현재 프로토콜은 골관절염을 동반하는 형태학적 관절 변화를 정량화하기 위한 엄격하고 재현 가능한 방법을 확립합니다. 이 프로토콜의 적용은 질병 진행을 모니터링하고 골관절염의 치료 적 개입을 평가하는 데 유용 할 수 있습니다.
방법 논문
현재 프로토콜은 골관절염을 동반하는 형태학적 관절 변화를 정량화하기 위한 엄격하고 재현 가능한 방법을 확립합니다. 이 프로토콜의 적용은 질병 진행을 모니터링하고 골관절염의 치료 적 개입을 평가하는 데 유용 할 수 있습니다.
미국에서 가장 널리 퍼진 관절 질환 중 하나, 골관절염 (OA) 관절 연골의 점진적 변성을 특징으로, 주로 엉덩이와 무릎 관절에, 이는 환자의 이동성과 삶의 질에 중요한 영향을 초래. 현재까지, 연골 변성을 늦추거나 억제 할 수있는 OA에 대한 기존의 치료 요법이 없습니다. 현재, OA 병리학을 이해하고 효율적으로 감속, 중지 또는 OA를 역전시킬 수 있는 새로운 치료 접근법 또는 에이전트를 발견하기 위한 광범위한 연구가 진행되고 있습니다. 따라서, 관절 연골, 수축기 및 골격 뼈에서 OA 관련 병리학 적 변화를 정확하게 평가하기 위해 정량적이고 재현 가능한 접근 법을 가지고하는 것이 중요합니다. 현재, OA 심각도 및 진행은 주로 골관절염 연구 학회 국제 (OARSI) 또는 만킨 채점 시스템을 사용하여 평가된다. 이러한 채점 시스템의 중요성에도 불구하고, 그들은 반정적이며 사용자 주관성에 의해 영향을받을 수 있습니다. 더 중요한 것은, 그들은 정확하게 초기 질병 상태 또는 초기 치료 단계 동안 연골의 미묘한, 아직 중요한 변화를 평가하는 데 실패. 여기서 설명하는 프로토콜은 전산화되고 반자동화된 조직체형 소프트웨어 시스템을 사용하여 OA의 공동 변경 평가를 위한 표준화되고 엄격하며 재현 가능한 정량적 방법론을 수립합니다. 이 프로토콜은 기존 시스템에 강력한 추가를 제시하고 관절의 병리학 적 변화를 보다 효율적으로 감지 할 수 있습니다.
미국에서 가장 널리 퍼진 관절 질환 중 하나인 OA는 주로 엉덩이와 무릎 관절에서 관절 연골의 점진적 변성을 특징으로 하며, 이는 환자의 이동성 및 삶의질에중대한 영향을 미치며1,2,,3. 관절 연골은 마찰을 최소화하고, 운동을 용이하게하고, 관절 압축을 견딜 수 있도록 설계된 이단 관절의 특수 결합조직입니다 4. 관절 연골은 두 가지 주요 구성 요소로 구성되어 있습니다 : 연골 세포와 세포 외 매트릭스. 연골세포는 세포외 기매트릭스의 개발, 유지 및 수리에 1차적인 역할을4하는 전문화된 대사 활성 세포이다. 연골 세포 비대 (CH)는 OA 발달의 주요 병리학 적 징후 중 하나입니다. 그것은 증가 세포 크기, 감소 프로테오글리칸 생산, 결국 연골 변성으로 이어질 연골 매트릭스 분해 효소의 증가 생산을 특징으로5,,6,,7. 또한, 관절의 상골골과 경막의 병리학적 변화는 OA 발달 및진행에중요한 역할을 한다8,9,10,,11,,12.9 현재까지 연골 변성을 억제하는 기존 치료법은 없습니다1,2,23,,13,,14.3 따라서, OA 병리학을 이해하고 OA를 감속하거나 중지 할 수있는 새로운 치료 접근법을 발견하는 것을 목표로 하는 광범위한 지속적인 연구가 있습니다. 따라서, 관절의 연골, 수축기 및 아초골 골에서 OA 관련 병리학적 변화를 정확하게 평가할 수 있는 정량적 및 재현가능한 접근법에 대한 필요성이 증가하고 있다.
현재, OA 심각도 및 진행은 주로 OARSI 또는 Mankin 채점시스템(15)을사용하여 평가된다. 그러나 이러한 채점 시스템은 반정적일 뿐이며 사용자 주관성에 의해 영향을 받을 수 있습니다. 더 중요한 것은, 그(것)들은 정확하게 질병 도중 또는 유전 조작 또는 치료 내정간섭에 응하여 합동에서 생기는 미묘한 변경을 평가하지 못합니다. 연골, 연골 또는 골격16,,17,,18,,19,,20,,21의조직 체형 분석을 설명하는 문헌에 산발적 인 보고서가 있습니다. 그러나 이러한 모든 관절 구성 요소의 엄격하고 재현 가능한 조직 체형 분석을 위한 상세한 프로토콜은 여전히 부족하여 현장에서 충족되지 않은 필요성을 야기합니다.
