 (2), 699-710 (2018).
- Blaker, C. L., Little, C. B., Clarke, E. C. Joint loads resulting in ACL rupture: Effects of age, sex, and body mass on injury load and mode of failure in a mouse model. Journal of Orthopaedic Research. 35 (8), 1754-1763 (2017).
- Murata, K., et al. Controlling joint instability delays the degeneration of articular cartilage in a rat model. Osteoarthritis Cartilage. 25 (2), 297-308 (2017).
- Murata, K., et al. Controlling Abnormal joint movement inhibits response of osteophyte formation. Cartilage. 9 (4), 391-401 (2018).
- Yardeni, T., Eckhaus, M., Morris, H. D., Huizing, M., Hoogstraten-Miller, S.
- Kokubun, T., et al. Effect of changing the joint kinematics of knees with a ruptured anterior cruciate ligament on the molecular biological responses and spontaneous healing in a rat model. The American Journal of Sports Medicine. 44 (11), 2900-2910 (2016).
- Bhatti, F. U., et al. Characterization of non-invasively induced post-traumatic osteoarthritis in mice. Antioxidants (Basel). 11 (9), 1783 (2022).
- Steel, C. D., Stephens, A. L., Hahto, S. M., Singletary, S. J., Ciavarra, R. P. Comparison of the lateral tail vein and the retro-orbital venous sinus as routes of intravenous drug delivery in a transgenic mouse model. Laboratory Animals (NY). 37 (1), 26-32 (2008).
