Summary
यह अध्ययन चूहों में मोनो-आयोडोसेटेट के इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन की विधि का वर्णन करता है और परिणामस्वरूप दर्द से संबंधित व्यवहार और हिस्टोपैथोलॉजिकल परिवर्तनों पर चर्चा करता है, जो भविष्य के अनुप्रयोगों के लिए संदर्भ प्रदान करते हैं।
Abstract
ऑस्टियोआर्थराइटिस (ओए) के वर्तमान पशु मॉडल को सहज मॉडल और प्रेरित मॉडल में विभाजित किया जा सकता है, जिनमें से दोनों का उद्देश्य मानव ओए के पैथोफिजियोलॉजिकल परिवर्तनों का अनुकरण करना है। हालांकि, ओए के अंतिम चरण में मुख्य लक्षण के रूप में, दर्द रोगियों के दैनिक जीवन को प्रभावित करता है, और कई उपलब्ध मॉडल नहीं हैं। मोनो-आयोडोसेटेट (एमआईए) -प्रेरित मॉडल सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला ओए दर्द मॉडल है, जिसका उपयोग मुख्य रूप से कृन्तकों में किया जाता है। एमआईए ग्लिसराल्डिहाइड -3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज का एक अवरोधक है, जो चोंड्रोसाइट्स मृत्यु, उपास्थि अध: पतन, ओस्टियोफाइट और पशु व्यवहार में मापने योग्य परिवर्तन का कारण बनता है। इसके अलावा, एमआईए-प्रेरित मॉडल में मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनेज (एमएमपी) और प्रो-इंफ्लेमेटरी साइटोकिन्स (आईएल 1 β और टीएनएफ α) के अभिव्यक्ति परिवर्तन का पता लगाया जा सकता है। वे परिवर्तन मनुष्यों में ओए पैथोफिजियोलॉजिकल स्थितियों के अनुरूप हैं, यह दर्शाता है कि एमआईए एक औसत दर्जे का और सफल ओए दर्द मॉडल को प्रेरित कर सकता है। इस अध्ययन का उद्देश्य चूहों में एमआईए के इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन की पद्धति का वर्णन करना और परिणामस्वरूप दर्द से संबंधित व्यवहार और हिस्टोपैथोलॉजिकल परिवर्तनों पर चर्चा करना है।
Introduction
ऑस्टियोआर्थराइटिस (ओए) दुनिया में सबसे आम संयुक्त बीमारी है, जो वयस्कों में अनुमानित 10-12% आबादी को प्रभावितकरती है। सबसे आम तौर पर शामिल जोड़ घुटने है, और ओए में पुराने वयस्कों, विशेष रूपसे महिलाओं में अधिक घटना होती है। एक पुरानी बीमारी के रूप में, ओए उपास्थि हानि, श्लेष सूजन, ओस्टियोफाइटोसिस, कार्य में कमी और पुराने दर्द जैसे लक्षणों के साथ दशकों सेजोड़ों की विफलता में उत्तरोत्तर विकसित होता है। विश्व स्वास्थ्य संगठन (डब्ल्यूएचओ) के अनुसार, ओए महिलाओं में चौथी सबसे अधिक प्रचलित बीमारी है और पुरुषों में आठवीं सबसे अधिक प्रचलित बीमारी है। 2020 तक, ओए मनुष्यों में चौथी सबसे अक्षम बीमारी बन सकतीहै। हालांकि, वर्तमान में ओए के उपलब्ध उपचार केवल लक्षणों को संबोधित करते हैं और संयुक्त प्रतिस्थापन सर्जरी तक समयबढ़ाते हैं।
मानव रोगियों में सहज ओए अक्सर जोड़ों से संबंधित दर्द जैसे नैदानिक लक्षणों का उत्पादन करने में लंबा समय लेताहै। ओए के शुरुआती चरणों में, दर्द आमतौर पर आंतरायिक होता है और बीमारी बढ़ने के साथ अधिक लगातार और गंभीर हो जाता है, जिससे यह रोगियों की प्रमुख शिकायतबन जाती है। इसलिए, दर्द राहत चिकित्सा को बढ़ावा देने के लिए पिछली आधी सदी में ओए दर्द के लिए व्यापक पशु मॉडल विकसित किए गए हैं। ओए मॉडल को शास्त्रीय रूप से सहज और प्रेरित मॉडल में विभाजित किया गया है। सहज मॉडल में स्वाभाविक रूप से होने वाले मॉडल और आनुवंशिक रूप से संशोधित मॉडल शामिल हैं, जो मनुष्यों में प्राथमिक ओए के पाठ्यक्रम को अधिक बारीकी से अनुकरण कर सकतेहैं। प्रेरित मॉडल को आम तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: 1) सर्जरी या अन्य आघात से प्रेरित पोस्ट-ट्रॉमेटिक ओए; या 2) चोंड्रोटॉक्सिक या प्रो-भड़काऊ पदार्थों का इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन3. ये मॉडल ओए के पैथोफिजियोलॉजिकल अध्ययन के लिए एक नींव रखते हैं और दर्द को कम करने और कार्य को बढ़ाने के लिए दवाओं के विकास में बहुत योगदान देते हैं।
