쥐에 무릎 굴곡 Contracture 조직 관련 기여를 평가 하는 무릎 Arthrometer를 사용 하 여
2018년 11월 9일
프로토콜의 목표 쥐 무릎의 움직임의 확장 범위를 측정 하는 것입니다. 무릎 관절의 경직과 치료의 효율성을 증가 하는 다양 한 질병의 효과 측정할 수 있습니다.
이 방법은 쥐 모델을 사용하여 무릎 관절 운동 범위에 대한 개입의 효과와 같은 근골격계 장의 주요 질문에 대답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 쥐 무릎 관절 확장을 측정하기위한 정확하고 재현 가능한 사용자 독립적 인 방법을 제공한다는 것입니다. 가위와 집게를 사용하여 안락사 쥐의 하부 사지를 제거하고 기본 근막에서 피부를 제거합니다.
그런 다음 실험적인 다리가 위쪽으로 향하여 몸을 측면에 배치합니다. 대퇴골을 관절계의 장착 단계에 통합된 홈 금속 클램프에 놓습니다. 정밀 드라이버로 근육을 통해 구멍을 뚫어 대퇴골을 고정하여 더 큰 트로챈터에 클램프 를 배치합니다.
그런 다음, 관절계의 회전 중심을 통해 측면 대퇴 엽을 조정합니다. 이동식 팔을 다리 뒤에 두 개의 직립 포스트로 배치하고, 전기 모터가 활성화되면 무릎을 수동 연장으로 밀어 내기에 근접합니다. 육소 키를 사용하여 대퇴골 클램프가 고정될 때까지 베이스에 고정됩니다.
드라이버를 사용하여 카메라가 아트홈터에 올바르게 장착되어 있는지 확인합니다. 카메라가 수동 초점에 있는지 확인하고 카메라를 페모라 콘딜에 집중합니다. 시험중인 무릎 범위의 방향과 쥐의 위치에 따라 시계 방향으로 또는 시계 반대 방향으로 관절계의 방향을 설정합니다.
동시에 전원을 누르고 버튼을 시작하여 관절계 모터를 활성화합니다. 관절계 모터는 6.6rpm의 속도로 이동한 다음 첫 번째 사전 설정 토크에 도달하면 2.1초 동안 정지합니다. 첫 번째 토크에 도달하면 해당 LED가 켜지고 디지털 카메라가 자동으로 무릎 사진을 찍습니다.
사진을 찍으면 관절계는 다음 더 높은 사전 설정 토크로 계속됩니다. 4개의 토크가 적용되면 관절계가 멈춥습니다. 쥐가 관절계에 배치되고 테스트가 시작되면 한 쪽 무릎을 테스트하는 총 시간은 약 18.8 초입니다.
수축의 관절 유발 또는 비 근육 성분을 분리하려면 토크 서열을 재설정하여 다리에 가해지는 힘을 방출한 다음 후방 간관절 근육을 심근을 수행합니다. 캡슐이 절단되지 않도록 무릎 관절에 근육 근위를 충분히 해부하십시오. 근명 술 전후의 두 다리를 테스트하고 필요한 조직을 해부 한 후, 기관 프로토콜에 따라 동물 시체와 모든 생물 위험 물질을 처분하고 관절계를 청소하십시오.
Image J.에서 관절계에 장착된 카메라로 촬영한 디지털 이미지가 포함된 파일을 열어 분석을 수행하는 사람은 동물의 실험 그룹화에 눈을 멀게 해야 합니다. 주요 도구 모음에서 각도 도구를 선택하고 대퇴골 클램프의 중간에서 측면 혼딜로 대퇴선을 그리고 측면 대퇴 추도에서 측면 말단에 이르는 정골 선을 그려 대퇴적-tibial 각도를 추적합니다. 측정 도구를 클릭한 다음 측정값을 클릭하여 위에 그려진 두 줄에서 생성된 계산된 각도를 표시합니다.
전체 확장을 의미하는 0도의 규칙을 사용합니다. 이 수치는 비 고정 된 단면 사지에 비해 7 개의 쥐에 대한 고정 16 주 다음 최대 무릎 확장을 보여줍니다. 고정 무릎의 경우, 최대 연장 능력은 모순에 비해 감소되었다.
근생술에 이어 실험및 금단무릎에 대한 최대 연장 능력이 증가했지만, 실험적인 무릎은 계속해서 굴곡 수축을 입증하고 있다. 이 절차를 시도하는 동안, 대퇴염 클램프가 테스트 하는 동안 무릎의 움직임을 피하기 위해 잘 고정 되어 있는지 확인 하는 것이 중요 하다. 이 절차에 따라, 무릎의 조직학적 분석과 같은 다른 방법, 관절 구조는 무릎 관절에서 발생하는 조직 및 세포 변화에 관련된 추가 질문에 답하여 운동의 범위에 영향을 미칠 수 있다.
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개요
본 프로토콜은 쥐 무릎의 신전 가동 범위를 측정하여, 무릎 관절 강직을 증가시키는 질환의 영향과 치료 효과를 정량화하는 것을 목적으로 합니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 근골격계 연구
- 무릎 관절 역학
- 생의학 연구의 동물 모델
배경
- 무릎 관절의 가동 범위를 이해하는 것은 근골격계 건강을 평가하는 데 매우 중요합니다.
- 다양한 질환이 무릎의 강직도와 가동성에 영향을 미칠 수 있습니다.
- 관절 신전 정도를 측정하면 치료 효능을 평가하는 데 도움이 됩니다.
- 본 방법은 무릎 역학을 연구하기 위한 재현 가능한 접근 방식을 제공합니다.
연구 목적
- 쥐 모델에서 무릎 관절 신전 정도를 정량화합니다.
