פרוטוקול זה מציג שיטה חסכונית ויעילה להערכה כמותית של מיקרו-ארכיטקטורה של עצם במודל עכברי של אוסטאופורוזיס על ידי שילוב של צביעת Hematoxylin-Eosin (HE) וטכניקות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (Micro-CT).
מאמר שיטה
פרוטוקול זה מציג שיטה חסכונית ויעילה להערכה כמותית של מיקרו-ארכיטקטורה של עצם במודל עכברי של אוסטאופורוזיס על ידי שילוב של צביעת Hematoxylin-Eosin (HE) וטכניקות טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (Micro-CT).
מיקרו-מבנה עצם מתייחס לסידור ואיכות רקמת העצם ברמה המיקרוסקופית. הבנת מיקרו-מבנה העצם של השלד חיונית להשגת תובנה לגבי הפתופיזיולוגיה של אוסטאופורוזיס ושיפור הטיפול בה. עם זאת, טיפול בדגימות עצם יכול להיות מורכב בשל תכונותיהן הקשות והצפופות. שנית, תוכנה מיוחדת מקשה על עיבוד וניתוח תמונה. בפרוטוקול זה, אנו מציגים פתרון חסכוני וקל לשימוש לניתוח מיקרו-מבנה עצם טרבקולרית. צעדים מפורטים ואמצעי זהירות מסופקים. Micro-CT היא טכניקת הדמיה תלת-ממדית (תלת-ממדית) לא הרסנית המספקת תמונות ברזולוציה גבוהה של מבנה העצם הטרבקולרית. היא מאפשרת הערכה אובייקטיבית וכמותית של איכות העצם, ולכן היא נחשבת לשיטת תקן הזהב להערכת איכות העצם. עם זאת, היסטומורפומטריה נותרה הכרחית מכיוון שהיא מציעה פרמטרים חיוניים ברמת התא, המגשרת על הפער בין הערכות דו-ממדיות (2D) ותלת-ממדיות של דגימות עצם. באשר לטכניקות ההיסטולוגיות, בחרנו להסיר את רקמת העצם ולאחר מכן לבצע הטבעה מסורתית של פרפין. לסיכום, שילוב של שתי שיטות אלה יכול לספק מידע מקיף ומדויק יותר על מיקרו-מבנה העצם.
אוסטאופורוזיס היא מחלת עצם מטבולית נפוצה, במיוחד בקרב קשישים, והיא קשורה לסיכון מוגבר לשברים שבירים. ככל שאוסטאופורוזיס הופך נפוץ יותר בסין1, יהיה ביקוש גובר לחקר מבני העצם של בעלי חיים קטנים 2,3. השיטות הקודמות למדידת אובדן עצם מסתמכות על התוצאות של ספיגת קרני רנטגן דו-ממדית באנרגיה כפולה. עם זאת, זה לא לוכד את השינויים במיקרו-מבנה האדריכלי של עצם הטרבקולר, שהוא גורם מפתח לחוזק השלד4. המיקרו-מבנה של העצם משפיע על חוזקה, נוקשותה ועמידותה בפני שברים. על ידי השוואת מיקרו-ארכיטקטורה של עצם במצבים נורמליים ופתולוגיים, ניתן לזהות שינויים במורפולוגיה, במבנה ובתפקוד של רקמת העצם הנגרמים על ידי אוסטאופורוזיס. מידע זה תורם להבנת התפתחות אוסטאופורוזיס והקשר שלה למחלות אחרות.
הדמיית טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (Micro-CT) הפכה לאחרונה לטכניקה פופולרית להערכת מורפולוגיה של העצם, שם היא יכולה לספק נתונים מדויקים ומקיפים על מבנה העצם ופרמטרים של צפיפות כגון שבר נפח עצם, עובי והפרדה 5,6. יחד עם זאת, תוצאות Micro-CT יכולות להיות מושפעות מתוכנת הניתוח7. שיטות שונות של רכישה, הערכה ודיווח של תמונות משמשות מערכות מיקרו-CT מסחריות שונות. חוסר עקביות זה מקשה על השוואה ופירוש התוצאות המדווחות על ידי מחקרים שונים5. כמו כן, היא אינה יכולה כיום להחליף את ההיסטומורפומטריה של העצם במתן מידע לחוקרים על פרמטרים ברמה התאית במערכת השלד8. בינתיים, טכניקות היסטולוגיות מאפשרות תצפית ישירה ומדידה של המורפולוגיה המיקרוסקופית של העצם. צביעת Hematoxylin ו- eosin (HE) היא טכניקת צביעה נפוצה המשמשת בהיסטולוגיה כדי לדמיין את המבנה הכללי של תאים ורקמות. הוא משמש לזיהוי נוכחות של רקמת העצם ואת microarchitecture שלה.