हाल ही में, ओए मॉडलिंग के लिए सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला इंड्यूसर मोनो-आयोडोसेटेट (एमआईए) है। एमआईए, ग्लिसराल्डिहाइड -3-फॉस्फेट डिहाइड्रोजनेज का एक अवरोधक, उपास्थि मैट्रिक्स, क्षरण, उपास्थि के नुकसान, सिनोविटिस और अन्य परिवर्तनों में परिवर्तन का कारण बन सकता है, जो मानव ऑस्टियोआर्थराइटिस 9 के पैथोलॉजिकलपरिवर्तनों के समान हैं। यह ध्यान दिया गया है कि एमआईए के इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन ने एमआईए प्रशासन के 28 दिनों के बाद चल रहे दर्द को प्रेरित किया, यह दर्शाता है कि एमआईए मॉडल क्रोनिक नोसिसेप्टिव दर्द10,11,12 की जांच के लिए उपयोगी हो सकता है। इस अध्ययन में, नर स्प्राग-डॉवले चूहों को घुटने के जोड़ों में 0.5, 1.5, या 3 मिलीग्राम एमआईए के साथ इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन प्राप्त हुए। एमआईए-प्रेरित जोड़ों के दर्द की गंभीरता को इंजेक्शन के बाद 1, 7, 14, 21, 28 और 35 दिनों में यांत्रिक और थर्मल संवेदनशीलता के आकलन से मापा गया था। इस आधार पर, इंजेक्शन के 28 दिनों बाद चाल पैटर्न और हिस्टोलॉजिकल परिवर्तनों का मूल्यांकन करने के लिए अंतिम एकाग्रता के रूप में 1.5 मिलीग्राम एमआईए का चयन किया गया था।
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Protocol
पशु विषयों से जुड़ी प्रक्रियाओं को झेजियांग चीनी चिकित्सा विश्वविद्यालय के चिकित्सा मानदंडों और नैतिकता समिति द्वारा अनुमोदित किया गया है और प्रयोगशाला जानवरों के उपयोग और देखभाल पर चीन कानून के अनुसार हैं।
1. घुटने में मोनो-आयोडोसेटेट का इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन
- एक सप्ताह के अनुकूलन के बाद, यादृच्छिक रूप से और समान रूप से 180-200 ग्राम (4-5 सप्ताह पुराने) वजन वाले 40 नर स्प्राग-डॉवले चूहों को चार समूहों (एन = 10 चूहे / समूह) में विभाजित करें।
नोट: नियंत्रण समूह में चूहों को 50 μL खारा के साथ इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन दिया जाएगा, जबकि प्रयोगात्मक समूहों में चूहों को क्रमशः 0.5, 1.5 या 3 मिलीग्राम एमआईए के साथ इलाज किया जाएगा। - इंजेक्शन के दिन, 15, 30 और 60 मिलीग्राम / एमएल सांद्रता पर बाँझ खारा (0.9% NaCl) में एमआईए का घोल और बाँझ खारा (0.9% NaCl) में 10% पेंटोबार्बिटल घोल तैयार करें।
सावधानी: एमआईए का श्लेष्म झिल्ली, ऊपरी श्वसन पथ, आंख और त्वचा और अन्य ऊतक पर एक अत्यंत विनाशकारी प्रभाव पड़ता है। इसलिए, समाधान तैयार करते समय मास्क और दस्ताने की सिफारिश की जाती है। - 60 मिलीग्राम / किग्रा पर केटामाइन के इंट्रापरिटोनियल इंजेक्शन और 5 मिलीग्राम / किलोग्राम पर ज़ाइलाज़िन (दोनों नमकीन में तैयार) द्वारा चूहों को एनेस्थेटाइज करें। संज्ञाहरण की पुष्टि करने के लिए धीरे से चूहे के पैर की उंगलियों को चिमटी से दबाएं।
- चूहे को उसकी पीठ के साथ नीचे रखें। घुटने को शेव करें और शराब के साथ घुटने के जोड़ के आसपास के क्षेत्र को पोंछें।
- घुटने को 90° कोण पर रखें और पेटेला के नीचे सफेद पेटेलर कण्डरा को प्रकट करें। पेटेला के नीचे की खाई को खोजने के लिए पेटेलर कण्डरा को उंगलियों से दबाएं।
- इंजेक्शन साइट के रूप में गैप और पार्श्व पेटेलर कण्डरा के जंक्शन का चयन करें। फिर, साइट में लगभग 5 मिमी लंबवत रूप से 26 जी सुई डालें। जब सुई आर्टिकुलर स्पेस में होती है तो कोई प्रतिरोध महसूस नहीं किया जाना चाहिए।
नोट: सुई को इंजेक्शन साइट के लंबवत रखना महत्वपूर्ण है। - संयुक्त गुहा में 50 μL खारा या MIA घोल इंजेक्ट करें। धीरे-धीरे सुई को बाहर निकालें और रिफ्लक्स और रिसाव को कम करने के लिए इंजेक्शन साइट के चारों ओर धुंध का एक टुकड़ा लपेटें। संज्ञाहरण वसूली के बाद, धुंध को हटा दें।
