Методическая статья

Сочетание инъекций коллагеназы с механической перегрузкой, вызванной физическими упражнениями: мышиная модель, имитирующая перегрузку, стрессовую травму, остеоартрит колена

DOI:

10.3791/70609

22 мая 2026 г.

* These authors contributed equally

В этой статье

Краткое содержание

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Этот протокол описывает создание мышиной модели остеоартрита колена, вызванного перегрузкой, стрессом, путём сочетания внутрисуставных инъекций коллагеназы с перенапряжением, вызванным физическими упражнениями, что обеспечивает минимально инвазивную платформу для изучения дегенеративного патогенеза.

Аннотация

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Остеоартрит колена (КОА) — это многофакторное дегенеративное заболевание суставов, вызванное сложной взаимосвязью биологической деградации тканей и устойчивой механической перегрузки. Традиционные хирургические модели на животных часто вызывают посттравматическое разрушение суставов, что не позволяет точно воспроизвести постепенный и накопленный патогенез дегенеративного КОА у человека. Для преодоления этого трансляционного разрыва в данном исследовании создаётся новая и воспроизводимая модель мыши, моделирующая перегрузку, вызванную стресс-индуцированной KOA, синергически сочетая слабую ферментативную деградацию хряща с продолжительной механической нагрузкой. В частности, стандартизированные внутрисуставные инъекции коллагеназы типа II сочетались с ежедневным механическим перенапряжением с помощью строго калиброванного аппарата для усталости ротаторного типа в течение четырёх недель. Эффективность этого вмешательства с двумя факторами была подтверждена с помощью комплексного поведенческо-гистологического и молекулярного анализа. Автоматизированный анализ походки выявил серьёзные нарушения двигателей в комбинированной группе. Они характеризулись значительным сокращением длины шага, ширины шага и площади пиковой стойки лапы. Гистоморфологические оценки с использованием окрашивания сафранина O-fast green подтвердили эти функциональные нарушения, а также прогрессирующие структурные повреждения хряща, поверхностные дефекты и значительно повышенные показатели Международного общества исследований остеоартрита (OARSI), которые точно отражают патологические признаки ранних и средних стадий КОА у человека. Кроме того, иммуногистохимические исследования показали заметную апрегуляцию механочувствительного канала Vanient Receptor Potential Vanilloid 4 (TRPV4) и одновременное снижение ключевого матриксного белка Collagen Type II Alpha 1 (COL2A1) в суставных хондроцитах. Интегрируя локализованную нестабильность суставов с контролируемым механическим напряжением, эта минимально инвазивная стратегия позволяет избежать острой травмы, связанной с хирургическими моделями. Этот протокол создаёт клинически значимую экспериментальную платформу для отслеживания динамических молекулярных механизмов, оценки хронических болевых фенотипов и тестирования долгосрочных терапевтических вмешательств при ранних стадиях остеоартрита.

Введение

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Остеоартрит (ОА) — это многофакторное дегенеративное состояние, характеризующееся болью, отёком, скованностью и нарушением функции, вызванными такими факторами, как ожирение, механическая нагрузка итравма 1. Остеоартрит колена (KOA) широко распространён и становится всё более распространённым при старении, однако клинические испытания часто ограничены по масштабу из-за различных клинических проявлений. Поэтому разработка эффективных методов лечения требует соответствующих моделей наживотных 2. Учитывая внутреннюю гетерогенность OA, универсально принятой модели «золотого стандарта» не существует, требующей от исследователей выявлять конкретные модели, соответствующие их научным исследованиям.

В настоящее время КОА в современной медицине характеризуется как состояние, включающее взаимодействие механических и биологических факторов на суставный хрящ и перихондральную ткань. Следствием этого сложного взаимодействия является в первую очередь постепенное разрушение суставного хряща и окружающейматрицы 3. Механический стресс служит важным сигналом трансдукции, регулирующим различные физиологические и патологические процессы в клетках и тканяхсуставов 4. Поддержание суставного хряща в здоровом состоянии требовало соответствующей механической нагрузки в физиологическом диапазоне. Напротив, чрезмерная нагрузка часто приводит к дегенерации хряща и последующему появлениюKOA 5. Спонтанные модели затруднены значительными временными и экономическимивложениями 6, тогда как хирургически индуцированные модели используют разрушительный подход, который в основном отражает среднюю и поздню стадию KOA, отклоняясь от естественного дегенеративногопрогрессирования 7,8. Напротив, химически индуцированные модели нацелены на коллагеновую матрицу, но не отражают комплексные изменения дегенеративного ОА человека при использовании без механическогонапряжения 9. Сочетание ферментативной деградации с механическим перенапряжением устраняет эти пробелы, более точно воспроизводя постепенный патогенез стрессового повреждения от перегрузки. Цель данного исследования — установить и подтвердить новую мышиную модель KOA путём сочетания внутрисуставных инъекций коллагеназы типа II с перенапряжением с помощью вращающегося аппарата для усталости колеса.

