Summary
פיתחנו מודל עכבר ניוון דיסק בין חולייתי מותני על ידי כריתה של L3– L5 תהליכים תרד יחד עם רצועות סופרה בין ספינים וניתוק של שרירים paraspinous.
Abstract
ניוון דיסק בין חולייתי (IDD) הוא שינוי פתולוגי נפוץ המוביל לכאבי גב תחתון. מודלים מתאימים לבעלי חיים רצויים להבנת התהליכים הפתולוגיים ולהערכת תרופות חדשות. כאן, הצגנו מודל עכבר אי יציבות עמוד השדרה המותני המושרה בניתוח (LSI) המפתח IDD החל מ 1 שבוע לאחר הניתוח. בפירוט, העכבר תחת הרדמה הופעל על ידי חתך בעור בגב התחתון, L3–L5 חשיפה תהליכים תרד, ניתוק של שרירים paraspinous, כריתה של תהליכים ורצועות, וסגירת העור. L4–L5 IVDs נבחרו לתצפית. מודל LSI מפתחת IDD מותני על ידי נקבוביות והיפרטרופיה ב endplates בשלב מוקדם, ירידה בנפח דיסק בין חולייתי, הצטמקות פולפוסוס גרעין בשלב ביניים, ואיבוד עצם בחוליות המותניות (L5) בשלב מאוחר יותר. מודל העכבר LSI יש את היתרונות של יכולת פעולה חזקה, אין דרישה של ציוד מיוחד, רבייה, זול, ותקופה קצרה יחסית של פיתוח IDD. עם זאת, ניתוח LSI הוא עדיין טראומה שגורמת לדלקת בתוך השבוע הראשון שלאחר הניתוח. לכן, מודל זה של בעלי חיים מתאים לחקר IDD מותני.
Introduction
ניוון דיסק בין חולייתי (IDD) נתפס בדרך כלל בהזדקנות ואפילו צעירים הנגרמים על ידי גורמים רבים1. ניתוח לחולים הסובלים IDD, גרימת כאבי גב תחתון ותנועה לקויה, מבוצע בדרך כלל בשלב מאוחר יותר או במקרים חמורים ויש לו סיכונים פוטנציאליים כגון אי איחוד או זיהום2. טיפול אידיאלי שאינו אופרטיבי דורש הבנה מקיפה של מנגנון IDD. המודל החייתי IDD משמש ככלי חיוני למחקרים של מנגנון IDD והערכת טיפול IDD.
בעלי חיים גדולים יותר נבחרו עבור מודלים IDD כגון פרימטים, כבשים, עזים, כלבים, וארנבות בשל הדמיון שלהם עם המבנה האנטומי האנושי במידה רבה ואת operability חזק במונחים של גודל דיסקים בין חולייתיים (הפריה חוץ גופית)3,4,5,6,7,8. עם זאת, מודלים אלה של בעלי חיים גוזלים זמן רב ואינטנסיביים9. עכבר IVD הוא ייצוג לקוי של IVD האנושי מבוסס על מדידות גיאומטריות של יחס הגובה-רוחב, פולפוסוס גרעין ליחס אזור דיסק, וגובה מנורמל10. למרות ההבדל בגודל, קטע IVD המותני של העכבר מציג תכונות מכניות דומות להפריה חוץ גופית אנושית כגון דחיסה ונוקשות פיתולים11. בנוסף, מודל IDD עכבר יש את היתרון של עלות נמוכה, פיתוח IDD קצר יחסית, ואפשרויות נוספות עבור בעלי חיים מהונדסים גנטית ונוגדנים מנוצלים במחקרים מכניים נוספים12,13,14,15.
מודלי IDD הנגרמים על-ידי ניסויים משתנים מהמרצים והיישומים. לדוגמה, ניוון מטריצה חוץ-תאית (ECM) הנגרמת על ידי קולגנאז מתאים למחקר התחדשות ECM16. פנוטיפ מהונדס גנטית מתאים לחקר תפקוד הגנים בתהליך IDD ובטיפולים גנטיים17. Annulus פיברוסוס חתך ומודלים עשן לחקות טראומה ולא דלקת המושרה IDD12,18.
