高齢Dunkin-Hartleyモルモットの関節内注射後の膝のマイクロコンピュータ断層撮影分析

変形性関節症(OA)は、米国の成人3,250万人が罹患している変性関節疾患です。多くの場合、OAの症状は、病気が重症化した後にのみ現れます。疾患修飾薬の欠如は、病気を引き起こし、引き起こすメカニズムについての理解が不十分であることに起因しています。

その結果、OAの治療のための改良された薬剤に対する重要かつ継続的な医学的ニーズがあります。Dunkin-Hartleyモルモットは、この疾患を自然に発症するため、確立されたOA動物モデルであり、関節内注射によって投与される新規治療薬が疾患の進行に及ぼす影響を調査するための堅牢なモデルを提供します。石灰化骨はマイクロCTで優れたコントラストを発揮するため、このモダリティを使用して3D特徴を評価し、OAに関連する変化の定量的分析を実行できます。特に関連性のある2つの定量的測定値には、骨密度と海綿骨の厚さがあり、どちらも疾患の進行を通じて増加します。モルモットの関節内注射の方法論とその後のマイクロCTデータの分析は、研究のばらつきを減らし、データ分析の効率を高めるのに役立ちます。

電気カミソリで膝を剃ります。動物に麻酔をかけ、つま先のつま先つまみ反応の欠如によって適切な麻酔の深さを確認します。乾燥や怪我を防ぐために、滅菌眼用潤滑剤を両目に置きます。

注射部位を円を描くように3回洗浄し、希釈したスクラブ溶液とアルコール溶液を使用して交互に洗浄します。.滅菌手袋を使用する必要があります。このビデオには、オートクレーブニトログローブの使用が含まれています。

無菌技術は、手順全体を通じて利用する必要があります。膝を90度に曲げ、膝蓋骨の遠位に指を動かして、後肢を曲げて伸ばすことにより、関節空間の遠位面の溝を見つけます。脛骨は、膝蓋骨の遠位にある骨の構造として感じることができます。

脛骨と膝蓋骨の位置が決定されると、関節はそれらの間にあります。インスリン針を関節腔内の膝蓋骨遠位の正中線に注意深く挿入します。.針は皮膚の1〜2ミリメートル下に挿入する必要があります。

ボリュームをゆっくりと注入します。関節を数回曲げたり伸ばしたりして膝をマッサージし、薬物が適切に分布するようにします。ホルマリンを含むサンプルを互換性のある容器に入れます。

メーカーの推奨に従って、暗視野と明視野の露光用にマイクロCT装置を校正します。18ミクロンのアルミニウム銅フィルターでサンプルをスキャンします。オフセットカメラで360度回転ステップ0.7度を使用します。

マイクロCT画像から1スライスを選択します。ミスアライメント補正を確認してください。[設定]で、スムージング、ビーム硬化、CS回転、およびリングアーティファクトを適用します。

[開始] を選択して再構築を開始します。VOIを選択し、サンプルを垂直方向に揃えると、後で分析が容易になります。編集したVOIを新しいフォルダとして保存します。

分析する画像の範囲を、軟骨下板から選択します。海綿骨の軟骨下板の分析を分割することは、骨の特徴が異なるため、推奨されます。各画像の関心領域を選択して、画像が骨を囲んでいることを確認します。

バイナリ選択を選択します。ヒストグラムを調整して、ボーンの背景が完全に分離するようにします。骨密度タブを選択します。

そのデータを新しい分析データ フォルダーに保存します。カスタム処理を選択します。まず、しきい値処理を実行し、[自動] を選択してから実行します。

次に、[ノイズ除去] を選択し、[ブラック スペックルの削除] を選択します。[ノイズ除去] を繰り返し、[白い斑点の削除] を選択します。3D解析を選択し、基本値と追加値を選択します。

Aは、関節腔内にメチレンブルー染料が存在する解剖された膝を示しており、正しい注射を示しています。Bは浅い注射で、皮下腔にブブレブが形成されます。Cは、関節腔内にメチレンブルー色素が欠如していることを示しており、不適切な注入を示しています。

Aに示されている軟骨下板とBに示されている海綿骨の分析を分割すると、骨分析ごとに異なるパラメーターがある場合があるため、役立つ場合があります。骨密度については、生後5か月のモルモットと比較して、生後12か月のモルモットの平均が増加していることがわかりますが、これは軟骨下板と海綿骨にも当てはまり、骨密度が時間とともに増加することを示しています。さらに、小柱の厚さについては、生後12か月のモルモットと生後9か月のモルモット、および生後5か月のモルモットとの間にミリメートル単位で厚さが増加していることがわかり、海綿骨の厚さが時間とともに増加していることがわかります。

モルモットの年齢に伴って修正マンキンスコアは、図A.図BからDに見られるように、トルイジンブルーの染みを示しています。Bは生後5か月のモルモット、Cは生後9か月のモルモット、Dは生後12か月のモルモットです。図Cの黒いアスタリスクはプロテオグリカンの損失を示し、図Dの黒いアスタリスクは亀裂、図Dの白いアスタリスクは細胞性の低下を示しています。

現在、重度の変形性関節症の唯一の治療法は置換術であり、これは費用がかかり、侵襲的であり、患者の罹患率と死亡率につながる可能性があります。その結果、OAの動物モデルを用いた研究の継続と、新規治療法の持続的な開発が切実に求められています。関節内注射はモルモットのOA研究に不可欠ですが、この手順はまだ体系的に詳細ではありません。

適切な注射手順は、動物福祉を確保し、動物の総数を減らすために最も重要であり、特に何ヶ月にもわたって複数回の注射を必要とする研究ではそうです。OA関連の変化を体系的に評価するために、マイクロCT分析について説明します。マイクロCTは、1つまたは少数の組織切片ではなく、サンプル全体のスキャンの組織学的レビューよりも、OAの変化をより詳細に評価します。

Dunkin-Hartleyモルモットは、OAの進行と新しい治療法の影響を研究するための堅牢なモデルを提供しますが、このモデルには制限があります。自発的モデルは、通常、外科的または化学的に誘発されたOA後の変化の急速な進行と比較して、より長い研究期間を必要とします。さらに、研究者は、各動物の片方の四肢に治療を適用することにより、動物間の変動の影響を軽減し、反対側の四肢が内部制御として機能するようにすることができます。