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Протокол

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Все эксперименты на животных проводились в соответствии с протоколами, одобренными Комитетом по уходу и использованию животных Шанхайского университета традиционной китайской медицины. Эксперименты проводились по лицензии проекта (NO: PZSHUTCM201016022), предоставленной Центром экспериментальных животных Шанхайского университета этики традиционной китайской медицины, в соответствии с Комитетом Национального исследовательского совета (США) по обновлению руководства по уходу и использованию лабораторных животных.

1. Протокол производства моделей животных

  1. Случайным образом распределите 32 мыши C57BL/6 в возрасте 10 недель по четырём группам: контрольные, коллагеназа, чрезмерная нагрузка и коллагеназа + чрезмерная физическая нагрузка.
    1. Акклиматизируйте всех мышей в течение одной недели в стандартных условиях кормления и содержания перед началом процедур моделирования.
  2. Индуцировать животные модели в течение 4 недель в зависимости от назначенных экспериментальных групп.
    1. Вводите коллагеназу типа II через внутрисуставную инъекцию мышам из группы коллагеназ.
    2. Подвергайте мышей из группы с чрезмерной физической нагрузкой с помощью вращающегося колеса.
    3. Применяйте как внутрисуставную инъекцию коллагенази, так и тренировку с вращающимся колесом к мышам в группе коллагеназы + чрезмерная нагрузка.
    4. Поддерживайте одинаковую частоту и продолжительность тренировок во всех соответствующих группах.

2. Протокол внутрисуставной инъекции коллагеназы II типа

  1. Анестезия
    1. Индуцировать анестезию с помощью изофлурана, введённого через калиброванную газовую анестезию. Проведите быструю индукцию при концентрации изофлурана 2%–3%.
    2. Поддерживайте анестезию на уровне 1,5–2% изофлурана. Обеспечьте правильную работу системы удаления анестетиков для предотвращения профессионального воздействия.
    3. Постоянно контролируйте частоту дыхания и рефлексы мыши на протяжении всей процедуры.
  2. Подготовка кожи
    1. Нанесите крем для удаления волос в область вокруг левого коленной сустава. Полностью удалите волосы с помощью скребка.
    2. Тщательно очистите открытую кожу. Поддерживайте асептические условия на протяжении всей подготовки.
  3. Подготовка коллагеназы типа II
    1. Уравновесить порошок коллагеназы типа II до комнатной температуры в течение 30 минут в стерильном шкафу для биобезопасности. Используйте стерильный фосфат-буферный физиологический раствор (PBS, pH 7.2–7.4) в качестве единственного растворителя и буфера для процесса растворения.
    2. Точно взвесьте необходимую массу порошка коллагеназы с помощью аналитических весов. Медленно добавляйте стерильный PBS в порошок, чтобы достичь конечной рабочей концентрации 0,04 U/μL.
    3. Аккуратно перемешайте раствор, протирая смесь вверх и вниз, пока она не станет прозрачной и без видимых частиц. Избегайте сильного вихря на этом этапе, чтобы предотвратить потерю ферментативной активности.
    4. Центрифугуйте подготовленный раствор 0,04 U/μL при 1000 об/мин в течение 5 минут при 4 °C. Это удаляет нерастворённые микрочастицы и предотвращает закупорку иглы при последующем управлении.
    5. Аспирируйте супернатант в стерильные трубки и храните их в ледяной ванне при температуре 4 °C для немедленного использования. Готовьте раствор заново для каждой сессии, чтобы обеспечить максимальную ферментативную активность.
  4. Внутрисуставная инъекция
    1. Захватите спинную кожу мыши большим и указательным пальцами недоминантной руки. Закрепите обе нижние конечности безымянным и мизинцем, чтобы естественным образом разогнать коленные суставы и полностью открыть область инъекции.
    2. Держите микрошприц на 10 мкл, оснащённый иглой на 30 G. Введите иглу параллельно поверхности кожи в поверхностный кожный слой примерно на 0,2 см в точке входа.
    3. Постепенно корректируйте направление иглы в перпендикулярную относительно кожи, когда сопротивление тканей снижается.
    4. Продолжайте продвигать иглою примерно на 0,3–0,5 см, пока потеря сопротивления не покажет вход в полость сустава. Медленно отнимите поршень шприца, чтобы убедиться в отсутствии рефлюкса.
    5. Введите 5 мкл раствора коллагеназы типа II (концентрация: 0,04 U/μL) в полость сустава с постояннойскоростью 10.
    6. Сохраняйте положение иглы сразу после инъекции. Аккуратно прижимайте кожу вокруг места укола в течение 10–15 секунд.
    7. Медленно вытягивайте иглу. Слегка нажимайте на входную точку стерильной марлей в течение 30 секунд, чтобы предотвратить утечку препарата.
    8. Поместите мышь в тёплую и сухую домашнюю клетку. Дайте животному естественным образом восстановиться после анестезии, которая обычно занимает 5–10 минут.
    9. Возобновите стандартные условия содержания и кормления после полного восстановления мыши.
    10. Выполняйте эти внутрисуставные инъекции два раза в неделю с интервалом в 3–4 дня между инъекциями, исключительно в течение 4 недель моделирования (после первоначальной 1-недельной акклиматизации).
    11. Немедленно утилизируйте все острые изделия в одобренные контейнеры для биологической опасности.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Убедитесь, что обученный персонал выполняет все инъекции для минимизации травм суставов и экспериментальной вариабельности.