חוסר יציבות בעמוד השדרה (SI) מוביל לעמוד שדרה לא יציב שאינו במצב אופטימלי של שיווי משקל. זה יכול להיגרם על ידי תנועה חריגה של קטע תנועה מותנית בשל החולשה של הרקמה התומכת שמסביב כגון רצועות ושרירים. זה גם נראה בדרך כלל לאחר ניתוח היתוך עמוד השדרה19. SI נחשב כגורם העיקרי של IDD. לכן, אנו שואפים לפתח מודל עכברי SI (המתמקד בעמוד השדרה המותני) המחקה את תהליך IDD האנושי20,21.
בפרוטוקול, הצגנו את ההליך של יצירת מודל אי יציבות עמוד השדרה המותני (LSI) על ידי כריתה של המותני השלישי (L3)כדי מותני החמישי (L5)תהליכים מסתובבים יחד עם הרצועות העל-ראשיות והאינטרספין(איור 1A,B). המודל החייתי מפתח IDD כבר שבוע לאחר הניתוח כפי שמוצג על ידי היפרטרופיה ונקבוביות ב endplates (EPs). נפח IVD מתחיל להקטין 2 שבועות לאחר הניתוח דרך 16 שבועות יחד עם ציון IVD מוגבר, אשר מציין את מידת IDD. אנו מאמינים כי ההליך המפורט והדמיינו שימושי לחוקרים כדי להקים את מודל העכבר LSI במעבדה שלהם ולהחיל על מחקר IDD לפי הצורך.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
החקירות המתוארות תואמות את ההנחיות לטיפול ושימוש בחיות מעבדה של המכונים הלאומיים לבריאות ואושרו על ידי אוניברסיטת שנגחאי לרפואה סינית מסורתית טיפול בבעלי חיים ושימוש בוועדה. כל המניפולציות הכירורגיות בוצעו בהרדמה עמוקה ובעלי החיים לא חוו כאבים בשום שלב במהלך ההליך.
1. הכנה טרום ניתוחית
- עיקור מכשירים: מכשירים כירורגיים מעוקרים בקיטור במובלעת אוטומטית (121 מעלות צלזיוס למשך 15 דקות) לפני הניתוח. לארוז מכשירים במיכל מתכת ולתחזק אותם עד שהם משמשים בניתוח.
- הגדרת פלטפורמת ניתוח: להקצות שטח ספסל של לפחות 60 ס"מ x 60 ס"מ לניתוח. יש לנקות את פני השטח עם 75% אלכוהול ולכסות במגבת רפואית חד פעמית. מניחים חבילת מכשירים כירורגיים סטריליים, ריאגנטים, פריטים כירורגיים על מגבת רפואית חד פעמית בתוך 1/3 העליון של האזור. השאירו את 2/3 הנותרים של האזור נקי לניתוח. הוסף משטח חם מתחת כרית כירורגית לתמיכה תרמית.
- הכנת בעלי חיים
- הנח את החיה (עכברי C57BL/6J, זכר, בן 8 שבועות) לתוך תא האינדוקציה. הפעל את מאדה ברמת אינדוקציה של 4% עבור איזופלורן ו 4 L / min עבור חמצן. לאחר החיה מורדמת לחלוטין, לשמור על ההרדמה עם חרוט האף ואת הלידה הרדמה ברמה של 1.5% עבור איזופלורן ו 0.4 L / min עבור חמצן במהלך הניתוח. לפקח על החיה לנשימה.
- החל משחת עיניים הידרוכלוריד כלורטרציקלין כדי למנוע יובש בקרנית במהלך הניתוח.
- לגלח את האזור הכירורגי על פני השטח הגבי מאזור בית החזה התחתון לחלק העליון של אזור sacral באמצעות גוזם בעלי חיים קטן. מוציאים את הפרווה המגולחת עם מגבוני רקמה.
- החל קרם depilatory על האזור מגולח ולהשאיר אותו שם לא יותר מ 3 דקות. מוציאים את השמנת עם גזה וסומק עם 2 מ"ל של 0.9% מלוחים סטריליים.
