במאמר זה אנו מתארים פרוטוקול ליצירה כירורגית של פגיעה באיבוד שריר נפחי (VML) במעסה החולדות, ומספקים מודל נגיש ושניתן לשחזור לחקר פציעות שריר גולגולתי והטיפול בהן באמצעות ביו-חומרים כגון ההידרוג'ל החדש.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
במאמר זה אנו מתארים פרוטוקול ליצירה כירורגית של פגיעה באיבוד שריר נפחי (VML) במעסה החולדות, ומספקים מודל נגיש ושניתן לשחזור לחקר פציעות שריר גולגולתי והטיפול בהן באמצעות ביו-חומרים כגון ההידרוג'ל החדש.
פציעות אובדן שרירים נפחי קרניופציאלי (VML) יכולות להתרחש כתוצאה מטראומה חמורה, כריתה כירורגית, דלקת ומצבים מולדים או נרכשים אחרים. הטיפול ב-VML גולגולתי כרוך בהעברת שרירים כירורגית ותפקודית. עם זאת, הליכים אלה אינם מסוגלים להחזיר תפקוד תקין, תחושה או ביטוי, ובדרך כלל, תנאים אלה אינם מטופלים. מעט מאוד מחקר נערך על התחדשות שרירי השלד במודלים של בעלי חיים של VML גולגולתי. כתב יד זה מתאר מודל חולדה לחקר פגיעות VML גולגולתיות ופרוטוקול להערכה היסטולוגית של ביו-חומרים בטיפול בפציעות אלה. הידרוג'ל נוזלי ופיגומים מיובשים בהקפאה מוחלים בזמן יצירת VML כירורגי, ומסים נכרתים בנקודות זמן סופניות עד 12 שבועות עם שיעורי שימור גבוהים וסיבוכים זניחים. Hematoxylin ו eosin (HE), Trichrome של Masson, וניתוח immunohistochemical משמשים להערכת פרמטרים של התחדשות שרירי השלד, כמו גם תאימות ביולוגית ואימונומודולציה. בעוד אנו מדגימים את המחקר של הידרוג'ל מבוסס חומצה היאלורונית, מודל זה מספק אמצעי להערכת איטרציות עוקבות של חומרים בפציעות VML.
טראומה חמורה, כריתה כירורגית, דלקת ומצבים נרכשים אחרים עלולים לגרום לאובדן רקמות שמכריע את מנגנוני תיקון שרירי השלד האנדוגניים. אובדן של תאים ומבנים המקדמים את תהליך ההתחדשות הראשוני עלול לגרום לעיצוב מחדש פתולוגי ופיברוזיס רקמות, וכתוצאה מכך לליקויים ארוכי טווח של תפקוד ותחושה ומכונים אובדן שרירים נפחי (VML)1,2,3. התגובה הדלקתית לפציעות VML כוללת מנגנון מתועד היטב ומורכב המערב מקרופאגים, ציטוקינים ותאים מיוגניים, המציג מטרות תיאורטיות רבות ברפואה רגנרטיבית4. בעוד שמחקרים רבים במבחנה השתמשו במטרות אלה במודלים של בעלי חיים לטיפול VML בגפיים, קיים מחסור במחקר על התחדשות שרירי השלד במודלים של בעלי חיים של VMLגולגולתי 5,6,7.
אובדן רקמה קרניופציאלית יכול לנבוע ממצבים כפי שתואר קודם לכן, ורקמת גולגולת חסרה יכולה להתרחש גם במצבים מולדים כגון שסע, אשר במקרים מסוימים כרוך בחסר נפחי אמיתי של רקמת שריר 8,9. מכיוון שהשרירים באזור הגולגולת חשובים לתפקוד כמו גם למראה אסתטי, השפעות ארוכות טווח של VML עשויות להיות בעלות סבל פסיכולוגי משמעותי. מספר היבטים של שרירי השלד הגולגולתיים שונים משרירי השלד שמקורם בסומיט הנמצאים בגפיים, כולל שינויים בביטוי גנים, מוצא עוברי, פנוטיפ תאי לוויין, כמות תאי לוויין, הרכב סיבים וארכיטקטורה 10,11,12,13. שינויים אלה עלולים לגרום לפציעות VML המשפיעות על שריר הגולגולת באופן שונה מאשר שריר14,15 שמקורו בסומיט. עד כה, גישות של הנדסת רקמות שהוכחו כמגבירות התחדשות במודלים של בעלי חיים של VML בגפיים לא תורגמו באופן שווה למודלים של VML קרניופציאליבבעלי חיים 16. זה מדגיש את הצורך למטב גישות in vivo למודלים של VML קרניופציאלי של בעלי חיים.