3. Протокол перенапряжения, вызванного вращающимся колесом

  1. Подготовка оборудования и проверка безопасности
    1. Установите скорость устройства для усталости вращательного типа на 12 об/мин (эквивалентно примерно 0,063 м/с) и длительность на 2 часа за сеанс.
    2. Включите модуль электрической стимуляции. Убедитесь, что выходной ток находится в пределах предустановленного безопасного диапазона 0,1–0,3 мА. Не увеличивайте интенсивность тока вручную.
      ВНИМАНИЕ: Используйте модуль электрической стимуляции исключительно для того, чтобы направлять мышей обратно к колесу, а не как карательный стимул. Проверьте проводку оборудования на наличие повреждений и убедитесь, что контакт электрода надёжно хорошо перед работой, чтобы избежать коротких замыканий и травм от электрического тока.
  2. Обучение акклиматизации
    1. Убедитесь, что камеры вращающихся колёс аппарата для усталости чистые, сухие и свободные от мусора. Отключите электроды электрической стимуляции у входа колеса, чтобы устранить возможный стресс, связанный с стимуляцией.
    2. Аккуратно держите каждую мышь за основание хвоста или подбирайте её стерильной мягкой тканью. Поместите мышей по отдельности в центральную область вращающейся поверхности колеса.
    3. Поставьте мышь в естественную четырёхногую стоячую позу на горизонтальной бегущей поверхности. Ориентируйте кузов параллельно центральной оси вращения колеса, при этом передние лапы вперёд, а задние — немного назад.
    4. Используйте временный, не ограничивающий мягкий барьер, чтобы предотвратить проникновение мыши в узкую зону электрода в первые 2 минуты. После этого времени уберите барьер, чтобы мышь могла свободно исследовать всю камеру.
    5. Оставляйте мышей в стационарном оборудовании на 10 минут ежедневно в течение первых трёх дней. Не запускайте вращение колеса и не инициируйте электрическую стимуляцию в этот период.
    6. Следите за мышью на предмет сильного стресса, таких как постоянное замерзание или чрезмерное подъем. Если мышь проявляет аномальное поведение, аккуратно переместите мышь в центральную область, чтобы восстановить естественную осанку.
    7. Заведите колесо на скорости 5 об/мин в течение 30 минут на четвёртый день. Этот этап привыкает мышей к ритму движения аппарата без использования электрических сигналов.
    8. Направляйте мышей вручную обратно к центру колеса, если они падают или останавливаются во время фазы ритмической адаптации. Убедитесь, что электрическая стимуляция остаётся деактивированной на протяжении всего четырёхдневного периода акклиматизации.
      ВНИМАНИЕ: Избегайте использования электрической стимуляции на этапе акклиматизации, чтобы предотвратить стрессовые реакции, вызванные страхом, и обеспечить соблюдение требований в будущем обучения.
  3. Формальное выполнение учений
    1. Проводите формальное обучение в определённое время каждый день (например, с 9:00 до 11:00). Наденьте изолированные перчатки, чтобы поместить мышей в ротаторный аппарат для усталости.
    2. Закрой дверцу аппарата. Начните с заранее установленных параметров 12 об/мин (~0,063 м/с) при максимальной продолжительности 2 часа за сеанс (см. рисунок 1).
      ВНИМАНИЕ: Постоянно следите за мышами во время тренировки. Если мышь падает непрерывно (более 3 раз за 1 минуту), приостановите тренировку на 5 минут, чтобы предотвратить сильное истощение и травмы, вызванные стрессом.
  4. Определение и стимуляция конечной точки усталости
    1. Постоянно следите за мышами, чтобы оценить их состояние усталости. Завершите тренировочную сессию раньше, не заставляя выполнять всю двухчасовую продолжительность, если мышь соответствует хотя бы двум из четырёх конкретных критериев усталости, чтобы избежать перенапряжения.
    2. Определите критерий 1 как невозможность оставаться на ходовом колесе более 5 секунд перед падением. Определите критерий 2 как значительно увеличенную частоту падения на 3 и более раз в течение 1 минуты.
    3. Определите критерий 3 как отсутствие добровольного желания вернуться к колесу, когда мышь остаётся неподвижной или двигается лишь кратко, несмотря на электрическую стимуляцию.
