$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Протокол следует руководящие принципы институционального ухода за животными и использование комитета (IACUC) из Еврейского университета в Иерусалиме, Израиль (Запрос Номер MD-12-13524-4), А.Н. AAALAC утвержден объект, и по Кедров-Sinai Medical Center IACUC (Запрос номер 3770). Животным вводили в строгом соответствии с руководящими принципами NIH.
1. Подготовка кости АЛЛОТРАНСПЛАНТАТОВ
- Эвтаназии 7 до 8-недельных мышей BALB / C, или любой штамм, отличные от получателя, с использованием стандартного метода СО 2 ингаляции или внутрибрюшинной инъекцией 50 мкл фенобарбитала (65 мг / мл .; 100 мг / кг). Подтвердите отсутствие сердцебиения и выполнять шейки дислокации. Кроме того, урожай аллотрансплантаты от туш, которые были сохранены в -20 ° С и талых до сбора урожая.
- Бритье свода черепа область с помощью машинки для стрижки волос, применяя его в направлении против роста волос. Лечить глава каркаса с применением 70% isopropanoл. Разрежьте кожу головы с помощью скальпеля № 11 и удалите надкостницы.
- Использование бормашины и 4,5-мм внутренний диаметр-трепана, отсоединить круговой фрагмент свода черепа кости. Передача костного фрагмента в 100-мм пластиковой чашке, содержащей стерильного физиологического раствора. В этот момент, заметить, кровь и мягкие ткани, прикрепленный к кости (фрагмент фиг.1А). Получить костных фрагментов таким образом от 22 доноров.
- Держите фрагмент одной кости, в то время, используя изогнутые пинцет. Тампон его тщательно с использованием хлопка аппликатор и удалите мозговой ткани, мягкие ткани, и кровь (рис 1B). Аккуратно срежьте любые кости чипы, которые остаются прикрепленными к трансплантата с использованием тонких ножниц, так что трансплантат будет иметь идеальный округлую форму.
- Dip каждый трансплантат раз в 15 мл пробирку, содержащую 70% этанола и дважды в 15 мл пробирки, содержащие забуференный фосфатом физиологический раствор для промывания этанолом.
- Замораживание аллотрансплантаты в -80 ° C холодильник в криопробирок, по крайнейне менее 1 недели. На данный момент, убедитесь, что аллотрансплантаты выглядят прозрачными (рис 1С).
2. Дефект хирургии свода черепа
- Для получателей использовать трансгенных мышей, которые экспрессируют люциферазу под контролем промотора остеокальцина 6.
- Стерилизовать кончики хирургических инструментов, используя стеклянную шарик нагреватель в течение 30 сек. Перевести средства в банке, содержащей 70% изопропанола, чтобы поддерживать стерильные условия. Используйте стерильные перчатки.
- Обезболить 7- до 8-недельного возраста самок мышей внутрибрюшинным введением в ketamine- медетомидин смеси (75 мг / кг и 1 мг / кг, соответственно). Зажмите животных конечность, чтобы убедиться, что он глубоко под наркозом. Не оставляйте без присмотра животное, пока он не пришел в сознание достаточно, чтобы поддерживать грудины лежачее положение.
- Бритье свода черепа регион, используя машинку для стрижки волос, применяя его в направлении против роста волос. Применить удаления волос крем для удаления любых меховых остатки и протрите его отрядег не более 2 мин с использованием сухой марлей с последующим солевым пропитанной марли. Уход должны быть приняты, чтобы избежать ее в глазах. Кроме того, ветеринар глазная мазь можно применять до удаления волос в качестве дополнительного слоя защиты для глаз. Это необходимо, чтобы все следы депиляции кремом быть удалены для того, чтобы избежать возможного раздражения от чрезмерного воздействия химического агента. Лечить кожи головы с применением 5% хлоргексидин (рис 1D).
- Вводят подкожно 5 мг / кг карпрофен разводили в 200 мкл физиологического раствора. Применить ветеринар глазную мазь, чтобы предотвратить сухость и держать животное на тепловой площадку на все времена. Расположите животное под управлением операционных бинокль.
- Сделайте 1 см длиной овальным вырезом в волосистой части головы, используя кожу тонких ножниц и пинцета (рис 1E). Держите надкостницы, используя изогнутые пинцет и вырезать с помощью тонких ножниц.
