이 프로토콜은 탄성 치료 테이프를 사용하여 대퇴골두의 스테로이드 유발 골괴사증에 대한 간단하고 비용 효율적인 쥐 체중 부하 훈련 모델을 구축하는 것을 보여줍니다.
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이 프로토콜은 탄성 치료 테이프를 사용하여 대퇴골두의 스테로이드 유발 골괴사증에 대한 간단하고 비용 효율적인 쥐 체중 부하 훈련 모델을 구축하는 것을 보여줍니다.
쥐는 인간과 달리 네 발로 걷는 동물인 반면, 인간은 서 있는 이족 보행 동물로 걷거나 서 있을 때 엉덩이에 엄청난 압력이 가해집니다. 쥐 스테로이드 유발 대퇴골두 괴사 모델에서는 더 높은 압력에서 인간 고관절의 생체 역학적 특성을 시뮬레이션해야 하는 경우가 많습니다. 일부 학자들은 쥐가 일정한 무게를 지니게 하여 인간의 엉덩이 압력 상태를 모방하려고 하지만 체중을 지탱하는 물체를 쥐에게 고정하는 것은 어렵습니다. 쥐는 쉽게 움직일 수 없으며 접착 테이프로 쥐에 무게를 붙이면 쥐가 질식하거나 장 폐색으로 죽을 수 있습니다. 우리 연구팀은 탄성 치료 테이프를 사용하여 쥐의 체중을 지탱하는 물체를 장력 없이 고정함으로써 쥐가 자유롭게 숨을 쉴 수 있고 체중을 지탱하는 조건에서 고정에서 벗어나지 않도록 했습니다. 일반적인 스테로이드 유발 대퇴골 머리 괴사 쥐 모델과 비교하여, 우리는 이러한 체중 부하 중재가 쥐의 대퇴골 머리 괴사의 진행을 악화시킬 수 있음을 발견했습니다.
글루코코르티코이드의 투여는 대퇴골두의 비외상성 골괴사증(ONFH)의 가장 흔한 위험 인자입니다1. 수많은 증거에 따르면 글루코코르티코이드 외에도 환자의 고관절에 가해지는 압력 부하도 ONFH 발생과 관련이 있습니다. 체중 및 육체 노동 강도와 같은 요인은 ONFH2의 위험 요인으로 인식됩니다. 여러 임상 연구에서 고관절 부하 상태와 관절 치환술 시기 및 발생률 사이에 밀접한 관계가 있음을 입증했습니다 3,4,5,6. 따라서 하중 지지와 대퇴골두의 스테로이드 유발 골괴사증(SONFH) 사이의 관계를 반영하는 모델을 수립하는 것이 이 상태에 대한 포괄적인 조사에 중요합니다.
타조와 에뮤와 같은 큰 이족 보행 조류는 인간의 다리 하중 7,8을 닮은 고관절 스트레스를 시뮬레이션하는 좋은 모델 역할을 한다. 그러나 큰 조류 종을 유지하는 것은 어려운 일이며 관련 연구 비용이 높습니다. 자발적 고혈압 랫트 모델 9,10은 더 높은 비율의 ONFH를 나타낼 수 있지만, 자발적 고혈압에 의해 생성된 골수 내의 구획 압력 하중은 기계적 압력과 크게 다르며 기계적 압력이 SONFH에 미치는 영향을 연구하는 데 적합하지 않습니다.
소동물 모델은 SONFH 연구에 일반적으로 사용됩니다. 그러나 사족 보행 파충류는 고관절 스트레스가 낮고 고관절 모델은 이족 보행 중 인간 고관절의 생체 역학적 환경을 시뮬레이션할 수 없습니다. 단일 사지 고정 모델(11 ) 및 부분 언로딩 모델(12 )이 일반적이지만, 둘 다 사지 하중을 감소시킨다. 인간은 서 있거나 걸을 때 상당한 하지에 하중을 가하는 이족 보행 유기체이기 때문에 이러한 모델에서 하중을 줄이면 동물 모델과 인간 질병 간의 연결이 줄어듭니다.
이 연구는 체중 부하 훈련이 쥐의 대퇴골두의 스테로이드 유발 골괴사증에 미치는 영향을 조사하기 위해 체중 부하 훈련을 위한 간단하고 비용 효율적인 모델을 확립하는 것을 목표로 합니다. 현재 대퇴골두의 스테로이드 유발 골괴사증을 연구하기 위해 랫트 모델이 사용되었지만, 움직임에 대한 중단을 최소화하면서 장기적이고 안전한 고정을 제공할 수 있는 모델은 아직 없으며, 이는 상대적으로 간단하고 저렴합니다. 이 연구에서는 접착력이 높은 고정 재료를 적용하고 장력 없는 고정을 채택하여 쥐의 이동성을 유지하고 부적절한 고정으로 인한 고통과 심지어 사망을 줄입니다.