    4. Определим критерий 4 как представление аномальных локомоторных поз. Обращайте внимание на очевидные признаки, такие как волочание конечностей или шатающая походка.
    5. Позвольте аппарату автоматически активировать лёгкую электрическую стимуляцию, когда мышь падает на вход спиннера. Убедитесь, что электрическая стимуляция немедленно прекращается, как только мышь возвращается кколесу 11.
      ВНИМАНИЕ: Немедленно прекратите обучение, если у мыши проявятся аномальные состояния, такие как судороги или одышка. Вынимите мышь из аппарата и при необходимости окажите симптоматическое лечение.
  5. Обработка и частота после обучения
    1. Отключите питание аппарата после окончания обучения. Наденьте утеплённые перчатки, чтобы вывести мышей и вернуть их в домашние клетки.
    2. Обеспечьте мышей достаточной питьевой водой. Наблюдайте за животными на предмет аномальной активности, психического состояния или проблем с конечностями (например, клаудикации или мышечной дрожи).
    3. Фиксируйте любые отклонения и своевременно оказывайте лечение.
    4. Поддерживайте эту частоту тренировок один раз в день, по 2 часа за занятие, в течение 4 недель подряд. Поддерживайте последовательность параметров обучения и мониторинга безопасности на протяжении всего периода.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Перед каждой ежедневной тренировкой убедитесь, что аппарат для усталости и электрическая стимуляция работают корректно, чтобы обеспечить стабильную интенсивность стимуляции.

4. Анализ походки

  1. Обзор системы
    1. Проведите получение и анализ походки с помощью автоматизированной системы визуализации походки.
    2. Проведите все процедуры походки на 32 мышах C57BL/6 возрастом 10 недель после четырёхнедельного периода моделирования.
    3. Разместить высокоскоростную камеру под прозрачным ремнём беговой дорожки для захвата вентральных снимков во время передвижения.
  2. Акклиматизация и настройка
    1. Приучите всех мышей к беговой дорожке до начала официального сбора данных, чтобы минимизировать стресс.
    2. Установите скорость беговой дорожки на 20 см/с, чтобы соответствовать физиологической скорости ходьбы мышей.
    3. Запишите три независимых действительных испытания на мышь с интервалом отдыха в 2 минуты между попытками.
  3. Запись процесса и выбор шагов
    1. Позвольте мыши ходить непрерывно в течение 60 секунд в каждом испытании.
    2. Проведите пробную замену, если запись недействительна из-за «зависения», прыжка или поворота.
    3. Начинайте сбор данных только после того, как мышь достигнет стабильного, равномерного передвижения не менее 10 секунд.
    4. Выберите минимум 4 последовательных полных шага из каждого 60-секундного испытания для анализа.
    5. Убедитесь, что два независимых слепых наблюдателя выполняют выбор шагов, чтобы устранить субъективное искажение.
    6. Убедитесь, что мышь сохраняет естественную четырёхногую позу без пропусков или резких колебаний скорости.
    7. Проверьте, что шаг включает как фазу несущей стойки, так и фазу движения с движением вперёд.
    8. Проверьте наличие чётких изображений контактов ремня без потери отслеживания, размытия или загрязнения.
  4. Обработка изображений и извлечение параметров
    1. Используйте встроенные алгоритмы системы для оцифровки захваченных изображений и обнаружения контактных точек ремня лап.
    2. Рассчитайте соотношение свинга к стойке как отношение длительности фазы замаха к длительности фазы стойки.
    3. Измерьте длину шага (см) как линейное расстояние, пройденное за один полный шаг.
    4. Измерьте ширину шага (см) как горизонтальное расстояние между медиальными краями противоположных задних лап в пиковой стойке.
    5. Определите площадь лапы в пиковой стойке (см²), представляющую общую площадь контакта при максимальной несущей нагрузке.
    6. Вычислите вариабельность площади Лапы (см 2) как коэффициент вариации площади контакта на протяжении последовательных шагов.
    7. Рассчитайте среднее значение трёх действительных испытаний для каждой отдельной мыши и экспортируйте конечные наборы данных.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Исключите из анализа испытания с нерегулярным поведением при остановке, прыжках или поворотах.