בעוד שמספר מחקרי in vivo של VML גולגולתי נערכו, המחקרים קטנים ויצירת פגם חזק בשריר הגולגולת במודלים של בעלי חיים מאתגרת 8,13. קים ואחרים דיווחו על פיתוח מודל VML למעסה עכבר. עם זאת, מחקר זה העריך את ההיסטולוגיה רק עד 28 ימים לאחר הפציעה והיה לו כוח לא ברור לזהות הבדלים בתוצאות היסטולוגיות בין נקודות זמן17. רודריגז ועמיתיו דיווחו על פיתוח מודל VML גולגולתי לכבשים. עם זאת, הם דיווחו על שונות גבוהה בתוך קבוצות הניסוי, מה שמרמז על הטרוגניות בחומרת הפגיעה הכירורגית הראשונית16. כאן, אנו מדווחים על הפרוטוקול של מודל VML שלנו למסה חולדות ומדגימים את התועלת שלו בהערכת גישות של הנדסת רקמות.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מחקר זה נערך בהתאם לכל התקנות הרלוונטיות, לרבות עמידה בהמלצות המפורטות במדריך לטיפול ושימוש בחיות מעבדה. התוכנית המוסדית לטיפול ושימוש בבעלי חיים של UCSF אישרה את כל ההליכים והטיפול בבעלי חיים לאחר הניתוח (פרוטוקול IACUC #AN195944-01).
1. ניתוח VML
2. קציר, הקפאה וניתוח של Masseter
3. ניתוח אימונוהיסטוכימי
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
התוצאות להערכת VML גולגולתי והתחדשות רקמות באמצעות ביו-חומרים כוללות תוצאות כמותיות ואיכותיות כאחד.
איור 2 מציג דוגמה להערכה איכותנית באמצעות המודל שתואר קודם לכן. התצפית על גדילת סיבי שריר דה נובו בתוך ההידרוג'ל שלנו היא תוצאה חיובית איכותית (איור 2A), והיא מצביעה על כך שחומר ביולוגי יכול לספק תמיכה אדריכלית מספקת וגורם גדילה או אספקת חומרי מזון. שימור הידרוג'ל בתוך מיטת הפצע (איור 2B) נראה על כ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
ישנם מספר שלבים קריטיים בפרוטוקול שבהם נדרשת תשומת לב מיוחדת כדי להשיג תוצאה אופטימלית. שלב 1.4 מתאר את החתך הראשוני וההפרדה הקהה של העור מהפאשיה השטחית. דיסקציה קהה צריכה להיעשות ישירות לאורך העור עם מספריים המצביעים הרחק מהשריר התחתון והפאשיה כדי למנוע ניקוב ויצירת חלון דרך הפאשיה שלא במתכוון. יש להימנע מההיבט הקאודלי של המעסה השטחי כדי למנוע פגיעה לא מכוונת בווריד התת-מנדיבולרי או בעורק התרדמה החיצוני. שלבים 1.5 ו-1.6 מתארים את יצירת החלון הפשיאלי ופגם VML, בהתאמה. יש להקפיד שהחתך הפש...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי תוכנית מלגות המחקר השנתית של UCSF ותוכנית C-Doctor Interdisciplinary Translational Project. תודה לחברי מעבדת פומרנץ והתוכנית לביולוגיה קרניופלציאלית באוניברסיטת קליפורניה בסן פרנסיסקו על תרומתם.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| F1.652 נוגדן חד שבטי בעל שרשרת כבדה של מיוזין (עוברי) | DSHB | F1.652 | |
| נוגדן משני נגד עכבר IgG2b נספג צולב, Alexa Fluor 647 | Invitrogen | A-21242 | |
| עז נגד ארנב IgG (H+L) נוגדן משני נספג מאוד, Alexa Fluor 488 | Invitrogen | A-11034 | |
| אגרופי ביופסיה סטנדרטיים של אינטגרה, אגרוף ביופסיה סטנדרטי חד פעמי; 5 מ"מ, קוטר: 0.19 אינץ', 0.5 ס"מ | אינטגרה | 12460411 | |
| הרכבה בינונית עם DAPI - מימי, Fluoroshield | Abcam | ab104139 | |
| ארנב נגד עכבר IgG H& L (Alexa Fluor 647) תרחיף | Abcam | ab150127 | |
| Sulfamethoxazole/Trimethoprim, בטעם דובדבן, 473 מ"ל | Med-Vet International | מק"ט: RXBAC-SUSP |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.