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이 프로토콜은 베이징 중의과대학(Beijing University of Chinese Medicine)의 IACUC(Institutional Animal Care and Use Committee)에서 정한 윤리 지침(프로토콜 번호 BUCM-4-2022062001-2109)을 준수합니다. 이 프로토콜은 8-10주 된 200g-250g의 Sprague Dawley(Sxk(Jing)2019-0008) 쥐를 사용합니다.
1. 적응 훈련
2. 쥐의 최대 체중 지지력 측정
3. 중량 하중의 준비
4. 대퇴골두 모델의 스테로이드 유발 골괴사증 확립
5. 탄성 치료 테이프와 트레드밀 훈련을 사용한 장력 없는 체중 부하 고정
6. 동물 그룹화
7. 안락사와 표본 채취
8. Hematoxylin-Eosin 염색
9. MicroCT 분석
10. 통계 분석
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조직병리학 분석
헤마톡실린(Hematoxylin)과 에오신(eosin) 염색 결과, 대조군과 대조군+하중군에서 골섬유주가 온전하고 규칙적으로 배열되어 있는 것으로 나타났다. 혈관 내피 세포는 뼈 보조개에 존재했으며 세포 형태는 통통하게 보였습니다. 대조적으로, 모델 그룹과 모델+하중 그룹은 골절되고 무질서한 뼈 섬유주(bone trabeculae)를 보였으며 빈 틈새의 수가 훨씬 더 많았습니다. 모델+로드 그룹은 모델 그룹에 비해 빈 틈새가 더 많았습니다. 모델 그룹에서는 골수 내의 일부 세포에서 지질 축적이 나타났고, 모델+로드 그룹의 골수 강은 비교적 비어 있는 것으로 나타났습니다(그림 2A). 대조군, 제어+부하군, 모형군, 모델+하중군의 빈틈 발생률은 각각 6.0 ± 2.5, 6.4 ± 3.8, 57.6 ± 29.6, 78.2 ± 15.5였다(그림 2B).
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현재 토끼(25), 쥐(26), 생쥐(27), 돼지(28), 육계(29), 타조(8), 에뮤(30 )와 같은 다양한 동물을 사용하여 대퇴골두 괴사의 모델을 확립할 수 있다. 그 중 쥐, 생쥐, 토끼가 가장 일반적으로 사용되는 종입니다. 쥐는 대퇴골두 괴사의 모델로서 많은 이점을 제공합니다. 쥐는 먹이와 번식이 쉽고 빠르게 성장하며 인간과 유사한 생리적 및 신진대사적 특성을 공유합니다. 그들의 대퇴골두는 적당한 크기여서 방사선 및 병리학 연구에 적합하다26. 그러나 더 작은 사족 보행 동물인 쥐는 운동 중에 뒷다리에 더 적은 하중을 ...
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저자는 이 연구의 객관성이나 결과에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있는 이해 상충, 소속 또는 협력의 충돌을 선언하지 않습니다.
이 연구는 독립적인 연구이며 어떠한 자금 지원도 받지 않았습니다.
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| 15ml 원심 분리기 튜브 | 코닝, 미국 | 430791 | |
| 5mm 스테인레스 스틸 비드 | Gelisen, 중국 | 5mm | |
| 아세트산 | Merck KGaA, 독일 | 64-19-7 | |
| 무수 알코올 | Merck KGaA, 독일 | 64-17-5 | |
| 점토 | Mincai 문구류, 중국 | 102 | |
| Coverslip | Servicebio,중국 | WMWD-1818 | |
| 편압 병 10ml | BEHNCKE,중국 | MD10ml | |
| 포름산 | 맥클린 생화학 ,중국 | 64-18-6 | |
| HE 염색 키트 | Solarbio,중국 | G1120 | |
| HistoCore AUTOCUT | Leica, 독일 | 149AUTO00C1 | |
| Kinesio 테이프 (탄성 치료 테이프) | Fuluo 의학, 중국 | CL1819 | |
| 지질 다당류 | Solarbio, 중국 | L8880 | |
| 지질 다당류 (LPS) | Selleck, 미국 | S7850 | |
| 수동 이산화탄소 안락 상자 | Yuyan, 중국 | LC-500-S1 | |
| 메틸 프레드니솔론 호박산 나트륨, MPS | AbMole, 중국 | M25573 | |
| MicroCT& | nbsp; 히스칸, 중국 | Hiscan VM Pro | |
| 중성 수지 | 베이징 중산 골든 브릿지 생명 공학 l , 중국 | ZLI-9555 | |
| 파라핀 | Servicebio, 중국 | WGHB-319213129 | |
| 파라 포름 알데히드 | Servicebio, 중국 | G1101-500ML | |
| 염화칼 | 맥클린 생화학 , 중국 | 7447-40-7 | |
| 슬라이드 | Servicebio, 중국 | WG6012 | |
| 쥐 및 마우스 | Litc 생명 과학, 미국 | 801 | |
| Xylene | Macklin Biochemical , 중국 | 1330-20-7 |
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