- Просверлите свода черепа дефект 2 мм кпереди от ламбдовидного шва с помощью зубной просверлитьй 5-мм внешний диаметр Трепан (рис 1F и G). Чтобы избежать проникновения твердой мозговой оболочки, пробурить три четверти пути в кости и снять фрагмент кости с помощью шпателя.
- Для имплантации аутотрансплантата, извлечь фрагмент кости и промойте его в 10 мм пластиковой пластины, содержащей 10 мл стерильного физиологического раствора, чтобы удалить мусор. Не снимайте мягких тканей. Для имплантации аллотрансплантата, оттепель заранее аллотрансплантата и нормализовать его до комнатной температуры, а затем промойте его.
- Поместите костный трансплантат в дефекта с использованием криволинейных пинцет, чтобы он не коснется дефектов поля (рис 1П). Клей трансплантата кость хозяина с использованием фибрина гель (5 мкл 46 мг / мл фибриногена смешивают с 5 мкл 25 ед / мл тромбина).
- Шовный кожу, используя 4-0 викрил шов (рис 1I). Применение повидон-йода в хирургическое разреза. Уход должны быть приняты для предотвращения загрязнения шва мехом. Отметить ухо мыши и ввести 0,25 мг / кг Antisedan тО обратной обезболивающий эффект медетомидина.
- Если животное делает проснуться в 10 мин, убедитесь, что он находится на подогретое площадку. Вводят 200 мкл стерильного физиологического раствора, а при необходимости инъекционные 0,1 мг / кг Antisedan. Не возвращать животное, претерпела операцию на компании других животных до полного восстановления.
- Держите животных в клетках, разделенных на неделю, чтобы предотвратить их от открытия швов. Поместите мыши чау, смоченную в воде в чашке Петри на полу клетки на несколько дней после соч. Вводят подкожно 200 мкл 1 мг / мл раствора, разбавленного Carprofen в стерильном физиологическом растворе один раз в день в течение 3 дней после операции для лечения послеоперационной боли.

Рисунок 1. свода черепа аллотрансплантата Подготовка и свода черепа Дефект хирургии. Фрагмент кости изолирован от свода черепа области (А). Мягких тканей, Костного мозга, крови и мазок (В), и трансплантат промывают 70% этанолом с последующими двумя промывками в фосфатно-солевом буфере (С, AG = аллотрансплантата). Мышь получатель готовы к операции по бритья и дезинфекции кожи в области свода черепа (D). Овальный разрез создан в кожи головы и надкостница удаляется (E). Далее, свода черепа дефект пробурены с использованием 5-мм диаметра трепана A (F). Фрагмент кости отделяется с помощью ложки-образный шпатель, в результате чего верхнего сагиттального синуса нетронутыми (G). Аллотрансплантат помещают в дефект и закреплены с помощью гель фибрина (H). Наконец, кожа зашивается (я). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
3. Микро-компьютерной томографии для характеризациисосудистую
- Подготовка гепаринизированную физиологический раствор. Вес 2,000 U гепарина натрия и поместить его в 50 мл пластиковую трубку. Добавить 20 мл физиологического раствора и встряхнуть пробирку. Заполните 20 мл Luer замок шприц с 15 мл физиологического раствора нагревают гепаринизированной и соединить шприц с 23-G кожу головы вены набор. Прикрепите шприц в шприцевой насос, и установить его на насос 10 мл на 1 мл / мин.
- Седативный мыши с помощью инъекции внутрибрюшинно 50 мкл фенобарбитала (65 мг / мл .; 100 мг / кг). Pinch конечность животного, чтобы убедиться, что он глубоко седативные. Закрепите мыши на его спине к фиксации платы завернутый с абсорбирующим вкладышем поверхности (рис 2А). Поместите курсор фиксированный в вытяжном шкафу, чтобы предотвратить персонала воздействия дыма.
- Разрежьте кожу от живота к шее с помощью тонких ножниц и пинцета (рис 2б). Отрежьте брюшную стенку до мечевидного отростка (рис 2С). Вырезать грудную клетку вдоль ее боковой стороны. Избегайте ранив легкиеd сердце, и убедитесь, что сердце полностью открыты. Используйте кровоостанавливающего отказаться грудины (рис 2D).
- Вставьте иглу бабочка 3 мм в левом желудочке (рис 2E). Клей иглу в сердце и грудной стенки с использованием 3-сек клей (рис 2F).
- Немедленно включить насос. Через минуту, рассекают нижнюю полую вену, чтобы сбросить давление в сосудистой (рис 2G). Наклоните доску так, что жидкости будет течь от головы. Успешное перфузии приведет к очистке печени и кровеносных сосудов.