- הנח כרית גלילית כירורגית בהתאמה אישית (איור 2A) מתחת לבטן העכבר כדי להרים את עמוד השדרה המותני ולהקל על הניתוח.
2. חשיפת המותני השלישי לחמישי המותני (L3–L5) תהליכים מסתובבים
- השתמש באצבע המורה כדי לגעת בתהליכים הסיבוביים התת עוריים של החוליות המותניות, שהן חיצוניות יותר, ולהשוות עם חוליות בית החזה וחוליות הסאקרל כדי לזהות את אזור המותני.
- לשטוף את העור באמצעות 75% אלכוהול. בצע חתך עור 3-4 ס"מ קו האמצע מעל אזור העצים מאזור אמצע בית החזה אל הירך באמצעות להב אזמל כדי לחשוף את fascia.
- זהה את עמוד השדרה המותני על ידי המורפולוגיה של fascia האחורי מוכנס על קצות התהליכים ספינוס. בפירוט, המותני השלישי (L3)אל sacral הראשון (S1)fasciae נבדלים fasciae אחרים על ידי צורות "V" שלהם. קצה ה-"V" האחרון מתחבר ל-sacral הראשון (S1)fascia ועצה ה-"V" הראשון מתאים לתהליך הסיבובי L3 (איור 2B).
- הפוך את החתכים בשרירים הצנחניים האחוריים לאורך התהליכים הסיבוביים מ- L3 עד L5 משני הצדדים לרוחב עם להב אזמל(איור 2C). לשלוט בעומק החתך לכיוון ההיבטים כדי להפחית דימום.
- הפרד את שכבות השריר באמצעות שתי מלקחיים עיניים כדי לחשוף L3 כדי L5 תהליכים ספיניים ורצועות על-ראשי.
3. כריתה של L3–L5 תהליכים מסתובבים יחד עם הרצועות
- הפרד תהליכים מסתובבים אינדיבידואליים על-ידי ניתוק הרצועות הבין-ראשיות באמצעות גזירי ונוס(איור 2D).
- נתחו את התהליכים הסיבוביים L3–L5 יחד עם הרצועות הבין-ראשיות עם גזירה של ונוס(איור 2E).
- לתפור את חתך העור עם משי סטרילי קלוע (גודל תפר 5.0) ללא חיבור מחדש של השרירים para החוליות.
- החל משחת עיניים הידרוכלוריד כלורטרציקלין לאתר הכירורגי.
- ניהול Buprenorphine-SR (25 uL לגרם של משקל העכבר) מיד לאחר ניתוח LSI למשככי כאבים.
- מניחים את בעלי החיים בתא חם ומנטרים במהלך ההחלמה מההרדמה. לפקח על צריכת מזון ומים לפני החזרת בעלי החיים לכלוב הבית.
- לפקח על החיה פעם ביום במשך 3 הימים הראשונים לאחר הניתוח. החיה צריכה להיות מסוגלת לקבל תיאבון נורמלי צריך לרפא ללא סימן של מוגלה, דימום, או נפיחות. ייתכן שיש להם ליקוי קל בתנועה.
- בצע פעולות מזויפות רק על ידי ניתוק השרירים הפר החולייתיים האחוריים מחוליות L3–L5.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
מודל העכבר LSI מיושם במחקרים של מנגנון IDD, טיפול IDD, ניוון endplate (EP) כגון טרשת נפוצה, ו innervation חושי ב EP20,21,22,23. עכבר LSI מפתח שינויים ניווניים IDD ו- EP, כפי שזוהה, על ידי ירידה בנפח ובגובה IVD, נפח EP מוגבר, ציונים מוגברים IVD ו- EP.