מאמר זה משתמש במיקרו-CT בשילוב עם טכניקת חיתוך רקמות (צביעת Hematoxylin-Eosin [HE]) כדי לאסוף תמונות של רקמת עצם ולבצע ניתוח כמותי של עצם טרבקולרית כדי להעריך את השינויים במיקרו-מבנה העצם במודל עכבר אוסטאופורוזיס.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול בעלי החיים אושר על ידי הוועדה האתית לבעלי חיים של אוניברסיטת צ'נגדו לרפואה סינית מסורתית (מספר שיא: 2020-34). נקבות עכברי C57BL/6J (בנות 12 שבועות, n = 14) חולקו לשתי קבוצות באופן אקראי, קבוצה המופעלת על ידי דמה (קבוצת Sham, n = 7) וקבוצת מודל (קבוצת OVX, n = 7). בעלי החיים נרכשו מספק מסחרי (ראו טבלת חומרים). כל העכברים הוחזקו בכלובים נפרדים בטמפרטורה של 22-26 מעלות צלזיוס עם לחות של 45%-55%, הורשו להסתגל לסביבתם החדשה למשך שבוע אחד, וסיפקו גישה חופשית למים ולתזונה. כל הניסויים בבעלי חיים נערכו באוניברסיטת צ'נגדו לרפואה סינית מסורתית, וכל המאמצים נעשו כדי למזער את סבלם של בעלי החיים.
1. הכנת מודל בעלי חיים
2. סריקת Micro-CT
3. ניתוח נתוני CT
4. הסתיידות של רקמת העצם
5. הוא מכתים
6. ניתוח תמונות HE
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ניתוח מיקרו-CT
מדדנו את הפרמטרים המיקרו-אדריכליים הטרבקולריים בעכברים משתי הקבוצות ודיווחנו על הערכים הממוצעים שלהם ועל SDs בטבלה 1. ההתפלגות של כמה פרמטרים (כלומר, היחס בין נפח העצם לנפח הרקמה הכולל, עובי טרבקולרי, הפרדה טרבקולרית) בתוך כל קבוצה מודגמת באיור 3.
תוצאות אלה מצביעות על הבדלים משמעותיים בין עכברים מקבוצת OVX לקבוצת Sham עבור מספר פרמטרים שהוערכו ממיקרו-CT. כלומר, ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
אוסטאופורוזיס יכול להוביל לשברים תכופים, שהם יקרים, יכולים לגרום לכאב, נכות או אפילו מוות, ולהשפיע קשות על איכות החיים של חולים20. במהלך השנים הוכר מודל כריתת השחלות כאחת השיטות הסטנדרטיות לחקר אוסטאופורוזיס21. המודל הפרה-קליני הנפוץ ביותר בבעלי חיים לאוסטאופורוזיס הוא חולדה שעברה כריתת שחלות (OVX). למרות זאת, רוב המחקר על המנגנונים של הפרעות עצם, כולל אוסטאופורוזיס, נערך באמצעות עכברים22. כדי לבסס מודל אוסטאופורוזיס בעכברות C57/BL6J בוגרות, כריתת הש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
עבודה זו נתמכה על ידי המנהל המחוזי של סצ'ואן לרפואה סינית מסורתית (2021YJ0175) ופרויקט חדשנות המחקר לתארים מתקדמים של בית הספר לרפואה קלינית (LCYJSKT2023-11), אוניברסיטת צ'נגדו לרפואה סינית מסורתית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 4% פרפורמלדהיד | ביושארפ | BL539A | |
| אדובי פוטושופ | אדובי בע"מ | ||
| פתרון אמוניה | צ'נגדו קולון כימית ושות', בע"מ | 2021070101 | |
| מלקחיים אנטומיים | Jinzhong מכשיר כירורגי ושות', בע"מ | J3C030 | |