5. Гистология

  1. Сбор и фиксация тканей
    1. Гуманно усыпить всех мышей с помощью вывиха шейки матки после 4-недельного периода индукции. Аккуратно вскрыть левый коленный сустав и удалить окружающие избыточные мягкие ткани.
    2. Немедленно погрузите образец в предварительно охлаждённый фиксатор 4% параформальдегида (PFA) (w/v). Убедитесь, что фиксирующий объём в 10–15 раз больше объёма образца, чтобы полностью погрузить ткань.
    3. Зафиксируйте ткань при комнатной температуре на 48 часов. Аккуратно перемешивать контейнер фиксации каждые 8 часов, чтобы обеспечить достаточное фиксирующее проникновение.
  2. Декальцификация тканей
    1. Промывайте фиксированный образец медленно текущей водой на 10 минут. Повторите этот процесс промывания три раза, чтобы удалить остаточный PFA.
    2. Переместить образец в раствор декальцификации этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) с содержанием 0,5 моль (pH 7,2–7,4). Поддерживайте объём раствора декальцификации в 20 раз больше объёма образца и храните при 4 °C.
    3. Декальцифицировать ткань в течение 14–21 дня. Меняйте старую жидкость на свежий раствор для декальцификации EDTA каждые 3 дня.
    4. Проверьте конечную точку декальцификации, аккуратно проколов субхондральную кость стерильной иглой. Процесс декальцификации завершается, когда игла проникает плавно, без сопротивления.
    5. Полностью декальцифицированный образец промыть под проточной водой в течение 2 часов, чтобы удалить остатки EDTA. Затем промыйте образец фосфатно-буферным физиологическим раствором (PBS) три раза по 5 минут каждый.
  3. Вложение и секционирование
    1. Декальцифицированный образец последовательно обезвоживайте с помощью серии градуированных этанолов (70%, 80% и 90% по 2 часа каждый; 95% за 1 час; абсолютный этанол дважды по 1 час каждый).
    2. Очистите обезвоженную ткань в ксилоле дважды по 10 минут каждый. Внедрить очищенную ткань в парафин.
    3. Разрежьте парафиновую ткань на сагиттальные непрерывные срезы толщиной 5 мкм с помощью микротома. Закрепите эти секции на стеклянные стекла с поли-L-лизином и запекайте их на сушильной плите при 60 °C в течение 2 часов.
  4. Гистоморфологическая оценка
    1. Покрасьте срезы сафранином O-fast зелёным для оценки гистоморфологии суставного хряща.
    2. Оценить дегенерацию хряща с помощью системы оценки Международного общества исследований остеоартрита (OARSI) в условиях двойногослепого 12.
  5. Основной рабочий процесс иммуногистохимии (IHC)
    1. Депарафинизируйте срезы в ксилоле дважды по 10 минут каждая. Регидратировать секции последовательно через серию градированного этанола до деионизированной воды.
    2. Погружать срезы в буфер цитратов 0,01 моль/л (pH 6,0) для микроволнового теплового извлечения эпитопов. Нагрейте буфер до кипения на высокой мощности, затем поддерживайте лёгкое томление на средней мощности 15 минут.
    3. Охлаждайте секции естественным образом до комнатной температуры. Мойте слайды с помощью PBS три раза по 5 минут каждая.
    4. Инкубировать срезы в растворе метанола с перекисью водорода (H2O2) в течение 20 минут при комнатной температуре, чтобы блокировать активность эндогенной пероксидазы. Помой слайды с помощью PBS три раза по 5 минут каждая.
    5. Нанесите на секции 5% раствор для блокировки козьей сыворотки. Инкубировать 60 минут при комнатной температуре, чтобы заблокировать неспецифические участки связывания.
    6. Выбросьте раствор для блокировки без мытья. Примените специфический первичный рабочий раствор антител (ваниллоид с потенциалом транзиентного рецептора 4 (TRPV4) при 1:100, Каспаза-3 при 1:200 или коллаген типа II альфа 1 (COL2A1) при разбажении 1:150).
    7. Инкубировать срезы с первичным антителом в увлажнённой камере при 4 °C на ночь в течение 12–16 часов.
    8. На следующий день уравновесьте секции до комнатной температуры на 30 минут, затем три раза по 5 минут каждая. Примените вторичный антител IgG, конъюгированный с хреном пероксидазой (HRP), сопряжённый с хреном пероксидазой (HRP), козий антикроличий или противомышиный IgG (разбавление 1:500).
    9. Инкубировать срезы с вторичным антителом в течение 60 минут при комнатной температуре. Помой слайды с помощью PBS три раза по 5 минут каждая.
    10. Нанести раствор хромогена 3,3'-диаминобензидин (DAB) и инкубировать в темноте 3–5 минут при комнатной температуре. Немедленно прекратите реакцию деионизированной водой, когда при микроскопическом наблюдении появляется прозрачный коричневый сигнал.
    11. Окрашивайте секции раствором гематоксилина в течение 5 минут. Прополосните под проточной водой 10 минут, чтобы пятно стало синим.
    12. Дифференцируйте срезы с помощью раствора кислотного спирта 1% в течение 30 секунд. Промывайте стекли под проточной водой в течение 5 минут.
    13. Быстро обезвоживайте срезы с помощью серии градуированного этанола и очищайте ткань в ксилоле дважды по 10 минут каждая.
    14. Закрепите затворы с помощью нейтрального бальзама и закройте их оптическими смоляными защитными заслоями. Дайте установленным затворам высохнуть при комнатной температуре.
  6. Управление IHC и анализ изображений
    1. Установите отрицательный контроль, заменив первичное антитело на PBS во время процедуры окрашивания. Включите известный положительный срез хрящевой ткани в качестве положительного контроля для проверки эффективности антител.
    2. Получите изображения окрашенных срезов с помощью целого слайд-сканера с увеличением 40× и 100×.
      ПРИМЕЧАНИЕ: Проводите все гистологические оценки независимо как минимум двумя ослеплёнными наблюдателями, чтобы снизить субъективное искажение.