- Когда гепаринизированной солевой раствор перфузии завершена, заливать 10 мл 4% формальдегида. Избегать попадания пузырьков воздуха в сосудистой и избегать воздействия формальдегида дыма. Успешное формальдегида перфузии приведет к жесткости хвоста. Промойте формальдегида с 10 мл физиологического раствора гепаринизированные.
- Подготовка рентгеноконтрастных контрастного вещества в соответствии с ПроизводИнструкции urer. Как правило, это потребует смешивание соединения, разбавителем и отвердителем. Использование серологических пипеток и перемешать раствор в 15 мл пластиковую пробирку.
- Заливать животное с контрастного агента смеси со скоростью 1 мл / мин. Соблюдайте коронарных, кишечные и печеночные сосуды и убедиться, что они желтеют после перфузии 2 - 3 мл, с указанием успешного перфузии (рис 2H). После завершения перфузии, вырезать трубки на дроссельном иглы, получить тушку в одиночку и оберните его с туалетной бумагой, чтобы предотвратить утечку решения свода черепа регионе. Разрешить полимеризации в 4 ° CO / N.
- Рассеките свода черепа область (рис 2i); Во-первых использовать скальпель, чтобы вырезать кожу как боковое, насколько это возможно, избежать повреждения черепной области интереса. Найдите костный трансплантат, а затем использовать мелкие ножницы, чтобы вырезать кости черепа 10 мм от трансплантата.
- Сканирование изолированных calvArial образец костного помощью сканера μCT; установить поле зрения до 20,5 мм, рентгеновской энергии 55 кВп, интенсивность 145 мкА, используя 1000 проекции за 360 ° и временем интегрирования от 200 мс. Отрегулируйте параметры μCT 7 к фотографиям других моделей дефектов кости.
- Соблюдайте 2D реконструирован ломтики, которые были созданы с помощью программного обеспечения μCT. Убедитесь, что для сканирования области интереса правильно и найдите свода черепа дефект. Оценка качества перфузии. После успешной идентификации кровеносных сосудов (рис 2J), продолжать и известковые отложения образец, используя 6% трихлоруксусной кислотой (ТСА), разбавленного в двухместном дистиллированной воды (DDW).
- Повторное сканирование образца, используя параметры, указанные в разделе 3.10. Найдите ламбдовидного шов в реконструированных 2D ломтиками. Определить цилиндрический объем интереса (ВОИ) в высоту 2 мм и диаметром 8 мм, что является касательной к нити - это анатомическая дефекта.
- Сегмент-йе костной ткани из мягких тканей с использованием глобальной процедуры пороговой; установить нижний порог до 130, и применять ограниченного 3D фильтра Гаусса (сигма [σ] = 2,0 и поддержка = 2), чтобы частично подавить шум в объемах. Создание 3D реконструкции и убедитесь, что ВОИ правильно расположен (рис 2K).
- Создание толщина карту, используя программное обеспечение IPL и функцию "dt_object_param" (рис 2L).
ПРИМЕЧАНИЕ: Эта функция описывает объем резервуара для каждого диаметра сосуда.

Рисунок 2. перфузии с использованием рентгеноконтрастных агента с помощью сердечной подхода. Мышь прикреплен к фиксирующей плате (А), и кожа разрезается вдоль брюшка до шеи (B). Брюшная стенка разрезается вдоль медиальной линии до мечевидного процеSS (С), и грудная клетка разрезают в поперечном направлении (D). Бабочка игла вставлена в левый желудочек, избегая вставки в правый желудочек, который заметно темнее (Е, правый желудочек обозначено белой пунктирной линией), а игла прикрепляется к сердцу, и стенки грудной клетки (F) , Гепаринизированную физиологический раствор (2-3 мл) перекачивается в сердце, и нижней полой вены рассекают (G, белая стрелка указывает на нижнюю полую вену). Формальдегид (4%) перфузии и вымываются; это следует перфузии желто-окрашенные рентгеноконтрастного контрастного вещества. Успешное перфузии будет видно по оформлению кровеносных сосудов, которые изменяют цвет на желтый (H). После полимеризации свода черепа область изолирована (I, AG = аллотрансплантата) и визуализируют с помощью сканера μCT, чтобы подтвердить правильность перфузии (J, объем интерес обозначенному оранжевый).образец декальцифицировали и повторное сканирование (К), с последующим поколением цветной толщины карте (L). Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
4. флуоресценции Визуализация минерализации костей и крови перфузии
- Развести зондов в концентрации 2 нмоль / 100 мкл PBS в 1,5 мл пробирку (использование бисфосфонатов, конъюгированных флуоресцентного зонда для контроля минерализации костей и через кровь флуоресцентный агент для измерения кровоснабжение). Внесите мягко несколько раз, чтобы убедиться однородную растворение зонда.