עמוד השדרה התחתון והתחתון המנותח והמותני נבדקו על ידי טומוגרפיה מיקרו ממוחשבת ברזולוציה גבוהה (μCT) כפי שתואר קודם לכן20,21. המותני התחתון של בית החזה עם הצלעות נכלל לזיהוי חוליות L3–L5 (איור 3A). צילומי רנטגן של עמוד השדרה L3–L5 בתצוגה רוחבית מצביעים על קיומם ועל חוסר קיוםם של תהליכים מסתובבים בקבוצות Sham ו- LSI (איור 3B). התוצאות ברורות יותר על ידי שחזור תלת מימדי של L3– L5 עמוד שדרה בתצוגה אלכסונית חיצונית שמאלית (איור 3C) ועל ידי תמונה רוחבית של חוליות L3– L5 (איור 3D).
תמונות קורונל של L4–L5 IVD שימשו לביצוע ניתוחים היסטומורפומטריים תלת מימדיים של IVD20 (איור 4A). נפח IVD מוגדר כאזור עניין (ROI) המכסה את כל הרווח הבלתי נראה בין חוליות L4 ו- L5. פרמטר: טלוויזיה (נפח רקמות כולל) שימשה לניתוח מבני תלת מימדי (איור 4B). נפח IVD גדל באופן משמעותי 1 שבוע לאחר הניתוח והחל לרדת מ 2 שבועות ל 16 שבועות לאחר הניתוח כפי שנצפה באיור 4C.
גובהו של מרחב הפריה חוץ גופית נע בין החלק האחורי לחלק האחורי(איור 4E,G). LSI הייתה השפעה משמעותית על האתר האחורי. כך, המישור האחורי של שליש משטח הפריה חוץ גופית נבחר למדידת גובה הפריה חוץ גופית (איור 4D,E). גובה ההפריה החוץ-ממדית ירד משבועיים ל-16 שבועות לאחר הניתוח (איור 4F), אשר היה עקבי עם הממצאים בנפח ההפריה החוץ-ממדית (איור 4C).
תמונות קורונל של החלל L4–L5 IVD הוחלו על ניתוחים היסטומורפומטריים תלת-ממדיים של לוחות אנדפלאות גולגולתיים וקאודליים (Eps)(איור 5A). עוצמת הקול של Endplate (EP) מוגדרת לכיסוי לוחית גרמית גלויה קרוב לחוליות (איור 5A,B)21. המישור הראשון, רבע מהקורונל, של חמש תמונות רצופות של EP גולגולתי, שימש לשחזור תלת מימדי (איור 5C), שהראה חללים מוגברים בתוך EP גולגולתי בעכברי LSI(איור 5D). התוצאות צוינו גם על ידי אחוז מוגבר של ערכי הפרדה טרבקולרית שהיו גדולים או שווים ל- 0.089 (איור 5E). בינתיים, נפחי ה-EP גדלו באופן משמעותי לאחר הניתוח (איור 5F). EPs Caudal להפגין פנוטיפ דומה על ידי LSI (איור 5G, H), המציין LSI מוביל היפרטרופיה EP ועלייה בחללים.
L5 גופי חוליות שוחזרו על ידי ציור קווי המתאר של כל החלקים רוחביים של כל גוף חוליות L5 ללא אביזרים והמרת כל התמונות הדו-ממדיות לדגם תלת-ממד. הבנייה והניתוח נעשו עם תוכנה מסחרית (למשל, NRecon v1.6 ו- CTAn v1.9, בהתאמה). הכמויות של חוליות L5 גדלות מעט לאחר הניתוח, אך יש להן רק הבדל סטטיסטי בין קבוצת Sham לקבוצת LSI של 16 שבועות (איור 6B). ירידה משמעותית ב-BV/TV הייתה קיימת גם 16 שבועות לאחר הניתוח, מה שמצביע על כך ש-LSI גורמת לאובדן עצם החוליות בשלב מאוחר יותר (איור 6A,C).
LSI גורם ניוון IVD ניוון EP כפי שצוין על ידי IVD מוגברת ציוני EP24 (איור 7A,C). ירידה בוואקולות תאיות של תאי פולפוסוס גרעיניים הואצה בקבוצות LSI (איור 7B). גידול חללים ב-LSI EPs (איור 7D) מלווה במספר מוגבר של אוסטאוקלסטים כפי שעולה מכתמי מלכודת (איור 7E,F).