6. Статистический анализ

  1. Обработка данных и общее тестирование
    1. Проводите весь сбор и анализ данных в условиях «слепых» для минимизации экспериментального смещения.
    2. Анализируйте непрерывные переменные между четырьмя экспериментальными группами с помощью одностороннего анализа дисперсии (ANOVA) для выявления общих различий.
    3. Применим тест Крускаля–Уоллиса H к любым переменным, не соответствующим необходимым параметрическим предположениям.
  2. Пост-хок тестирование и пороги значимости
    1. Проведите пост-хок парные сравнения с помощью теста Тьюки, чтобы выявить конкретные различия в группах, если исходный ANOVA показывает статистическую значимость.
    2. Полагайтесь исключительно на тест Tukey для контроля уровня ошибок по всей семье. Не комбинируйте это с дополнительными методами коррекции с множественным сравнением.
    3. Определим статистическую значимость равномерно как p < 0,05

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Анализ походки
Параметры цикла походки: Соотношение качания/стойки — определяемое как отношение длительности фазы ненесущей веса и фазы несущей стойки одного шага — было оценено с учётом баланса несущей нагрузки и движения. По сравнению с контрольной группой (2,10 ± 0,06), у мышей, получивших внутрисуставную инъекцию коллагеназы (1,45 ± 0,05) или подвергавшихся чрезмерным физическим нагрузкам (1,68 ± 0,05), показали значительно более низкие коэффициенты свинга/стойка....

