כל הניסויים בבעלי חיים נערכו בהתאם לסטנדרטים האתיים לבעלי חיים ניסויים שנקבעו על ידי המחלקה למדע וטכנולוגיה של המכון הגבוה לרפואה סינית מסורתית בסצ'ואן (אישור מס': 2023DS01). הריאגנטים והציוד המשמש מפורטים בטבלת החומרים.
1. תכנון והליך ניסוי
- חיות
שלושים ושישה חולדות CD-Sprague-Dawley זכרים בני 12 שבועות שוכנו וסופקו להם הזנה אד ליביטום לאורך כל תקופת הניסוי. הסביבה נשמרה בטמפרטורה של 20-25 מעלות צלזיוס ורמת לחות של 50%-60%, עם מחזור אור/חושך של 12 שעות.
- עיצוב הקבוצה
לאחר שבוע של הזנה אדפטיבית, החולדות חולקו באופן אקראי לקבוצת ביקורת (Con, n = 6) או לקבוצת פעילות גופנית ממצה (EE, n = 30). החולדות בקבוצת ה-EE עברו אימוני הסתגלות על ידי ריצה במהירות של 10 מ'/דקה במשך 15 דקות על הליכון בעלייה עם שיפוע של 10 מעלות במשך שלושה ימים. לאחר האימון האדפטיבי, קבוצת ה-EE חולקה עוד יותר לחמש תת-קבוצות זמן: 0 שעות, 6 שעות, 12 שעות, 24 שעות ו-48 שעות לאחר תרגיל מתיש.
- הליך התערבות
חולדות בקבוצת הביקורת לא התאמנו, בעוד שהחולדות בקבוצת ה-EE עברו ריצה מתישה על הליכון במעלה ההר בשיפוע של 10 מעלות (איור 1A). בעקבות פרוטוקולבדפורד 9, עומס האימון חולק לשלוש רמות: רמה 1 ב-10 מ'/דקה למשך 15 דקות, רמה 2 ב-15 מ'/דקה למשך 15 דקות, ורמה 3 ב-20 מ'/דקה עד לתשישות (איור 1B). התשישות נקבעה כאשר חולדה לא יכלה עוד לרוץ ונשארה תקועה על המסלול שלוש פעמים בפרק זמן של פחות מדקה10, למרות זרם חילופין חוזר ונשנה בעוצמה נמוכה (150 וולט, זרם חילופין של 0.5 mA) וגירוי קול (70 dB).
החולדות הוקרבו באמצעות הזרקה תוך-צפקית מוגזמת של 3% נתרן פנטוברביטל (200 מ"ג/ק"ג) בזמנים שצוינו (0 שעות, 6 שעות, 12 שעות, 24 שעות ו-48 שעות לאחר פעילות גופנית מתישה). העור והרקמות התת-עוריות של הקלקנאוס נותחו בקפידה, וגיד אכילס נחתך 2 ס"מ מעל הקלקנאוס במספריים עיניים. הקלקנאוס הימני (כולל גיד אכילס המחובר), נשמר ב-4% פרפורמלדהיד לבדיקה היסטופתולוגית ובדיקות אימונוהיסטוכימיות. בנוסף, שלוש דגימות אקראיות מהצד השמאלי אוחסנו בתמיסת 2% פרפורמלדהיד-2.5% גלוטרלדהיד למיקרוסקופ אלקטרונים כדי לחקור שינויים אולטרה-מבניים ( איור 1C).
2. היסטולוגיה של צומת גידים-עצם
הדגימות קובעו ב-4% פרפורמלדהיד למשך 48 שעות והוסרו עם 15% EDTA למשך 4 שבועות בטמפרטורת החדר (20-25 מעלות צלזיוס), כאשר התמיסה הוחלפה מדי יום. תהליך הסרת האבדן הסתיים כאשר ניתן היה לנקב את העצם בקלות על ידי מחט מבלי להפעיל כוח כלשהו. לאחר הסרת האבדן, הדגימות עברו התייבשות בתהליך אוטומטי שכלל סדרה מדורגת של אתנול וקסילן, ולאחר מכן שלוש שטיפות עם PBS. הדגימות הוטמעו בפרפין סגיטלי ונחתכו ב-5 מיקרומטר. צביעת המטוקסילין-אאוזין בוצעה על פי נהלים סטנדרטיים, והתמונות צולמו עם מערכת מיקרו-מצלמה טריאוקולרית דיגיטלית של Panthera בהגדלה של 20× ו-40×.
3. סריקת מיקרוסקופ אלקטרונים
הדגימות השמאליות קיבלו קידומת של 2% פרפורמלדהיד-2.5% גלוטרלדהיד למשך 48 שעות, ואז יובשו בסדרה של תמיסות אצטון, הסתננו במנתח ריפוי אפוקסי והוטמעו סגיטלית. חתכים דקים למחצה נצבעו באמצעות מתילן כחול כדי לזהות את אזור צומת הגיד-עצם. קטעים אולטרה-דקים, בעובי של כ-60-90 ננומטר, נחתכו באמצעות סכין יהלום. קטעים אלה הוכתמו באורניל אצטט למשך 10-15 דקות, ואחריהם ציטראט עופרת למשך 1-2 דקות. הקטעים נבדקו תחת מיקרוסקופ אלקטרונים הולכה בהגדלות של 6000×,12000× ו-25000×.
4. בדיקה אימונוהיסטוכימית
צומת הגיד-עצם הוסר באופן שגרתי ונחתך כפי שתואר קודם לכן. לאחר הדגירה עם תמיסת אחזור אנטיגן חוצץ ציטראט למשך 10 דקות, הדגימות טופלו ב-3% H2O2 למשך 10 דקות כדי לחסום פעילות פרוקסידאז אנדוגנית, ולאחר מכן חסימה עם סרום עזים רגיל למשך 20 דקות ב-25 מעלות צלזיוס. לאחר מכן הקטעים הודגרו למשך הלילה ב-4 מעלות צלזיוס עם נוגדנים ראשוניים, כולל GRP78 (1:100). CHOP (1:100) ו-Caspase-12 (1:100). לאחר מכן, הדגימות הודגרו עם נוגדנים משניים למשך שעתיים בטמפרטורה של 25 מעלות צלזיוס. פיתוח הצבע הושג באמצעות DAB במשך 8 דקות ב-25 מעלות צלזיוס, וכתוצאה מכך אות חיובי חום-צהוב. הגרעינים נצבעו מחדש בהמטוקסילין למשך 3 דקות. תוכנת Image-Pro Plus 6.0 שימשה לניתוח צפיפות ממוצעת. שלושה אזורי עניין של אזור צומת הגיד-עצם (גיד, סחוס פיברו וסחוס פיברו-מינרלי) נבחרו לניתוח, והערך הממוצע חושב.
5. ניתוח סטטיסטי
GraphPad Prism 8 שימש לניתוח הנתונים וליצירת תרשימים. כל הנתונים מבוטאים כממוצע ± סטיית תקן. השוואות בין קבוצות שונות נעשו באמצעות ANOVA חד-כיווני, ומבחן ההבדל הכי פחות משמעותי (LSD) שימש להשוואות זוגיות. ערך P של < 0.05 נחשב מובהק סטטיסטית.