- 24 ч до назначенного заседания изображений взять тайм-нулевой образ; обезболить мышей, используя 3 2 л / мин ингаляцию 100% медицинского класса кислорода с добавлением 3% изофлуран в индукции камеры. После надлежащего анестезии было установлено, снизить концентрацию изофлуран до 1,5% - 2%.
- Применить ветеринар глазную мазь, чтобы предотвратить сухость и убедитесь, что тепловая подушка включается во все времена. Зажмите животных конечность, чтобы убедиться, что он глубоко под наркозом. Не оставляйте без присмотра животное, пока он не пришел в сознание достаточно, чтобы поддерживать грудины лежачее положение.
- Бритье свода черепа область с помощью машинки для стрижки волос, применяя его в направлении против роста волос. Удалить остатки меха, используя удаления волос крем. Любой мех остаток будет мешать оптических изображений. Удалить швов, используя тонких ножниц и пинцета.
- Поместите три животных на стадии IVIS нагревают до 37 ° С для каждого сеанса визуализации. Установить время экспозиции авто, смотреть поле, С, а также настроить фильтры. Например, для бисфосфонатного-сопряженных флуоресцентного зонда характеризуется с максимальной возбуждения в длине световой волны 680 нм, использовать фильтр возбуждения 675 нм и эмиссии фильтра Cy5.5 , Аналогично, при использовании через кровь флуоресцентный агент с пиковой возбуждении на длине волны света 750 нмиспользовать фильтр возбуждения 710 нм и эмиссии фильтра 780 нм.
- Изображение мыши через программное обеспечение Жизнь изображение, нажав кнопку "Снимок". Убедитесь, что область свода черепа видно полностью (3В) Для всестороннего направляющей советуют Лим и др 2009 8.
- Разрешить мыши, чтобы проснуться вдыхая 100% кислорода.
- Вводите 2-нмоль флуоресцентного зонда с помощью внутривенной инъекции хвост. В назначенное сессии изображений, выполнить визуализацию, как описано выше.
5. Микро-компьютерной томографии для регенерация кости
- Для количественного определения остеогенеза, анестезию мыши при вдыхании 3% изофлуран, как показано в шаге 4.2 - 4.3. Перевести курсор к постели μCT сканера и поместите его в сканер.
- Установите Рентгеновская трубка потенциальную энергию сканера μCT до 55 кВп и интенсивность 145 мкА среднего разрешения. Использование поле зрения 20,5 мм, выполняютразведчик (один рентген) сканирования и определить область интереса, простирающейся от глаз мыши на задней его черепа. Выполнение КТ, используя 1000 проекции за 360 ° и временем интегрирования от 200 мс.
- Реконструировать ломтики 2D, используя номинальную пространственное разрешение 20 мкм. Совместите дефектов поля для стандартизированной положение с помощью программного обеспечения μCT 9.
- Подобно шаг 3.20, определить цилиндрический объем интересов и применить ограниченного 3D фильтра Гаусса (σ = 0,8 и поддержка = 1), чтобы частично подавить шум в объемах. Сегмент костная ткань из мягких тканей с использованием глобальной процедуры пороговой.
- Определить объем минерализованных костных тканей в объеме интерес.
6. Биолюминесценция изображений стволовых клеток вербовкой и дифференциации
- Подготовьте мышь для визуализации, как показано в разделах 4.2-4.4 и пробудить мышей при вдыхании 100% кислорода.
- Администрирование 126 мг / кг жука люциферин, чтобы каждой мыши через внутрибрюшинной инъекции, и вернуть животное к индукции камеры. Через 2 мин, обезболить животное, используя 3% изофлуран. Поместите мышей на ИВИС нагревали этап.
- Через Жизнь программное обеспечение изображения, установить время экспозиции "авто" и в поле зрения на C. изображения мышей 5 мин после введения люциферин. Изображение животных, как изображено на этапе 4.6, используя "биолюминесценции" модальность Определить регионы интерес, потому что трансгенная экспрессия изменяется между мышами. Нормализация свода черепа сигнал на хвосте.