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Обсуждение

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

В этом исследовании мы разработали новую мышиную модель KOA, которая имитирует влияние чрезмерного напряжения на сустав, сочетая внутрисуставную инъекцию коллагеназы с тренировками упражнений, вызывающих усталость на колесах. Эти результаты вновь подтверждают идею о том, что KOA возникает в результате взаимодействия биологических и механических факторов. Понимание и выявление этих факторов перспективно для разработки индивидуальных планов лечения и профилактических стратегий для облегчен...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

У авторов нет конфликта интересов, которые можно было бы заявлять.

Благодарности

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Авторы выражают благодарность участникам за их время и усилия, а также всех животных, участвовавших в исследовании. Эта работа была поддержана заявкой на стимулирующее финансирование для филиала больницы Ханхай Юэян филиала Руян — отделения Туина [QY71.42.06] и Национальной администрацией традиционной китайской медицины — высшей ключевой дисциплиной — наука Туина [zyyzdxk -2023061].

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
4% параформальдегидный фиксативBeyotimeP0099
Уксусная кислотаSinopharm631-61-8
Система визуализации DigiGait для мышейRWD Life ScienceMSI-DIG-MS
Решение EDTAПроцеллPB180320
Встраивание кассетLeicaIP C
ЭтанолSinopharm64-17-5
Быстрая зелёная морилкаЛеян1085995
Крем для удаления волосVeetG20161330
ГематоксилинАдамас61753A
Высокоскоростная рефрижераторная центрифугаХермлеZ366K
ИнкубаторTAITECM-210FN
Аппарат для ингаляционной анестезииРейнджерRZ-Viking
ИзофлуранWebioW100
МикротомТед Пелла10180-220
Мышиный вращательный аппарат усталостиПекинская Чжишу Дуобао Биологическая технологияYLS-10B
Нейтральный бальзамSinopharm96949-21-2
Пятно Safranin OBiossS0062
Полуавтоматический центр вложения тканейТермо ФишерHistoStar
Горная плита для сушкиНауки об электронной микроскопииXH-2002
Водяная баня с флотацией тканейBIOBASEBT-I
Коллагеназа типа IIСигма-ОлдричC4-22-1G
Целый слайд-сканерLeicaAperio VERSA
КсилолSinopharm1330-20-7