- धारा 2 में वर्णित इंजेक्शन के बाद 1, 7, 14, 21, 28 और 35 दिनों में दर्द से संबंधित व्यवहार का परीक्षण करें।
2. व्यवहार मूल्यांकन
- यांत्रिक निकासी सीमा (MWT)
नोट: एमडब्ल्यूटी को वॉन फ्रे परीक्षण13 द्वारा मापा गया था और पर्यवेक्षक को जानवरों को प्राप्त इंजेक्शन से अंधा कर दिया गया था।- एक चूहे को एक ऊंचे प्लास्टिक पिंजरे (17 सेमी x 11 सेमी x 13 सेमी) में रखें, जिसमें एक तार जाल आधार एक मेज से 50 सेमी ऊपर निलंबित है। सुनिश्चित करें कि परीक्षण वातावरण शांत है और चूहे को पर्यावरण के अनुकूल होने के लिए 30 मिनट दें।
- वॉन फ्रे सुई को प्रत्येक चूहे के पिछले पंजे की प्लांटर सतह पर लंबवत रूप से दबाएं। दबाव को धीरे-धीरे (लगभग 20 ग्राम / सेकंड) और रैखिक रूप से बढ़ाएं जब तक कि पंजा उठाना या पंजा चाटना न हो।
- यह सुनिश्चित करने के लिए कि सीमा न्यूनतम वापसी बल है, पिछली सीमा से कम बल का उपयोग करें। प्रत्येक चूहे का तीन से अधिक बार परीक्षण करें, कम से कम 3-5 मिनट अलग।
- पंजा वापसी रिफ्लेक्स प्राप्त करने वाले न्यूनतम बल को रिकॉर्ड करें। चूहों के एमडब्ल्यूटी के रूप में डेटा का औसत।
- थर्मल निकासी विलंबता (TWL)
नोट: टीडब्ल्यूएल को प्लांटर परीक्षण उपकरण (सामग्री की तालिका) का उपयोग करके मापा गया था और पर्यवेक्षक को जानवरों को प्राप्त इंजेक्शन से अंधा कर दिया गया था।- 3 मिमी मोटी ग्लास प्लेट पर एक प्लेक्सीग्लास बॉक्स (60 सेमी x 20 सेमी x 14 सेमी, 6 डिब्बों में विभाजित) रखें, और चूहों को बॉक्स में डालें (प्रत्येक डिब्बे में एक)। सुनिश्चित करें कि वातावरण शांत है और कमरे का तापमान स्थिर है।
- परीक्षण वातावरण के अनुकूल होने के लिए चूहों को 30 मिनट दें।
- इन्फ्रारेड रेडियोमीटर के माध्यम से थर्मल उत्तेजना को कैलिब्रेट करें। 70 इकाइयों पर वांछित अवरक्त तीव्रता सेट करें।
- इन्फ्रारेड एमिटर / डिटेक्टर को कंटेनर पर सीधे परीक्षण किए जा रहे पंजे के केंद्र के नीचे रखें।
- स्टार्ट बटन दबाएं। टाइमर स्वचालित रूप से शुरू हो जाएगा। नियंत्रक स्वचालित रूप से अवरक्त प्रकाश को बंद कर देगा और पंजे की गति होते ही टाइमर को पूरी तरह से बंद कर देगा।
- पंजे की वापसी और पंजे चाटने की उपस्थिति पर प्रतिक्रिया समय रिकॉर्ड करें।
नोट: परीक्षण के लिए एक सकारात्मक प्रतिक्रिया को पंजे की वापसी और पंजा चाटने के रूप में माना जाता है। यदि केवल पंजे की वापसी होती है, तो इसे सकारात्मक प्रतिक्रिया के बजाय चूहे के स्वैच्छिक आंदोलन के रूप में माना जाना चाहिए। - परीक्षण को तीन से अधिक बार दोहराएं। चूहों के टीडब्ल्यूएल के रूप में डेटा का औसत निकालें।
नोट: चमकदार गर्मी का प्रत्येक जोखिम 20 सेकंड से अधिक नहीं होना चाहिए। एक ही पिछले पंजे पर इन्फ्रारेड उत्तेजना कम से कम 3-5 मिनट की दूरी पर होनी चाहिए।
- चाल पैटर्न विश्लेषण
नोट: चाल पैटर्न विश्लेषण को एक इमेजिंग सिस्टम (सामग्री की तालिका) का उपयोग करके मापा गया था और पर्यवेक्षक को जानवरों को प्राप्त इंजेक्शन से अंधा कर दिया गया था।- चलने वाले डिब्बे के दोनों सिरों पर घुमक्कड़ डिब्बे की लंबाई को चूहों के लिए उपयुक्त लंबाई (जैसे, 61 सेमी) तक समायोजित करें।
- एक चूहे को चलने वाले डिब्बे में रखें और औपचारिक प्रयोग से पहले 18 सेमी / सेकंड की गति से कम से कम 5 चरण-चक्रों के लिए निर्बाध दौड़ बनाने के लिए चूहों को प्रशिक्षित करें।
नोट: जब एक चूहे को पहली बार चलने वाले डिब्बे में रखा जाता है, तो गति लगभग 20 सेमी / सेकंड तक सेट की जा सकती है और 2 सेकंड के आसपास दौड़ने पर बंद हो सकती है। फिर गति को 18 सेमी / धीरे से विभाजन के साथ चूहे के पीछे टैप करें, अगर चूहा चलने के दौरान रुक जाता है या पीछे हट जाता है। गति को धीरे-धीरे 18 सेमी / सेकंड से 10 सेमी / सेकंड तक कम करने का प्रयास करें। यदि चूहा अंततः परीक्षण करने में विफल रहता है, तो परीक्षण के लिए एक और चूहा चुनना स्वीकार्य है। - धीरे-धीरे ट्रेडमिल की गति बढ़ाएं जब तक कि यह लक्ष्य गति (18 सेमी / सेकंड) तक न पहुंच जाए। पारदर्शी ट्रेडमिल बेल्ट के नीचे लगे हाई-स्पीड डिजिटल वीडियो कैमरा के साथ चूहे के निरंतर आंदोलन का कम से कम 5 सेकंड का वीडियो कैप्चर करें।
- कम से कम तीन निर्बाध रन प्राप्त करने के लिए प्रत्येक चूहे को कम से कम 5 मिनट के अंतराल पर परीक्षण करें।
- इमेजिंग सॉफ्टवेयर में पशु चलने वाली छवि की सीमा को परिभाषित करने के लिए एक "बाउंडिंग बॉक्स" खींचें और प्रत्येक वीडियो के लिए रन गति दर्ज करें। एक समूह के रूप में वीडियो का चयन करें और सॉफ़्टवेयर द्वारा स्वचालित रूप से वीडियो संसाधित करें। वीडियो संसाधित करने के बाद, सॉफ्टवेयर चाल सूचकांकों की रिपोर्ट करने के लिए कई स्प्रेडशीट आउटपुट करेगा, जिसमें रुख, स्विंग, ब्रेकिंग, प्रणोदन, ताल, चरण अनुक्रम आदि शामिल हैं।
- कुल पंजा क्षेत्र (सेमी2), औसत स्ट्राइड लंबाई (सेमी), और स्ट्राइड लंबाई को एकजुट करें।
नोट: कुल पंजा क्षेत्र चूहों के प्रत्येक समूह के चार पंजे के कुल क्षेत्र का औसत है और पंजा क्षेत्र को चरण चक्र के रुख चरण के दौरान ट्रेडमिल के संपर्क में अधिकतम पंजा क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया गया है। स्ट्राइड लंबाई एक पूर्ण स्ट्राइड में एक ही पंजे के प्रारंभिक संपर्कों के बीच की दूरी है। यूनिट स्ट्राइड लंबाई = औसत स्ट्राइड लंबाई (सेमी)/शरीर की लंबाई (सेमी)।
3. हिस्टोपैथोलॉजिकल और इम्यूनोहिस्टोकेमिकल विश्लेषण
- 150 मिलीग्राम / किलोग्राम (खारा में तैयार) पर पेंटोबार्बिटल सोडियम के इंट्रापरिटोनियल इंजेक्शन द्वारा चूहों को इच्छामृत्यु करें। हिस्टोलॉजिकल विश्लेषण के लिए घुटने के जोड़ों को तुरंत हटा दें।
- जोड़ों को 24 घंटे के लिए 10% फॉर्मेलिन में ठीक करें, 8 सप्ताह के लिए फॉस्फेट बफर्ड सेलाइन (पीबीएस) में 10% ईडीटीए के साथ डीकैल्सीफाई करें, और फिर पैराफिन में जोड़ों को एम्बेड करें।
चेतावनी: फॉर्मेलिन आंख, त्वचा और श्वसन पथ की जलन पैदा कर सकता है। इसे एक हुड में संभाला जाना चाहिए। - पैराफिन एम्बेडेड जोड़ों को माइक्रोटोम के साथ 3 मिमी मोटाई पर खंडित करें और आसुत जल युक्त 40 डिग्री सेल्सियस पानी के स्नान में तैरते हैं।
- ग्लास स्लाइड पर अनुभाग स्थानांतरित करें। रात भर स्लाइड सूखें और निम्नलिखित धुंधलापन जारी रखने के लिए कमरे के तापमान (आरटी) पर स्लाइड स्टोर करें।
- डिपैराफिनाइज करने के लिए 4 घंटे के लिए 60 डिग्री सेल्सियस ओवन में स्लाइड रखें।
- आरटी पर क्रमशः 5 मिनट के लिए जाइलीन, जाइलीन, 100% इथेनॉल, 95% इथेनॉल, 80% इथेनॉल और 75% इथेनॉल में स्लाइड को क्रमिक रूप से डुबोएं।
- हेमेटॉक्सिलिन और ईओसिन (एच एंड ई), सैफ्रानिन-ओ (एसओ) और एल्सियन ब्लू हेमेटोक्सीलिन (एबीएच) के साथ-साथ चूहे के प्रकार II कोलेजन (कोल 2), टाइप एक्स कोलेजन (कोल 10) और मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनेज 13 (एमएमपी 13) के खिलाफ एंटीबॉडी के साथ स्टेन सेक्शन, जैसा कि चरण 3.8-3.12 में वर्णित है।
- एच एंड ई धुंधला होना
- 3 मिनट के लिए विआयनीकृत एच2ओ के साथ स्लाइड को धो लें। 3-5 मिनट के लिए हेमेटॉक्सिलिन के साथ दाग स्लाइड।
- विआयनीकृत एच2ओ 3 एक्स, प्रत्येक 1 मिनट के साथ कुल्ला करें, जब तक कि सतह पर कोई हेमेटॉक्सिलिन न रह जाए।
- दाग 30 सेकंड के लिए ईओसिन के साथ स्लाइड करता है। फिर, विआयनीकृत एच2ओ 3 एक्स, प्रत्येक 1 मिनट के साथ स्लाइड करें, जब तक कि सतह पर कोई ईओसिन न रह जाए।
- 10-20 सेकंड के लिए 0.1% अमोनिया में स्लाइड ्स को डुबोएं। फिर, विआयनीकृत एच2ओ 3 एक्स, 1 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धोएं।
- क्रमशः 1 मिनट के लिए 95% इथेनॉल, 100% इथेनॉल, जाइलीन, जाइलीन और जाइलीन में क्रमिक रूप से स्लाइड ्स को डुबोएं।
- न्यूट्रल राल द्वारा स्लाइड्स को कवर करें।
- इतना धुंधला होना
- 3 मिनट के लिए विआयनीकृत एच2ओ के साथ स्लाइड को धो लें। 3-5 मिनट के लिए हेमेटॉक्सिलिन के साथ दाग स्लाइड।
- 1% एसिड अल्कोहल (लगभग 3 एस) में जल्दी से अंतर करें। फिर, विआयनीकृत एच2ओ 3 एक्स, प्रत्येक 1 मिनट के साथ कुल्ला करें, जब तक कि सतह पर कोई हेमटोक्सिलिन न रह जाए।
- 5 मिनट के लिए फास्ट ग्रीन (एफसीएफ) समाधान के साथ दाग स्लाइड। फिर, विआयनीकृत एच2ओ 3 एक्स, 1 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धोएं।
- 1-2 मिनट के लिए एसओ के साथ दाग स्लाइड। फिर, विआयनीकृत एच2ओ 3 एक्स, 1 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धोएं।
- अवशिष्ट एफसीएफ को हटाने के लिए 1-2 मिनट के लिए 1% एसिटिक एसिड के साथ कुल्ला करें। 1 मिनट के लिए विआयनीकृत एच2ओ के साथ स्लाइड को धो लें।
- क्रमशः 1 मिनट के लिए 95% इथेनॉल, 100% इथेनॉल, जाइलीन, जाइलीन और जाइलीन में क्रमिक रूप से स्लाइड ्स को डुबोएं।
- न्यूट्रल राल द्वारा स्लाइड्स को कवर करें।
- एबीएच धुंधला होना
- 3 मिनट के लिए विआयनीकृत एच2ओ के साथ स्लाइड को धो लें। 30 सेकंड के लिए 1% एसिड अल्कोहल में स्लाइड ्स को डुबोएं और पेपर टॉवल पर संक्षेप में छान लें (कुल्ला न करें)।
- 1 घंटे के लिए एबीएच में स्लाइड्स को डुबोएं। फिर, विआयनीकृत एच2ओ 3 एक्स, प्रत्येक 1 मिनट के साथ स्लाइड को धोएं, जब तक कि सतह पर कोई एबीएच न रह जाए।
- 1% एसिड अल्कोहल (लगभग 3 एस) में जल्दी से अंतर करें। विआयनीकृत H2O 3x, 1 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धोएं।
- स्लाइड्स को 15 सेकंड के लिए 0.5% अमोनियम पानी में डुबोएं। फिर, विआयनीकृत एच2ओ 3 एक्स, 1 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धोएं।
- स्लाइड्स को 1 मिनट के लिए 95% इथेनॉल में डुबोएं। ऑरेंज जी घोल में स्लाइड को 1.5 मिनट के लिए डुबोएं।
- क्रमशः 1 मिनट के लिए 95% इथेनॉल, 100% इथेनॉल, जाइलीन, जाइलीन और जाइलीन में क्रमिक रूप से स्लाइड ्स को डुबोएं।
- न्यूट्रल राल द्वारा स्लाइड्स को कवर करें।
- मैनकिन की स्कोरिंग प्रणाली 14 के अनुसार, डबल-ब्लाइंड अवलोकन द्वारा 0-13 के पैमाने पर माइक्रोस्कोप और सांख्यिकीय रूप से ग्रेड के तहत सभीस्लाइडों की जांच करें।
- इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री
- 3 मिनट के लिए विआयनीकृत एच2ओ के साथ स्लाइड को धो लें।
- 0.1 एम सोडियम साइट्रेट में स्लाइड ्स को डुबोएं और एंटीजन को पुनः प्राप्त करने के लिए 4 घंटे के लिए 60 डिग्री सेल्सियस ओवन में स्लाइड रखें।
- 10 मिनट के लिए पीबीएस में 0.3% ट्राइटन एक्स -100 में स्लाइड ्स को डुबोएं। फिर, पीबीएस 2x, 3 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धो लें।
- अंतर्जात पेरोक्सीडेज गतिविधि को अवरुद्ध करने के लिए 10 मिनट के लिए आरटी में मेथनॉल में 3% एच2 ओ 2 समाधान में वर्गों को इनक्यूबेट करें। पीबीएस 2x, 3 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धोएं।
- किसी भी गैर-विशिष्ट बाइंडिंग को अवरुद्ध करने के लिए आरटी में 30 मिनट के लिए पीबीएस में 5% बकरी सीरम के साथ अनुभागों को इनक्यूबेट करें। पीबीएस 2x, 3 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धोएं।
- चूहे के प्रकार II कोलेजन (Col2), टाइप एक्स कोलेजन (Col10) और मैट्रिक्स मेटालोप्रोटीनेज 13 (MMP13) के खिलाफ पीबीएस-पतला (1: 1,000) प्राथमिक एंटीबॉडी के 100 μL के साथ 4 डिग्री सेल्सियस पर रात भर वर्गों को इनक्यूबेट करें। पीबीएस 2x, 3 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धोएं।
- आरटी में 20 मिनट के लिए पीबीएस-पतला (1: 1,000) द्वितीयक एंटीबॉडी (बकरी एंटी-माउस माध्यमिक या बकरी एंटी-माउस माध्यमिक) के 100 μL के साथ अनुभागों को इनक्यूबेट करें।
- 3,3'-डायमिनोबेंज़िडाइन (डीएबी) के 100 μL के साथ अनुभागों को इनक्यूबेट करें। प्रतिक्रिया की निगरानी करें क्योंकि क्रोमोजेनिक प्रतिक्रिया एपिटोप साइटों को भूरा कर देती है।
सावधानी: डीएबी एक कार्सिनोजेन है। डीएबी के साथ काम करते समय हमेशा दस्ताने पहनें और हुड में काम करें।
नोट: रंग विकास का समय कुछ सेकंड से 10 मिनट तक भिन्न हो सकता है। - जैसे ही खंडों पर एक भूरा रंग विकसित होता है, विआयनीकृत एच2 ओ 2एक्स, 3 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड करें।
- काउंटरस्टेन स्लाइड्स के लिए 1-2 मिनट के लिए हेमेटॉक्सिलिन में स्लाइड्स को डुबोएं। फिर, विआयनीकृत एच2ओ 3 एक्स, 1 मिनट प्रत्येक के साथ स्लाइड को धोएं।
- क्रमशः 1 मिनट के लिए 95% इथेनॉल, 100% इथेनॉल, जाइलीन, जाइलीन और जाइलीन में क्रमिक रूप से स्लाइड ्स को डुबोएं।
- न्यूट्रल राल द्वारा स्लाइड्स को कवर करें।
- माइक्रोस्कोप के तहत वर्गों में एंटीबॉडी धुंधला होने के रंग का निरीक्षण करें।
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Representative Results
इस पद्धति के साथ, हमने चूहे में एक ओए दर्द मॉडल स्थापित किया और परिणामस्वरूप परिवर्तनों का पता लगाया। एमडब्ल्यूटी और टीडब्ल्यूएल ने क्रमशः यांत्रिक एलोडोनिया और थर्मल हाइपरलेगेसिया को प्रतिबिंबित किया। जैसा कि चित्र 1 में दिखाया गया है, एमआईए प्रेरित यांत्रिक एलोडोनिया और थर्मल हाइपरलेजेसिया एक खुराक-निर्भर तरीके से मौजूद हैं। उल्लेखनीय रूप से, एमडब्ल्यूटी की कमी 21 दिनों से 28 दिनों तक चरम पर पहुंच गई, और फिर पलटाव किया, यह सुझाव देते हुए कि इस स्तर पर संयुक्त मरम्मत हो सकती है, लेकिन 3 मिलीग्राम एमआईए समूह का एमडब्ल्यूटी अभी भी निम्न स्तर पर था। टीडब्ल्यूएल का परिवर्तन मोटे तौर पर एमडब्ल्यूटी (चित्रा 2) के अनुरूप था।
इस आधार पर, हमने अंतिम खुराक के रूप में 1.5 मिलीग्राम एमआईए का चयन किया और इंजेक्शन के 28 दिनों बाद चाल पैटर्न और हिस्टोलॉजिकल परिवर्तनों का आकलन किया। चाल पैरामीटर (कुल पंजा क्षेत्र और इकाई स्ट्राइड लंबाई) दर्द से संबंधित व्यवहार को दर्शाते हैं। कुल पंजा क्षेत्र (चित्रा 3 ए) और यूनिट स्ट्राइड लंबाई (चित्रा 3 बी) सहित चाल मापदंडों के स्तर 28 दिनों के बाद एमआईए समूह में काफी कम हो गए थे, यह सुझाव देते हुए कि एमआईए ने चूहों में पुराने ऑस्टियोआर्थराइटिस से संबंधित जोड़ों के दर्द को प्रेरित किया। हिस्टोपैथोलॉजिकल स्लाइड्स पर मैनकिन के स्कोर में वृद्धि के साथ, उपास्थि का अध: पतन, कोलेजन का विघटन, और मैट्रिक्स का विघटन स्पष्ट रूप से एमआईए समूह (चित्रा 4) में देखा गया था। जैसा कि चित्र 5 में दिखाया गया है, एमआईए के 1.5 मिलीग्राम ने एमएमपी 13, और कोल 10 के महत्वपूर्ण अपरेगुलेशन और कोल 2 के महत्वपूर्ण डाउनरेगुलेशन का कारण बना।
चित्रा 1: एमआईए इंजेक्शन के बाद एमटीडब्ल्यू का विकास। हिंद पंजे की यांत्रिक वापसी सीमा का मूल्यांकन एमआईए (0.5, 1.5, या 3 मिलीग्राम / चूहा) और खारा (0.9% एनएसीएल), एन = 10 चूहों / समूह के इंजेक्शन के बाद किया गया था। मानों को एसडी ± माध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है* ** पी < 0.01 बनाम खारा-उपचारित समूह; एक-तरफ़ा एनोवा के बाद फिशर की सबसे कम महत्वपूर्ण अंतर (एलएसडी) तुलना। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2: एमआईए इंजेक्शन के बाद टीडब्ल्यूएल का विकास। हिंद पंजे की थर्मल निकासी विलंबता का आकलन एमआईए (0.5, 1.5, या 3 मिलीग्राम / चूहा) और खारा (0.9% एनएसीएल), एन = 10 चूहों / समूह के इंजेक्शन के बाद किया गया था। मानों को एसडी ± माध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है* ** पी < 0.01 बनाम खारा-उपचारित समूह (एनसी); एक तरफा एनोवा के बाद फिशर की एलएसडी तुलना। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 3: एमआईए इंजेक्शन के 28 दिनों के बाद चाल विश्लेषण। (ए) कुल पंजा क्षेत्र (सेमी2)। कुल पंजा क्षेत्र: चूहों के प्रत्येक समूह के चार पंजे के कुल क्षेत्रफल का औसत। (बी) यूनिट स्ट्राइड लंबाई। यूनिट स्ट्राइड लंबाई = औसत स्ट्राइड लंबाई (सेमी)/शरीर की लंबाई (सेमी)। n = 10 चूहे / समूह। # #P < 28 वें दिन SD ± माध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। इस आंकड़े को यान एट अल.15 से संशोधित किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 4: हिस्टोपैथोलॉजिकल अवलोकन (एचई, एसओ, और एएचबी धुंधला) और एमआईए उपचार के बाद 28 वें दिन चूहे के घुटने के जोड़ों का मैनकिन का स्कोरिंग। n = 10 चूहे / समूह। स्केल बार = 40 μm। मानों को एसडी ± माध्य के रूप में प्रस्तुत किया जाता है# #P < 0.01 बनाम खारा-उपचारित समूह (एनसी)। एक तरफा एनोवा के बाद फिशर की एलएसडी तुलना। इस आंकड़े को यान एट अल.16 से संशोधित किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 5: 28 वें दिन चूहे के उपास्थि में एमएमपी 13, कोल 2 और कोल 10 की अभिव्यक्तियों का इम्यूनोहिस्टोकेमिकल अवलोकन। स्केल बार = 50 μm. N = 10 चूहे/समूह। इस आंकड़े को यान एट अल.16 से संशोधित किया गया है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
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Discussion
एमआईए द्वारा प्रेरित ओए का चूहा मॉडल एक अच्छी तरह से स्थापित, व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला मॉडल है। एमआईए का इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन शुरू में गंभीर और तीव्र सूजन का कारण बनता है, जो ओए17,18 के लंबे और अपक्षयी चरण को जन्म देता है। इस शोध में, हमने एमडब्ल्यूटी और टीडब्ल्यूएल द्वारा नोसिसेप्टिव संवेदनशीलता को मापा, और एक इमेजिंग सिस्टम के साथ चाल परिवर्तन का आकलन किया। पिछली रिपोर्टों में पाया गया कि एमआईए का इंजेक्शन अभिवाही घुटने के संयुक्त तंतुओं की संवेदनशीलता को बढ़ा सकता है, जिससे नोसिसेप्टियन हो सकता है, जो थर्मल हाइपरलेगेसिया द्वारा परिलक्षित होता है और यांत्रिक सीमा19,20 को कम करता है। यह साबित हो गया है कि चाल परिवर्तन बढ़े हुए नोसिसेप्शन से संबंधित थे, यह सुझाव देते हुए कि दर्द मॉडल21 का मूल्यांकन करने के लिए चाल पैटर्न का उपयोग किया जा सकता है। तदनुसार, एमआईए-प्रेरित मॉडल मुख्य रूप से ओए से संबंधित दर्द का आकलन करने और मौखिक दवाओं के साथ-साथ संयुक्त इंजेक्शन दवाओं 3,6 का आकलन करने के लिए उपयोग किया जाता है।
यद्यपि शल्य चिकित्सा से प्रेरित ओए मॉडल की तुलना में, संयुक्त गुहा में एमआईए इंजेक्ट करना सरल और तेज़ है, फिर भी मॉडलिंग में महत्वपूर्ण बिंदु हैं। सबसे पहले, चूहों की आर्टिकुलर गुहा छोटी है, और इंजेक्शन से पहले इसके स्थान की पुष्टि की जानी चाहिए। दूसरे, एमआईए विषाक्त है, इस प्रकार एमआईए की खुराक को सावधानीपूर्वक चुना जाना चाहिए। यह बताया गया है कि एमआईए एक खुराक- और समय-निर्भर तरीके से आर्टिकुलर कार्टिलेज क्षति को प्रेरित कर सकता है (ओएआरएसआई हिस्टोलॉजिकल स्कोर और मैनकिन स्कोर द्वारा मूल्यांकन किया गया), यह दर्शाता है कि आर्टिकुलर घावों की प्रगति और गंभीरता को एमआईए22,23 की एकाग्रता को विनियमित करके संशोधित किया जा सकता है। एमआईए को उच्च खुराक 10,18,24 पर दर्द और ऑक्सीडेटिव तनाव मार्करों को प्रेरित करने के लिए पाया गया था। पिछली रिपोर्टों ने सुझाव दिया कि चूहों में एमआईए इंजेक्शन की 1.5 मिलीग्राम खुराक ने एक भड़काऊ प्रक्रिया का उत्पादन किया जो मानव घुटने ओए18,25 के समान है। इसके अलावा, व्यवहार परीक्षण के दौरान एक ही प्रयोगकर्ता का उपयोग करना और चूहों को पहले से पर्यावरण से परिचित करना, चिंता को कम करना और प्रयोगात्मक परिणामों को प्रभावित करने से बचना महत्वपूर्ण है।
जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, ओए पशु मॉडल आमतौर पर सहज और प्रेरित मॉडल में विभाजित होते हैं। एमआईए के इंट्रा-आर्टिकुलर इंजेक्शन का व्यापक रूप से कई फायदों के कारण उपयोग किया जाता है: 1) सरल संचालन; 2) प्रेरण और प्रजनन क्षमता में आसानी; 3) नियंत्रणीय खुराक और गंभीरता; 4) कम मॉडलिंग समय; और 5) छोटे जानवरों के साथ-साथ बड़े जानवरों के लिए उपयुक्तता। हालांकि, अन्य पशु मॉडल की तरह, एमआईए-प्रेरित ओए मॉडल में भी कई कमियां हैं। एमआईए इंजेक्शन के बाद व्यापक कोशिका मृत्यु और तेजी से संयुक्तविनाश मनुष्यों में सहज या पोस्ट-ट्रॉमेटिक ओए के साथ असंगत हैं। इसके अलावा, आर्टिकुलर गुहा में अवशिष्ट एमआईए बाद के इंट्रा-आर्टिकुलर थेरेपी के प्रभावों को प्रभावित कर सकता है, जिसके परिणामस्वरूप एमआईए मॉडल का उपयोग करके अनिश्चित परिणाम हो सकता है। इस मॉडल में चिकित्सीय इंजेक्शन से पहले आर्टिकुलर गुहा को धोना है या नहीं, यह एक अनुत्तरित प्रश्न बना हुआ है। कुल मिलाकर कोई एकल पशु मॉडल नहीं है जो मानव ओए के सभी पहलुओं को पूरी तरह से पुन: प्रस्तुत करता है, लेकिन उपलब्ध मॉडल की विस्तृत विविधता कृत्रिम रूप से अधिकांश प्रासंगिक प्रश्नों के लिए कई मॉडल लागू करना संभव बनाती है।
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Disclosures
लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है।
Acknowledgments
इस अध्ययन को झेजियांग प्रांतीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन ऑफ चाइना (अनुदान संख्या: एलवाई 17 एच 270016), चीन के राष्ट्रीय प्राकृतिक विज्ञान फाउंडेशन (अनुदान संख्या: 81774331, 81873049 और 81673997), और चीन के पारंपरिक चीनी चिकित्सा के झेजियांग प्रांतीय विज्ञान और प्रौद्योगिकी परियोजना (अनुदान संख्या: 2013 जेडक्यू007 और 2016जेडजेड011) द्वारा वित्त पोषित किया गया था।
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Anti-Collagen II antibody | Abcam(UK) | 34712 | Primary antibody for immunohistochemistry (IHC) |
Anti-Collagen X (Col10) antibody | Abcam(UK) | 49945 | Primary antibody for IHC |
DigiGait Imaging System | Mouse Specifics (Boston, MA, USA) | Equipment for gait patterns analyses | |
Eosin | Sigma-Aldrich | 861006 | The dye for HE staining |
Fast Green FCF | Sigma-Aldrich | F7252 | The dye for SO staining |
Goat anti-mouse antibody | ZSGQ-BIO (Beijing, China) | PV-9002 | Secondary antibody for IHC |
Goat anti-rabbit antibody | ZSGQ-BIO (Beijing, China) | PV-9001 | Secondary antibody for IHC |
Hematoxylin | Sigma-Aldrich | H3163 | The dye for HE staining |
MIA | Sigma-Aldrich | I4386-10G | powder |
MMP13 | Cell Signaling Technology, Inc. (Danvers, MA, USA) | 69926 | Primary antibody for IHC |
Modular tissue embedding center | Thermo Fisher Scientific (USA) | EC 350 | Produce paraffin blocks. |
Plantar Test apparatus | UgoBasile (Italy) | 37370 | Equipment for TWL assay |
PrimeScript RT reagent Kit (Perfect Real Time) | TaKaRa Biotechnology Co. Ltd. (Dalian, China) | RR037A | Extracte total RNA from cultured cells |
Rotary and Sliding Microtomes | Thermo Fisher Scientific (USA) | HM325 | Precise paraffin sections. |
Safranin-O | Sigma-Aldrich | S2255 | The dye for SO staining |
Tissue-Tek VIP 5 Jr | Sakura (Japan) | Vacuum Infiltration Processor |
References
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