조직 형 분석을 사용하여 OA의 병리학 적 변화를 연구하기 위해, 우리는 내측 반월 상 연골 (DMM)의 불안정화를 통해 OA를 유도하기 위해 수술 OA 마우스 모델을 사용했다. murine OA의 확립 된 모델 중, DMM은 부상22,,23,,24,,25,,26의덜 외상성 메커니즘을 수반하기 때문에 우리의 연구를 위해 선택되었다. 반월 상 연골 인대 부상 (MLI) 또는 전방 십자 인대 부상 (ACLI) 수술에 비해, DMM은인간22,,24,,25,,26에서OA 발달과 유사한 OA의 보다 점진적인 진행을 촉진한다. 마우스는 관절 연골, 골격 및 경막의 변화를 평가하기 위해 DMM 수술 후 12주 동안 안락사시켰다.
이 프로토콜의 목표는 OA와 함께 제공되는 공동 변화를 평가하기 위해 표준화되고 엄격하며 정량적인 접근 방식을 수립하는 것입니다.
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12 주 된 남성 C57BL/6 쥐 잭스 연구소에서 구입 했다. 모든 마우스는 12시간 의 밝은/어두운 스케줄을 가진 방에 있는 마이크로 이솔레이터 케이지 당 3-5 마우스의 단으로 수용되었다. 모든 동물 절차는 국립 보건원 (NIH) 실험실 동물의 관리 및 사용에 대한 가이드에 따라 수행되었으며 펜실베니아 주립 대학의 동물 관리 및 사용위원회의 승인을 받았습니다.
1. 외상 후 골관절염 (PTOA) 수술 모델
2. 마우스 안락사 및 샘플 수집
3. 마이크로 토메 절편 및 슬라이드 선택
4. 헤마톡실린, 사프란 오렌지, 패스트 그린 스테인드
5. 슬라이드 이미징
6. 골관절염 연구 학회 국제 (OARSI) 점수15
7. 조직체학 분석
참고: 무릎 관절의 라이브 이미지는 현미경 카메라를 사용하여 터치 스크린 모니터에서 볼 수 있으며 스타일러스는 ROI를 수동으로 추적하는 데 사용됩니다. 히스토모퍼홈트립 소프트웨어의 기본 제공 알고리즘은 정의된 ROI에서 지정된 매개 변수(아래 프로토콜 참조)를 정량화합니다. 중요한 것은, OARSI 점수매기기에서 사용된 동일한 사프라닌-O 및 빠른 녹색 스테인드 섹션이 조직형 분석에 사용된다.
8. 통계분석
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DMM 유도 OA 는 관절 연골 변성 및 연골 세포 손실의 결과
DMM-유도 OA는 샴 마우스에 비해 OARSI 점수가 증가하여, 표면 침식 및 연골 손실을 뚜렷하게 특징으로하였다(도 1A,D). 여기에 상세한 히스토모퍼홈트리 프로토콜은 총 연골 영역과 비석연골 영역의 감소를 포함하여 여러 OA 관련 변화를 검출했다(도1A,B,E,G); 총 연골 세포 수의 감소; 그리고, 중요한 것은, 연골 세포 를 생산하는 매트릭스의 손실(그림 1H,I). 침식의 중증도를 나타내는 관절 표면의 변화는 연골 세동 지수를 사용하여 평가하였다. 전반적으로, 세동 지수는 DMM 마우스에서 증가했다
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최근 골관절염 연구는 관절 내의 다른 조직과 각 조직이 질병 개시 또는 진행에서 수행하는 역할 사이의 크로스토크에 대한 우리의 이해를 향상시켰으며88, 9,9,10,,35,,36. 따라서, OA의 평가는 연골의 분석에 국한되어서는 안되지만 또한 연골 뼈와 수축기의 분석을 포함해야한다는 것이 명백해졌다. 그럼에도 불구하고, 관절 연골은 OA15,,37,,38의반정적 채점의 주요 초점이되었습니다. 계산된 조직체는 이미 근골격계 연구39,...
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우리는 비교 의학 직원의 부 및 펜 스테이트 밀튼 S. 허쉬 메디컬 센터에서 분자 및 조직 병리학 코어의 지원을 인정하고 싶습니다. 자금 출처: NIH NIAMS 1RO1AR071968-01A1 (F.K.), ANRF 관절염 연구 보조금 (F.K.).
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