| אתנול נטול מים | צ'נגדו קולון כימית ושות', בע"מ | 2022070501 | |
| מכונת צביעה אוטומטית | תרמו מדעית | Varistain™ תוסף | |
| AnalyzeDirect, Inc | |||
| C57BL/6J עכברים | SPF (בייג'ינג) ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | ||
| Carrier Slides | Nantong Mei Wei de Experimental Equipment Co., Ltd | 220518001 | |
| Coverslips | Nantong Mei Wei de Experimental Equipment Co. | ||
| 220518001 הסרת אבנית פתרון | ווהאן Xavier ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | CR2203047 | |
| מספריים עדינים | Jinzhong מכשיר כירורגי ושות', בע"מ | ZJA010 | |
| הטמעת תיבת סימון מכונת תרמו | מדעי | מכונת הטבעה PrintMate AS | |
| ווהאן ג'ונג'י אלקטרוניקה ושות', בע"מ | JB-P5 | ||
| פיג'י: ImageJ | המכונים הלאומיים לבריאות, ארה"ב | ||
| אוטם סרטים | תרמו מדעי | Autostainer 360 | |
| שולחן הקפאה | ווהאן ג'ונג'י אלקטרוניקה ושות', בע"מ | JB-L5 | |
| H& ערכת צביעה E | Leagene | DH0020 | |
| תמיסת חומצה הידרוכלורית | סצ'ואן Xilong מדע ושות', בע"מ | 210608 | |
| ImageJ2 תוסף | BoneJ 7.0.16 | ||
| גזה רפואית | שאנדונג אנג יאנג טכנולוגיה רפואית ושות'. | ||
| Mersilk 3-0 תפרים קלועים משי שאינם נספגים | Ethicon, Inc. | SA84G | |
| מחזיק מחט | Jinzhong מכשיר כירורגי ושות', בע"מ | J32010 | |
| ניטרלי Balsam | Sinopharm Group מגיב כימי ושות', בע"מ | תנור 10004160 | |
| שנחאי Yiheng Scientific Instruments Co., Ltd | DHG-9240A | ||
| PANNORAMIC סורקי שקופיות דיגיטליים | 3DHISTECH בע"מ | PANNORAMIC DESK/MIDI/250/1000 | |
| PBS מאגר | Biosharp | G4202 | |
| תמיסת פובידון-יוד 5% | צ'נגדו יונגאן פרמצבטיקה ושות', בע"מ | ||
| מערכת הדמיה מיקרו-CT קוונטית GX2 | PerkinElmer, Inc. | ||
| מיקרוטום סיבובי | תרמו מדעי | HM325 | |
| אזמל | Quanzhou מצוינות רפואית ושות', בע"מ | 20170022 | |
| סריקה & עיין בתוכנה | 3DHISTECH בע"מ | CaseViewer2.4 | |
| כפפות כירורגיות גומי סטריליות לשימוש חד פעמי | גואנגדונג Huitong לטקס מוצרים קבוצה ושות', בע"מ | 22B141EO | |
| תמיסת נתרן כלוריד 0.9% | סצ'ואן קלון פרמצבטיקה ושות', בע"מ | ||
| מזרקים היפודרמיים סטריליים לשימוש חד פעמי | שאנדונג Weigao קבוצה מוצרי פולימר רפואי ושות', בע"מ | ||
| מחטי תפר רפואיות סטריליות | שנחאי Pudong Jinhuan מוצרים רפואיים ושות', בע"מ | PW8068 | |
| מעבד רקמות | תרמו מדעי | STP420 ES | |
| מכונת פיזור ואפייה רקמות | ווהאן Junjie אלקטרוניקה ושות', בע"מ | JK-6 | |
| Tribromoethanol | Nanjing Aibei Biotechnology Co., Ltd | M2920 | |
| גוזם שעווה | ווהאן Junjie אלקטרוניקה ושות', בע"מ | JXL-818 | |
| קסילן | צ'נגדו קולון כימיקלים ושות' בע"מ | 2022051901 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה