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Biology

काठ रीढ़ की हड्डी अस्थिरता का एक माउस मॉडल

Published: April 23, 2021 doi: 10.3791/61722
Automatic Translation
1, 1, 2, 2
1Spine Research Institute, Longhua Hospital, Shanghai University of Traditional Chinese Medicine, 2Department of Integrative Medicine, Huashan Hospital, Fudan University

Summary

हमने एल3-एल5 स्पिनी प्रक्रियाओं के साथ-साथ सुपरा-और अंतर-पालकी स्नायुबंधन और पैरास्पिनस मांसपेशियों की टुकड़ी के साथ एक काठ अंतरवर्टेब्रल डिस्क डिजनरेशन माउस मॉडल विकसित किया।

Abstract

इंटरवर्टेब्रल डिस्क डिजनरेशन (आइडी) एक आम पैथोलॉजिकल परिवर्तन है जिससे पीठ में दर्द कम होता है। उपयुक्त पशु मॉडल रोग प्रक्रियाओं को समझने और नई दवाओं के मूल्यांकन के लिए वांछित हैं। यहां, हमने एक शल्य चिकित्सा से प्रेरित काठ की रीढ़ की हड्डी अस्थिरता (एलएसआई) माउस मॉडल पेश किया जो 1 सप्ताह के बाद ऑपरेशन से शुरू होने वाले आइडी को विकसित करता है। विस्तार से, संज्ञाहरण के तहत माउस कम पीठ त्वचा चीरा, एल3-एल5 पतली प्रक्रियाओं जोखिम, परजीवी मांसपेशियों की टुकड़ी, प्रक्रियाओं और स्नायुबंधन की resection, और त्वचा बंद करने के द्वारा संचालित किया गया था । अवलोकन के लिए एल4-एल5 आईवीडी को चुना गया था। एलएसआई मॉडल शुरुआती चरण में एंडप्लेट्स में पोरोसिटी और हाइपरट्रॉफी द्वारा काठ आइडी विकसित करता है, इंटरवर्टेब्रल डिस्क वॉल्यूम में कमी, मध्यवर्ती चरण में न्यूक्लियस पल्पोसस में सिकुड़न, और बाद के चरण में काठ कशेरुकी (एल5)में हड्डी की हानि। एलएसआई माउस मॉडल में मजबूत संचालनशीलता, विशेष उपकरणों की कोई आवश्यकता नहीं, प्रजनन क्षमता, सस्ती और आइडी विकास की अपेक्षाकृत कम अवधि के फायदे हैं। हालांकि, एलएसआई ऑपरेशन अभी भी एक आघात है जो ऑपरेशन के बाद पहले सप्ताह के भीतर सूजन का कारण बनता है। इस प्रकार, यह पशु मॉडल काठ आइडी के अध्ययन के लिए उपयुक्त है।

Introduction

इंटरवर्टेब्रल डिस्क डिजनरेशन (आइडी) आमतौर पर उम्र बढ़ने में देखा जाता है और यहां तक कि युवा लोग भी कई कारकों के कारण होते हैं1। आइडी से पीड़ित रोगियों के लिए सर्जरी, कम पीठ दर्द और बिगड़ा आंदोलन के कारण, आमतौर पर बाद के चरण में या गंभीर मामलों में किया जाता है और इसमें गैर-संघ या संक्रमण2जैसे संभावित जोखिम होते हैं। आदर्श गैर-ऑपरेटिव उपचार के लिए आइडी तंत्र की व्यापक समझ की आवश्यकता होती है। आइडी पशु मॉडल आइडी तंत्र के अध्ययन और आइडी उपचार के मूल्यांकन के लिए एक महत्वपूर्ण उपकरण के रूप में कार्य करता है।

मानव शारीरिक संरचना के साथ उनकी समानता के कारण वानरों, भेड़, बकरियों, कुत्तों और खरगोशों जैसे आइडी मॉडलों के लिए बड़े जानवरों को चुना गया है और इंटरवर्टेब्रल डिस्क (आईवीडी) 3,4,5,6,7,8के आकार के संदर्भ में मजबूत संचालनशीलता है। हालांकि, ये पशु मॉडल समय लेने वाली और लागत-प्रधान9हैं। माउस आईवीडी आस्पेक्ट रेशियो के ज्यामितीय माप, डिस्क एरिया रेशियो के लिए न्यूक्लियस पल्पोसस और सामान्यीकृत ऊंचाई10के आधार पर मानव आईवीडी का खराब प्रतिनिधित्व है। आकार में अंतर के बावजूद, माउस काठ का आईवीडी सेगमेंट मानव आईवीडी जैसे संपीड़न और मरोड़ कठोरता11के समान यांत्रिक गुणों को प्रदर्शित करता है। इसके अलावा, माउस आइडी मॉडल में कम लागत, अपेक्षाकृत कम आइडी विकास, और आनुवंशिक रूप से संशोधित जानवरों और एंटीबॉडी के लिए अधिक विकल्प हैं जो आगे के यंत्रवादी अध्ययन12, 13,14,15में उपयोग किए जाते हैं।

प्रायोगिक-प्रेरित आइडी मॉडल प्रेरकों और अनुप्रयोगों से भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, कोलेजनेस-प्रेरित एक्सपेरिमेंटल मैट्रिक्स (ईसीएम) डिजनरेशन ईसीएम पुनर्जनन अनुसंधान16के लिए उपयुक्त है। आनुवांशिक रूप से संशोधित फेनोटाइप आइडी प्रक्रिया में और आनुवांशिकउपचारोंमें जीन कार्य का अध्ययन करने के लिए उपयुक्त हैं । Annulus फाइब्रोस चीरा और धुआं मॉडल आघात और गैर सूजन प्रेरित IDD12, 18की नकल ।

रीढ़ की हड्डी में अस्थिरता (एसआई) एक अस्थिर रीढ़ की ओर जाता है जो संतुलन की इष्टतम स्थिति में नहीं है। यह स्नायुबंधन और मांसपेशियों जैसे आसपास के सहायक ऊतक की कमजोरी के कारण काठ गति खंड के असामान्य आंदोलन के कारण हो सकता है। यह भी आमतौर पर 19 रीढ़ की हड्डी संलयन आपरेशन के बाददेखा जाताहै । एसआई को आइडी का मुख्य कारण माना जाता है। इसलिए, हमारा उद्देश्य एक एसआई चूहों मॉडल (काठ की रीढ़ की हड्डी पर केंद्रित) विकसित करना है जो मानव आइडी प्रक्रिया20,21की नकल करता है।

प्रोटोकॉल में, हमने काठ के तीसरे (एल3)से काठ के पांचवें (एल5)स्पिनस प्रक्रियाओं के साथ-साथ सुपरस्पिनस और इंटरस्पिनस लिगामेंट्स(चित्रा 1ए, बी)के रीसेक्शन द्वारा काठ की रीढ़ की हड्डी अस्थिरता (एलएसआई) माउस मॉडल स्थापित करने की प्रक्रिया शुरू की। पशु मॉडल 1 सप्ताह के बाद सर्जरी के रूप में आइडी विकसित करता है जैसा कि एंडप्लेट (ईपीएस) में हाइपरट्रॉफी और पोरोसिटी द्वारा दिखाया गया है। आईवीडी वॉल्यूम में वृद्धि आईवीडी स्कोर के साथ-साथ 16 सप्ताह के माध्यम से 2 सप्ताह के बाद सर्जरी कम होना शुरू हो जाता है, जो आइडी की डिग्री को इंगित करता है। हमारा मानना है कि विस्तृत और कल्पना प्रक्रिया शोधकर्ताओं के लिए उपयोगी है उनकी प्रयोगशाला में LSI माउस मॉडल स्थापित करने और जरूरत के रूप में IDD अनुसंधान के लिए लागू होते हैं ।

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Protocol

जांच की देखभाल और स्वास्थ्य के राष्ट्रीय संस्थानों के प्रयोगशाला जानवरों के उपयोग के लिए दिशा निर्देशों के अनुरूप वर्णित है और पारंपरिक चीनी चिकित्सा पशु देखभाल और उपयोग समिति के शंघाई विश्वविद्यालय द्वारा अनुमोदित किया गया । सभी सर्जिकल जोड़तोड़ गहरे संज्ञाहरण के तहत किए गए थे और जानवरों को प्रक्रिया के दौरान किसी भी स्तर पर दर्द का अनुभव नहीं हुआ था।

1. ऑपरेशन से पहले की तैयारी

  1. उपकरण नसबंदी: सर्जरी से पहले एक ऑटोक्लेव (15 मिनट के लिए 121 डिग्री सेल्सियस) में भाप-बंध्याकरण शल्य चिकित्सा उपकरणों। एक धातु के कंटेनर में उपकरणों पैक और उन्हें बनाए रखने जब तक वे सर्जरी में उपयोग किया जाता है।
  2. सर्जरी मंच सेटअप: ऑपरेशन के लिए कम से कम 60 सेमी x 60 सेमी का बेंच क्षेत्र आवंटित करें। 75% शराब के साथ क्षेत्र की सतह को साफ करें और डिस्पोजेबल मेडिकल तौलिया के साथ कवर करें। क्षेत्र के ऊपरी 1/3 के भीतर एक डिस्पोजेबल चिकित्सा तौलिया पर एक बाँझ शल्य चिकित्सा उपकरणों पैक, अभिकर्दक, सर्जिकल आइटम रखें। सर्जिकल ऑपरेशन के लिए क्षेत्र के शेष 2/3 को साफ छोड़ दें। थर्मल समर्थन के लिए सर्जिकल पैड के नीचे एक हॉटपैड जोड़ें।
  3. पशु तैयारी
    1. जानवर (C57BL/6J चूहों, पुरुष, 8 सप्ताह पुराने) प्रेरण कक्ष में रखें । आइसोफलुने के लिए 4% और ऑक्सीजन के लिए 4 एल/मिन के इंडक्शन स्तर पर वाष्पीकरण चालू करें। जानवर पूरी तरह से संवेदनाहारी होने के बाद, नाक शंकु और एनेस्थेटिक डिलीवरी के साथ एनेस्थेटिक को आइसोफ्लोराइन के लिए 1.5% के स्तर पर और सर्जरी के दौरान ऑक्सीजन के लिए 0.4 एल/मिनट के स्तर पर बनाए रखें। श्वसन के लिए जानवर की निगरानी करें।
    2. सर्जरी के दौरान कॉर्नियल ड्रानेस को रोकने के लिए क्लोर्टेट्रासाइक्लिन हाइड्रोक्लोराइड आई मरहम लगाएं।
    3. एक छोटे जानवर ट्रिमर का उपयोग करके निचले वक्ष क्षेत्र से पवित्र क्षेत्र के शीर्ष तक पृष्ठीय सतह पर सर्जिकल क्षेत्र को शेव करें। टिश्यू वाइप्स के साथ मुंडा फर निकालें।
    4. मुंडा क्षेत्र पर डिपिलेटरी क्रीम लगाएं और इसे 3 मिनट से अधिक समय तक छोड़ दें। 0.9% बाँझ खारा के 2 मिलील के साथ धुंध और फ्लश के साथ क्रीम निकालें।
    5. काठ की रीढ़ को उठाने और सर्जिकल ऑपरेशन की सुविधा के लिए माउस के पेट के नीचे एक कस्टम-निर्मित सर्जिकल बेलनाकार पैड(चित्रा 2 ए)रखें।

2. काठ का एक्सपोजर तीसरे से काठ पांचवें (एल3-एल5)स्पाइनस प्रक्रियाओं

  1. काठ कशेरुका की चमड़े के नीचे की तरह की प्रक्रियाओं को छूने के लिए इंडेक्स फिंगर का उपयोग करें, जो अधिक बाहरी हैं, और काठ क्षेत्र की पहचान करने के लिए वक्ष कशेरुकी और सैक्राल कशेरुकी से तुलना करें।
  2. 75% अल्कोहल का उपयोग करके त्वचा को कुल्ला करें। प्रावरणी का पर्दाफाश करने के लिए एक स्केलपेल ब्लेड का उपयोग करके कूल्हे के मध्य-वक्ष क्षेत्र से लकड़ी क्षेत्र पर 3-4 सेमी मिडलाइन त्वचा चीरा करें।
  3. स्पाइनस प्रक्रियाओं के सुझावों पर डाले गए पीछे के प्रावरणी की आकृति विज्ञान द्वारा काठ की रीढ़ की हड्डी की पहचान करें। विस्तार से, तीसरा काठ (एल3)पहले पवित्र (एस1)प्रावरणी के लिए अपने "वी" आकार से अन्य प्रावरणी से अलग हैं। अंतिम "वी" टिप पहले सैक्राल (एस1)प्रावरणी से जुड़ता है और पहला "वी" टिप एल3 स्पिनस प्रक्रिया(चित्रा 2B)से मेल खाता है।
  4. दोनों पक्षों पर बाद में स्केलपेल ब्लेड(चित्रा 2C)के साथ दोनों पक्षोंपर स्पिनस प्रक्रियाओं के साथ पीछे के परजीवी मांसपेशी चीरों बनाओ । रक्तस्राव को कम करने के लिए पहलुओं की ओर चीरा गहराई को नियंत्रित करें।
  5. एल3 से एल5 स्पाइनस प्रक्रियाओं और सुपरास्पिनस लिगामेंट्स को बेनकाब करने के लिए दो नेत्र संदंश का उपयोग करके मांसपेशियों की परतों को अलग करें।

3. लिगामेंट्स के साथ एल3-एल5 स्पाइनस प्रक्रियाओं का रीसेक्शन

  1. वीनस कैंची(चित्रा 2डी)का उपयोग करके इंटरस्पिनस स्नायुबंधन को काटकर अलग-अलग व्यक्तिगत स्पिनसंबंध प्रक्रियाएं।
  2. वीनस कैंची(चित्रा 2E)के साथ इंटरस्पिनस स्नायुबंधन के साथ एल3-एल5 स्पिनस प्रक्रियाओं को फिर से काटें।
  3. सिंचिंग पर्वर्तन मांसपेशियों के पुनर्attachमेंट के बिना बाँझ रेशम लट (सीवन आकार 5.0) के साथ त्वचा चीरा।
  4. सर्जिकल साइट पर क्लोर्टेट्रेसिकलाइन हाइड्रोक्लोराइड आई मरहम लगाएं।
  5. एनाल्जेसिया के लिए एलएसआई सर्जरी के तुरंत बाद बुप्रेनोरफिन-एसआर (माउस वजन के 25 यूएल प्रति ग्राम) का प्रशासन करें।
  6. जानवरों को एक गर्म कक्ष में रखें और संज्ञाहरण से वसूली के दौरान निगरानी करें। जानवरों को घर के पिंजरे में लौटाने से पहले भोजन और पानी के सेवन की निगरानी करें।
  7. ऑपरेशन के बाद पहले 3 दिनों के लिए दैनिक रूप से जानवर की निगरानी करें। जानवर को सामान्य भूख लगनी चाहिए और मवाद, रक्तस्राव या सूजन का कोई संकेत नहीं होना चाहिए। उन्हें लोकोमोशन में मामूली हानि हो सकती है।
  8. एल3-एल5 कशेरुकी से पीछे की पैरावर्टेब्रल मांसपेशियों की टुकड़ी द्वारा ही नकली संचालन करें।

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Representative Results

एलएसआई माउस मॉडल आइडी तंत्र, आइडी उपचार, एंडप्लेट (ईपी) के अध्ययन में लागू किया जाता है जैसे स्क्लेरोसिस, औरईपी 20, 21,22, 23में संवेदी इनरवेशन। एलएसआई माउस आईडीडी और ईपी अपक्षयी परिवर्तन विकसित करता है, जैसा कि पहचाना जाता है, आईवीडी मात्रा और ऊंचाई में कमी, ईपी वॉल्यूम में वृद्धि, और आईवीडी और ईपी स्कोर में वृद्धि हुई है।

विच्छेदित और स्थिर निचले वक्ष और काठ की रीढ़ की हड्डी की जांच उच्च-रिज़ॉल्यूशन माइक्रो कंप्यूटेड टोमोग्राफी (μCT) द्वारा की गई थी जैसा कि पहले20,21वर्णित था। पसलियों के साथ निचले वक्ष काठ को एल 3 -एल5कशेरुका(चित्रा 3 ए)की पहचान के लिए शामिल किया गया था। एक पार्श्व दृश्य पर एल3-एल5 रीढ़ के एक्स-रे नकली और एलएसआई समूहों(चित्रा 3B)में स्पिनस प्रक्रियाओं के अस्तित्व और अस्तित्व को इंगित करते हैं। परिणामएल3 के 3 डी-पुनर्निर्माण से स्पष्ट हैं -एल5 रीढ़ की हड्डी एक बाएं पूर्वकाल तिरछे दृश्य(चित्रा 3C)पर और एल 3 -एल5कशेरुकी(चित्रा 3 डी)की ट्रांसवर्स छवि द्वारा।

एल4-एल5 आईवीडी की कोरोनल छवियों का उपयोग आईवीडी20 (चित्र 4 ए)के 3डी हिस्टोमॉर्फोमेट्रिक विश्लेषण करने के लिए किया गया था। आईवीडी वॉल्यूम को एल4 और एल5 कशेरुकी के बीच पूरे अदृश्य स्थान को कवर करने वाले ब्याज क्षेत्र (आरओआई) के रूप में परिभाषित किया गया है। पैरामीटर: टीवी (कुल ऊतक मात्रा) का उपयोग 3डी संरचनात्मक विश्लेषण(चित्रा 4 बी) केलिए किया गया था। आईवीडी वॉल्यूम में सर्जरी के बाद 1 सप्ताह की मात्रा में काफी वृद्धि हुई और चित्रा 4Cमें मनाए गए ऑपरेशन के बाद 2 सप्ताह से घटाकर 16 सप्ताह करना शुरू कर दिया ।

आईवीडी अंतरिक्ष की ऊंचाई पूर्वकाल से पीछे तक भिन्न थी(चित्रा 4ई, जी)। एलएसआई का रियर साइट पर काफी असर पड़ा । इस प्रकार, आईवीडी स्पेस के पीछे के एक-तीसरे कोरोनल प्लेन को आईवीडी हाइट मेजरमेंट(चित्रा 4डी, ई)के लिए चुना गया था । आईवीडी ऊंचाई 2 सप्ताह से घटकर 16 सप्ताह के बाद सर्जरी(चित्रा 4F),जो आईवीडी वॉल्यूम(चित्रा 4C)में निष्कर्षों के अनुरूप थी।

एल4-एल5 आईवीडी स्पेस की कोरोनल छवियों को कपाल और कौडल एंडप्लेट (ईपीएस)(चित्रा 5A)दोनों के 3डी हिस्टोमॉर्फोमेट्रिक विश्लेषणों पर लागू किया गया था। एंडप्लेट (ईपी) की मात्रा को कशेरुकी(चित्रा 5ए, बी)21के करीब दृश्यमान बोनी प्लेट को कवर करने के लिए परिभाषित किया गया है। कपाल EP की लगातार पांच छवियों के पूर्वकाल एक चौथाई कोरोनल विमान 3 डी पुनर्निर्माण(चित्रा 5C)के लिए इस्तेमाल किया गया था, जो LSI चूहों(चित्रा 5D)में कपाल EP के भीतर वृद्धि हुई गुहा दिखाया । परिणाम भी trabecular जुदाई मूल्यों जो अधिक से अधिक या ०.०८९(चित्रा 5E)के बराबर थे की वृद्धि प्रतिशत द्वारा संकेत दिया गया । इस बीच, EP संस्करणों में काफी वृद्धि के बाद सर्जरी(चित्रा 5F)। कौडल ईपीएस एलएसआई(चित्रा 5जी, एच)द्वारा इसी तरह के फेनोटाइप का प्रदर्शन करता है, जो यह दर्शाता है कि एलएसआई ईपी हाइपरट्रॉफी और गुहाओं में वृद्धि की ओर जाता है।

एल5 कशेरुकी निकायों को सामान के बिना प्रत्येक एल5 कशेरुकी शरीर के सभी ट्रांसवर्स वर्गों की रूपरेखा तैयार करके और सभी 2डी छवियों को 3डी मॉडल में परिवर्तित करके पुनर्निर्मित किया गया था। निर्माण और विश्लेषण वाणिज्यिक सॉफ्टवेयर (जैसे, NRecon v1.6 और CTAn v1.9, क्रमशः) के साथ किया गया था। एल5 कशेरुका की मात्रा थोड़ा सर्जरी के बाद वृद्धि लेकिन केवल नकली समूह और 16 सप्ताह एलएसआई समूह(चित्रा 6B) केबीच आंकड़ा अंतर है । BV/TV में एक महत्वपूर्ण कमी भी 16 सप्ताह के बाद सर्जरी मौजूद था, यह दर्शाता है कि LSI एक बाद के चरण में कशेरुकी हड्डी हानि का कारणबनता है (चित्रा 6A, C)।

एलएसआई आईवीडी डिजनरेशन और ईपी डिजनरेशन को प्रेरित करता है जैसा कि बढ़ी हुई आईवीडी और ईपी स्कोर24 (चित्रा 7ए, सी)द्वारा इंगित किया गया है। एलएसआई समूहों(चित्रा 7B)में नाभिक पल्पोसस कोशिकाओं के इंट्रासेलुलर वैक्यूल्स में कमी में तेजी आई । एलएसआई ईपीएस(चित्रा 7 डी)में गुहाओं में वृद्धि के साथ ऑस्टियोक्लास्ट की बढ़ी हुई संख्या के साथ ट्रैप स्टेनिंग(चित्रा 7ई, एफ)द्वारा इंगित किया गया है।

डेटा को डी.डी. ± मतलब के रूप में दिखाया गया था। सांख्यिकीय महत्व एक छात्र के टी-टेस्टद्वारा निर्धारित किया गया था । महत्व के स्तर को पी एंड एलटी; 0.05 के रूप में परिभाषित किया गया था। सभी डेटा विश्लेषण एसपीएसएस 15.0 का उपयोग करके किए गए थे।

Figure 1
चित्रा 1: एलएसआई माउस मॉडल की योजनाबद्ध। (A)माउस के निचले हिस्से के क्षेत्र में एल3-एल5 कशेरुकी की एनाटॉमी। (ख)मध्यापन्न स्नायुबंधन और सुप्रास्पिनस लिगामेंट्स (चिह्नित पीला) के साथ-साथ स्पिनसियोस प्रक्रियाओं का रीसेक्शन । एक लाल बिंदीदार रेखा एक अनुभाग विमान इंगित करती है। कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 2
चित्रा 2: एल3-एल5 स्पाइनल प्रक्रियाओं और एलएसआई ऑपरेशन का एक्सपोजर। (क)माउस के पेट के नीचे कस्टम से बने बेलनाकार पैड रखा जाता है। (ख)काठ की प्रावरणी का एक्सपोजर और एल3 से एस1 स्पिनस प्रक्रियाओं की पहचान "वी" आकार से । (ग)एल3 से एल5 स्पाइनल प्रक्रियाओं के दोनों ओर पार्श्व परसावले मांसपेशी चीरों । (घ)अंतरपाइनस स्नायुबंधन को काटकर व्यक्तिगत स्पाइनल प्रक्रियाओं का एक्सपोजर । (ई)इंटर और सुपरा-स्पाइनस लिगामेंट्स के साथ एल3-एल5 स्पाइनस प्रोसेस का रीसेक्शन । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 3
चित्र 3: μCT द्वारा एलएसआई पहचान। (ए)एक्स-रे में वक्ष कशेरुकी के साथ पसलियों द्वारा एल3-एल5 कशेरुकी का स्थानीयकरण। (ख)एक पार्श्व दृश्य पर एक्स-रे और(C)3 डी पुनर्निर्माण एक बाएं पूर्वकाल तिरछे दृश्य पर एल3-एल5 कशेरुकी शाम और एलएसआई समूहों में । (घ)काठ कशेरुका के ट्रांसवर्स प्लेन को स्पाइनस प्रोसेस के रिसेक्शन के साथ । (घ)को बियान एट अल21से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 4
चित्रा 4: एलएसआई आईवीडी वॉल्यूम को कम करता है। (A)एल4 और एल5 ईपीएस के बीच अदृश्य अंतरिक्ष (लाल) की लगातार छवियों का उपयोग 3 डी पुनर्निर्माण के लिए किया जाता है। (ख)आईवीडी वॉल्यूम को टीवी ऑफ(ए)द्वारा परिभाषित किया गया है । (C)ऑपरेशन के बाद पांच टाइमपॉइंट्स पर एल4-एल5 आईवीडी वॉल्यूम का क्वांटिफिकेशन । N = 8 प्रति समूह। डेटा को ± एस.डी. *पी एंड एलटी; 0.05, **पी एंड एलटी; 0.01 बनाम शाम के रूप में दिखाया गया है। (घ)ट्रांसवर्स प्लेन और(ई)काठ के कशेरुकी निकायों का मध्य-सगितिटल विमान । नीले डबल-तीर एंटेरोपोस्टेर व्यास का संकेत देते हैं। येलो लाइन पीछे 1/3 विमान इंगित करता है । (च)एल4-एल5के पीछे के पांच कोरोनल प्लेन की लगातार पांच छवियों का उपयोग करके कपाल और कौडल ईपीएस का पुनर्निर्माण । लाल आईवीडी स्पेस को इंगित करता है। (जी)एल4-एल 5कामिड-सैगिटल प्लेन । (ग)को बियान एट अल20से संशोधित किया गया है । (एफ, जी)को बियान एट अल21से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 5
चित्रा 5: एलएसआई EP हाइपरट्रॉफी और पोरोसिटी को प्रेरित करता है। (A)एल 4 -एल5का कोरोनल प्लेन । लाल बिंदीदार रेखा 3 डी निर्माण के लिए उपयोग किए जाने वाले कौडल ईपी की छवि को इंगित करती है। (ख)कौडल एल4 और कपाल एल5का पुनर्निर्माण । ब्लू कार्टून एल 4 -एल5के कौडलईपीको इंगित करता है । (C)एल4-एल 5कामिड-सैगिटल प्लेन । नीले डबल-तीर एंटेरोपोस्टेर व्यास का संकेत देते हैं। येलो लाइन पूर्वकाल 1/4 विमान को इंगित करता है । (घ)एल4-एल5के पूर्वकाल 1/4 विमान की लगातार पांच छवियों द्वारा कपाल ईपीएस का पुनर्निर्माण । (ई,जी) μCT विश्लेषणों से प्राप्त कपाल(ई)और कौडल(जी)ईपीएस के ट्रैबेकुलर सेपरेशन वितरण का प्रतिशत। (एफ,एच) कपाल(एफ)और कौडल(एच)का मात्राकरण । इंगित टाइमपॉइंट्स में एल4-एल5 ईपी वॉल्यूम। N = 8 प्रति समूह। डेटा को ± एस.डी.* पी एंड एलटी; 0.05 बनाम के रूप में दिखाया गया है। नकली। (डी-एच)को बियान एट अल21से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 6
चित्रा 6: एलएसआई देर चरण में कशेरुकी हड्डी हानि का कारण बनता है । (क)16 सप्ताह के शाम और एलएसआई समूहों में एल5 कशेरुकी निकायों का पुनर्निर्माण । (B,C) एल5 कशेरुका टीवी(बी)और बीवी/टीवी(सी)का परिमाणीकरण । N = 8 प्रति समूह। डेटा को ± मतलब के रूप में दिखाया गया है एस.डी.* पी एंड एलटी; 0.05, ** पी एंड एलटी; 0.01 बनाम। नकली। (ख)को बियान एट अल21से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

Figure 7
चित्रा 7: एलएसआई आईवीडी और ईपी पतन की ओर जाता है। (A)आईवीडी डिजनरेशन के संकेत के रूप में एलएसआई या नकली चूहों में आईवीडी स्कोर। (ख)एल4-एल5 आईवीडी में एनपीएस के लिए सैफरिन ओ स्टेनिंग की प्रतिनिधि छवियां । सफेद vacuoles इंगित करता है। लाल प्रोटेओग्लाइकन को इंगित करता है। (C)ईपी पतन के संकेत के रूप में एलएसआई या नकली समूह में ईपी स्कोर । (घ)कौडल एल4-एल5 ईपीएस के लिए सैफरानिन ओ-फास्ट ग्रीन स्टेनिंग की प्रतिनिधि छवियां । हरे/नीले दाग कैल्शियम गुहाओं । (ई)कौडल एल4-एल 5ईपीएस के लिएट्रैप स्टेनिंग की प्रतिनिधि छवियां । बैंगनी ट्रैप+इंगित करता है । N = 6 प्रति समूह। डेटा को ± मतलब के रूप में दिखाया गया है एस.डी.* पी एंड एलटी; 0.05, ** पी एंड एलटी; 0.01 बनाम। नकली। (एफ)ट्रैप+ ऑस्टियोप्लास्ट्स इन(ई)का क्वांटिफिकेशन । (A, B)को बियान एट अल20से संशोधित किया गया है । (सी-एफ)को बियान एट अल21से संशोधित किया गया है । कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें ।

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Discussion

हमने सर्वाइकल स्पॉन्डिलोसिस माउस मॉडल पर आधारित काठ की रीढ़ की हड्डी अस्थिरता माउस मॉडल विकसित किया जिसमें कशेरुकी से पीछे की पैरावर्टेब्रल मांसपेशियों को अलग किया गया और सुप्रास्पिनस और इंटरस्पिनस लिगामेंट्स के साथ-साथ स्पाइनस प्रक्रियाओं को25को फिर से विभाजित किया गया । हमने काठ की रीढ़ की हड्डी पर एक समान ऑपरेशन किया, जिसमें अधिक प्रमुख स्पिनस प्रक्रियाएं हैं। एलएसआई माउस मॉडल काठ रीढ़ में इसी तरह की IDD विकसित की है।

एलएसआई मॉडल के फायदों में मजबूत संचालनशीलता, विशेष उपकरण की कोई आवश्यकता नहीं, प्रजनन क्षमता और आइडी विकास की अपेक्षाकृत कम अवधि शामिल है।

ऑपरेशन के दौरान सफलता दर में सुधार करने में मदद करने के लिए कुछ प्रमुख बिंदुओं को यहां प्रस्तुत किया जाता है। ये भी महत्वपूर्ण कदम हैं । सबसे पहले, बालों को पीठ के निचले हिस्से पर हटा दें, जितना संभव हो उतना स्पष्ट है, क्योंकि घाव में छोड़े गए किसी भी मुंडा बाल एनाफिलेक्टिक प्रतिक्रिया का कारण बन सकते हैं। दूसरा, एक बेलनाकार पैड या किसी अन्य पैड को काठ कशेरुकी बढ़ाने की सिफारिश की जाती है। तीसरा, चीरा गहराई और रक्तस्राव को नियंत्रित करने के लिए माइक्रो कैंची का उपयोग करें। ऑपरेशन के दौरान हेमेटोकोलिया देखा जाता है, तो ऑपरेशन बंद करें और माउस का त्याग करें क्योंकि माउस सर्जरी के दौरान या बाद में जीवित नहीं रहेगा। चौथा, पैरास्पाइनस मांसपेशियों के पुनर्attachment की सिफारिश नहीं की जाती है क्योंकि पुनर्attachment अस्थिरता को बना सकता है। पांचवां, पूरे एल3-एल5 स्पिनस प्रक्रियाओं का एक पूर्ण resection व्यक्तिगत मॉडल में परिवर्तनशीलता को कम कर देता है। छठा, आसपास की नसों और रक्त वाहिकाओं को घायल करने से बचें, अन्यथा, माउस गैर-कैनोनिक पैथोलॉजिकल परिवर्तन विकसित कर सकता है। यदि मॉडल परिणामों में दिखाए गए विशिष्ट फेनोटाइप का प्रदर्शन नहीं करते हैं, तो उपरोक्त छह बिंदुओं की जांच करें।

इस एलएसआई मॉडल की सफलता का मूल्यांकन दो सुनहरे मानकों द्वारा किया जा सकता है जिसमें छोटे पशु एमआरआई द्वारा मापा गया आईवीडी वॉल्यूम या माइक्रोसीटी द्वारा मापा जाता है, और हिस्टोलॉजिकल अवलोकन के आधार पर एक आईवीडी स्कोर शामिल है। एलएसआई मॉडल एलएसआई सर्जरी के बाद 2 सप्ताह के रूप में आइडी विकसित करता है, लेकिन 1 सप्ताह के रूप में एंडप्लेट में पोरोसिटी विकसित करता है, जैसा कि मनाया गया है। यह न्यूक्लियस पल्पस सिकुड़न, एंडप्लेट स्क्लेरोसिस, ऑस्टियोक्लास्ट-प्रेरित साइटोकिन्स से संबंधित आइडी, आइडी-प्रेरित ऑस्टियोपोरोसिस (16 सप्ताह के बाद एलएसआई) आदि पर अध्ययन के लिए उपयुक्त है।

एलएसआई मॉडल में कुछ सीमाएं हैं। एलएसआई ऑपरेशन माउस के लिए अपेक्षाकृत महान आघात है। सूजन अपरिहार्य है और आमतौर पर ऑपरेशन के बाद 7 दिनों के भीतर देखा जाता है। इस प्रकार, यह मॉडल आइडी के प्रारंभिक रोग परिवर्तनों को देखने के लिए उपयुक्त नहीं है, विशेष रूप से यांत्रिक लोडिंग परिवर्तनों के कारण 7 दिनों के भीतर।

मॉडल को विभिन्न काठ के कशेरुका जैसे केवल एल5 या एल 1 से एल5 तक लक्षित करके संशोधित किया जा सकता है । नकली समूहों के अलावा स्वस्थ नियंत्रण की भी सिफारिश की जाती है।

संक्षेप में, हमने एक शल्य-प्रेरित काठ आइडी माउस मॉडल विकसित किया है और दूसरों को पशु मॉडल को पुन: पेश करने और इसे आइडी अध्ययन में लागू करने में मदद करने के लिए प्रक्रिया की कल्पना की है।

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Disclosures

लेखकों के पास खुलासा करने के लिए कुछ नहीं है ।

Acknowledgments

इस काम को चीन के विज्ञान और प्रौद्योगिकी मंत्रालय से नेशनल नेचुरल साइंस फाउंडेशन ऑफ चाइना (८१९७३६०७) और आवश्यक दवा अनुसंधान और विकास (2019ZX09201004-003-032) ने समर्थन दिया ।

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Chlortetracycline Hydrochloride Eye Ointment Shanghai General Pharmaceutical Co., Ltd. H31021931 Prevent eye dry, Prevent wound infection
C57BL/6J male mice Tian-jiang Pharmaceuticals Company (Jiangsu, CN) SCXK2018-0004 Animal model
Disposable medical towel Henan Huayu Medical Devices Co., Ltd. 20160090 Platform for surgical operation
Inhalant anesthesia equipment MIDMARK Matrx 3000 Anesthesia
Isoflurane Shenzhen RWD Life Technology Co., Ltd. 1903715 Anesthesia
Lidocaine hydrochloride Shandong Hualu Pharmaceutical Co., Ltd. H37022839 Pain relief
Medical suture needle Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. 20S0401J Suture skin
Ophthalmic forceps Shanghai Medical Devices (Group) Co., Ltd. Surgical Instruments Factory JD1050 Clip the skin
Ophthalmic scissors(10cm) Shanghai Medical Devices (Group) Co., Ltd. Surgical Instruments Factory Y00030 Skin incision
silk braided Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. 11V0820 Suture skin
Small animal trimmer Shanghai Feike Electric Co., Ltd. FC5910 Hair removal
Sterile surgical blades(12#) Shanghai Pudong Jinhuan Medical Products Co., Ltd. 35T0707 Muscle incision
Veet hair removal cream RECKITT BENCKISER (India) Ltd NA Hair removal
Venus shears Mingren medical equipment Length:12.5cm Clip the muscle and spinous process

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References

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काठ रीढ़ की हड्डी अस्थिरता का एक माउस मॉडल
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Liu, S., Sun, Y., Dong, J., Bian, Q. A Mouse Model of Lumbar Spine Instability. J. Vis. Exp. (170), e61722, doi:10.3791/61722 (2021).

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