- 중재 조치가 무릎 가동성에 미치는 영향을 평가합니다.
- 향후 연구를 위한 표준화된 방법을 제공합니다.
사용된 방법
- 안락사시킨 쥐의 하지를 디글로빙(degloving)합니다.
- 피부를 제거하여 하부의 근막을 노출시킵니다.
- 측정을 위해 쥐의 자세를 잡습니다.
- 정밀 관절계(arthrometer)를 사용하여 관절 신전 정도를 정확하게 측정합니다.
주요 결과
- 이 방법은 무릎 관절 신전의 정밀한 측정을 가능하게 합니다.
- 사용자 독립적이며 재현성이 있습니다.
- 다양한 치료법의 영향을 효과적으로 입증할 수 있습니다.
- 무릎 관절 역학을 이해하는 데 유용한 데이터를 제공합니다.
결론
- 본 프로토콜은 근골격계 연구를 위한 가치 있는 도구입니다.
- 이는 무릎 관절 역학에 대한 이해를 높여줍니다.
- 치료적 중재의 평가를 용이하게 합니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
관절 구축에 대한 조직 특이적 기여도를 정량화하면 근골격계 표적 검증 시 기전적 리스크를 줄일 수 있습니다. 이 방법은 질환 관련 쥐 모델에서 굴곡 구축의 관절 유래 성분과 근육 유래 성분을 분리함으로써 예측 신뢰도를 높여줍니다. 또한 무릎 가동 범위에 영향을 미치는 중재법을 평가하기 위한 표준화되고 재현 가능한 분석법을 제공하여, 전임상 프로그램의 초기 진행 여부(go/no-go) 결정에 중요한 정보를 제공합니다.
바이오제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 과학적 가치: 관절 강성에 대한 조직별 기여도를 측정함으로써 치료 가설의 검증을 가능하게 합니다.
- 운용적 가치: 실험군 전반에 걸쳐 재현 가능한 가동 범위 평가를 위해 사용자 독립적이고 정밀한 방법을 제공합니다.
- 예측적 가치: 정의된 토크에서의 무릎 신전에 미치는 중재 효과를 정량화하여 표적 신뢰도를 지원합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 분석 준비도: 표준화된 스크리닝 워크플로우에 적합한 정량적이며 토크 의존적인 신장 측정값을 생성합니다.
- 재현성: 디지털 캡처 및 ImageJ 분석을 통해 일관된 블라인드 이미지 기반 각도 측정값을 제공합니다.
- 확장성: 관절 구축의 유전적 또는 약리학적 수정 인자에 대한 고처리량 평가를 용이하게 합니다.
중개 및 전임상 연구
- 질병 관련성: 가역성이 제한적인 임상적 관련 질환인 고정 유발 굴곡 구축 모델을 제시합니다.
- 중개 연구의 연속성: 기계적 결과와 조직학적 및 생화학적 상관관계를 가능하게 하여 기초 발견에서 전임상 검증으로 연결합니다.
- 리스크 조정 기반의 발전: 구축의 관절성 유발 요인과 보상성 근육 변화를 구분함으로써 포트폴리오 결정에 정보를 제공합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 방법은 발견부터 전임상 단계까지의 연속 과정에 적합하며, 초기 발견 단계에서의 가설 검증을 지원하고 중개 연구에서의 기전 후속 연구를 가능하게 합니다.
- 발견 생물학: 관절 구축에 대한 조직 특이적 기계적 기여도를 분리함으로써 경로 규명을 지원합니다.
- 스크리닝: 화합물 또는 유전자 스크리닝을 위해 다양한 토크 수준에서 재현 가능하고 정량적인 신전 판독값을 제공합니다.
- 분석: 조건 간의 통계적 비교를 가능하게 하는 블라인드 처리된 이미지 기반 각도 측정값을 제공합니다.
- 중개 연구: 테스트 후 조직학적 및 생화학적 분석을 통해 기계적 결과와 조직 수준의 변화를 연결합니다.
- 기업적 재사용: 관절 역학에 영향을 미치는 중재 조치를 반복적으로 평가하기 위한 표준화된 플랫폼을 구축합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 구축의 관절성 성분과 근육성 성분을 구분함으로써 메커니즘적 모호성을 줄입니다.
- 운용적 가치: 사용자 독립적인 토크 제어 측정을 통해 표준화와 재현성을 보장합니다.
- 전략적 가치: 관절 강성에 대한 예측 가능하고 조직별로 분해된 데이터를 제공하여 go/no-go 결정 능력을 향상시킵니다.
- 포트폴리오 영향: 가동 범위에 미치는 검증된 효과를 바탕으로 타겟의 위험 조정 우선순위 지정을 가능하게 합니다.
구현 시 고려 사항
- 설치류 해부학, 외과적 절제 및 생체역학적 테스트에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 정밀 관절계 측정기, 디지털 이미지 시스템 및 각도 분석 소프트웨어에 의존합니다.
- 눈가림 처리, 토크 프로토콜 및 이미지 분석 일관성을 위해 팀 간 표준화가 필수적입니다.
- 다른 관절 모델에 적용하려면 정렬, 토크 범위 및 해부학적 지표에 대한 검증이 필요합니다.
- ex vivo 측정으로 제한되며, in vivo에서의 동적 또는 하중 지지 관절 기능은 평가할 수 없습니다.
바이오 제약 FAQ
Chapters in this video
0:04
Title
0:30
Animal Positioning on the Motor-driven Arthrometer
1:51
Capturing the Angle of Knee Extension Using the Motor-driven Arthrometer
3:14
Knee ROM Measurement Analysis
3:56
Results: Immobilized and Contralateral Rat Knee Range of Motion Following 16 Week Immobilization
4:26
Conclusion