Ссылки

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Friedman, B., et al. Adenosine A2A receptor signaling promotes FoxO associated autophagy in chondrocytes. Scientific Reports. 11, 968-968 (2021).
  2. O'Brien, P., et al. What are the patient factors that impact on decisions to progress to total knee replacement? BMJ Open. 9, e031310-e031310 (2019).
  3. Amirkhizi, F., et al. Higher dietary phytochemical index is associated with lower odds of knee osteoarthritis. Scientific Reports. 12, 9059-9059 (2022).
  4. Liu, Q., et al. Effects of mechanical stress on chondrocyte phenotype and chondrocyte extracellular matrix expression. Scientific Reports. 6, 37268-37268 (2016).
  5. Halonen, K. S., et al. Workflow assessing the effect of gait alterations on stresses in the medial tibial cartilage. Scientific Reports. 7, 17396-17396 (2017).
  6. Xu, L., Kazezian, Z., Pitsillides, A. A., Bull, A. M. J. A synoptic literature review of animal models for investigating the biomechanics of knee osteoarthritis. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology. 12, 1408015-1408015 (2024).
  7. Kim, J. E., et al. Development and characterization of various osteoarthritis models for tissue engineering. PLoS One. 13, e0194288-e0194288 (2018).
  8. Lampropoulou-Adamidou, K., et al. Useful animal models for the research of osteoarthritis. European Journal of Orthopaedic Surgery & Traumatology. 24, 263-271 (2014).
  9. Park, J., et al. A pathophysiological validation of collagenase II-induced biochemical osteoarthritis animal model in rabbit. Tissue Engineering and Regenerative Medicine. 15, 437-444 (2018).
  10. van der Kraan, P. M., et al. Degenerative knee joint lesions in mice after a single intra-articular collagenase injection. Journal of Experimental Pathology. 71, 19-31 (1990).
  11. Li, J. A mouse model of osteoarthritis originating from lateral instability of the ankle joint. , Suzhou University. (2017).
  12. Glasson, S. S., et al. The OARSI histopathology initiative - recommendations for histological assessments of osteoarthritis in the mouse. Osteoarthritis and Cartilage. 18, Suppl 3. S17-S23 (2010).
  13. Perera, J. R., Gikas, P. D., Bentley, G. The present state of treatments for articular cartilage defects in the knee. Annals of the Royal College of Surgeons of England. 94, 381-387 (2012).
  14. Zhang, J., et al. Tetrahydrohyperforin prevents articular cartilage degeneration and affects autophagy in rats with osteoarthritis. Experimental and Therapeutic Medicine. 15, 5261-5268 (2018).
  15. Sun, Y., Wang, C., Gong, C. Repairing effects of glucosamine sulfate in combination with etoricoxib on articular cartilages of knee osteoarthritis. Journal of Orthopaedic Surgery and Research. 15, 150-150 (2020).
  16. Spender, J. K. On some hitherto undescribed symptoms in the early history of osteoarthritis: the so-called rheumatoid arthritis. British Medical Journal. 1, 781-783 (1888).
  17. Bannuru, R. R., et al. OARSI guidelines for the non-surgical management of knee, hip, and polyarticular osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage. 27, 1578-1589 (2019).
  18. Felson, D. T. Osteoarthritis as a disease of mechanics. Osteoarthritis and Cartilage. 21, 10-15 (2013).
  19. van Tunen, J. A. C., et al. Association of malalignment, muscular dysfunction, and abnormal joint loading with tibiofemoral knee osteoarthritis. BMC Musculoskeletal Disorders. 19, 273-273 (2018).
  20. Zhang, L., et al. Knee joint biomechanics in physiological conditions and how pathologies can affect it: a systematic review. Applied Bionics and Biomechanics. 2020, 7451683-7451683 (2020).
  21. Amin, S., et al. Knee adduction moment and development of chronic knee pain in elders. Arthritis and Rheumatism. 51, 371-376 (2004).
  22. Foroughi, N., Smith, R., Vanwanseele, B. The association of external knee adduction moment with biomechanical variables in osteoarthritis. The Knee. 16, 303-309 (2009).
  23. Henak, C. R., Anderson, A. E., Weiss, J. A. Subject-specific analysis of joint contact mechanics: application to the study of osteoarthritis. Journal of Biomechanical Engineering. 135, 021003-021003 (2013).
  24. Menge, T. J., et al. Anterior horn meniscal repair using an outside-in suture technique. Arthroscopy Techniques. 5, e1111-e1116 (2016).
  25. Zhang, J., et al. Feasibility study of early prediction of postoperative MRI findings for knee stability after ACL reconstruction. BMC Musculoskeletal Disorders. 22, 649-649 (2021).
  26. Kawada, M., et al. Contribution of hip and knee muscles to lateral knee stability during gait. Journal of Physical Therapy Science. 32, 729-734 (2020).
  27. Shim, J. K., Choi, H. S., Shin, J. H. Effects of neuromuscular training on knee joint stability after anterior cruciate ligament reconstruction. Journal of Physical Therapy Science. 27, 3613-3617 (2015).
  28. Hirschmüller, A., et al. Rehabilitation before regenerative cartilage knee surgery: a new prehabilitation guideline. Archives of Orthopaedic and Trauma Surgery. 139, 217-230 (2019).
  29. Hartmann, H., Wirth, K., Klusemann, M. Analysis of the load on the knee joint and vertebral column with changes in squatting depth. Sports Medicine. 43, 993-1008 (2013).
  30. Fong, I. C. D., et al. Effect of foot progression angle adjustment on the knee adduction moment in runners with knee osteoarthritis. Gait & Posture. 61, 34-39 (2018).
  31. Du, J., et al. Effect of high fat diet and excessive compressive mechanical force on pathologic changes of temporomandibular joint. Scientific Reports. 10, 17457-17457 (2020).
  32. Hunt, M. A., et al. Varus thrust in medial knee osteoarthritis: quantification and effects of different gait-related interventions. Arthritis Care & Research. 63, 293-297 (2011).
  33. Christiansen, B. A., et al. Non-invasive mouse models of post-traumatic osteoarthritis. Osteoarthritis and Cartilage. 23, 1627-1638 (2015).
  34. Adães, S., et al. Intra-articular injection of collagenase in the knee of rats as an alternative model to study nociception. Arthritis Research & Therapy. 16, R10-R10 (2014).

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE

Запросить разрешение

Теги

TRPV4COL2A1

Похожие статьи