הנתונים הוצגו כמשמעותיים ± s.d. מובהקות סטטיסטית נקבעה על ידי מבחן T של סטודנט. רמת המשמעות הוגדרה כ- p < 0.05. כל ניתוחי הנתונים בוצעו באמצעות SPSS 15.0.
איור 1: סכמטי של דגם העכבר LSI. (A)אנטומיה של L3–L5 חוליות באזור הגב התחתון של העכבר. (B) כריתה של תהליכים מסתובבים יחד עם רצועות בין-ראשיות ורצועות על-ראשיות (מסומנות חיוורות). קו מנוקד אדום מציין מישור מקטע. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 2: חשיפה של תהליכים מסתובבים מסוג L3–L5 ותפעול LSI. (A)כרית גלילית בהזמנה אישית ממוקמת מתחת לבטן העכבר. (B) חשיפת fasciae המותני וזיהוי של L3 כדי S1 תהליכים מסתובבים על ידי צורות "V". (C) חתכים שרירים paraspinous לרוחב משני הצדדים של L3 כדי L5 תהליכים ספיניים. (D) חשיפה של תהליכים ספיניים בודדים על ידי ניתוק רצועות בין-ראשיות. (ה)כריתה של L3-L5 תהליכים מסתובבים עם רצועות בין-על-ספיניות. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 3: זיהוי LSI לפי μCT. (A) לוקליזציה של L3-L 5 חוליות על ידיצלעות עם חוליות בית החזה בקרני רנטגן. (B)צילומי רנטגן בתצוגה רוחבית ו- (C) שחזור תלת מימדי בתצוגה אלכסונית חיצונית שמאלית של חוליות L3–L5 בקבוצות Sham ו- LSI. (ד)מישור רוחבי של חוליות מותניות עם כריתת התהליך הסיבובי. (D) שונה מ Bian ואח'21. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 4: LSI מפחית את עוצמת ההיעדרות. (A) תמונות עוקבות של המרחב הבלתי נראה (אדום) בין L4 ו- L5 EPs משמשות לשחזור תלת-ממדי. (B) אמצעי אחסון IVD מוגדר על-ידי הטלוויזיה של (A). (C) כימות של אמצעי אחסון L4-L5 IVD בחמש נקודות זמן לאחר הפעולה. N = 8 לכל קבוצה. הנתונים מוצגים כמשמעותיים ± s.d. *p < 0.05, **p < 0.01 לעומת Sham. (D)מישור רוחבי ו-(E)מישור שאגיטלי בינוני של גופי חוליות מותניים. חצים כפולים כחולים מצביעים על קוטר אנטרו-פוסטריורי. קו צהוב מציין מישור אחורי 1/3. (ו)שחזור של EPs גולגולתי ו caudal באמצעות חמש תמונות רצופות של מישור קורנל אחורי 1/3 של L4–L5. אדום מציין רווח IVD. (ז)מישור מיד-שגיטל של L4-L5. (C)שונה מ- Bian ואח '20. (F,G)שונו מ Bian ואח'21. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 5: LSI גורם להיפרטרופיה ונקבוביות של EP. (A)מטוס קורונל של L4-L5. קו מנוקד אדום מציין תמונה של EP caudal המשמש לבנייה תלת-ממדית. (B)שחזור של Caudal L4 ו גולגולת L5. קריקטורה כחולה מציין EP caudal של L4-L5. (C)מישור מיד-שגיטל של L4-L5. חצים כפולים כחולים מצביעים על קוטר אנטרו-פוסטריורי. הקו הצהוב מציין מישור 1/4 חיצוני. (D)שחזור של EPs גולגולתי על ידי חמש תמונות רצופות של מישור 1/4 של L4–L5. (ה,ז) אחוז התפלגות ההפרדה הטרבקולרית שלגולגולת( E ) ו- caudal (G) EPs המתקבלים מניתוחי μCT. (ו,ח) כימות הגולגולת (F) וקאודל(H). עוצמת EP L4–L5 בנקודות זמן שצוינו. N = 8 לכל קבוצה. הנתונים מוצגים כמשמעותיים ± s.d* p < 0.05 לעומת. שאם. (D-H)שונו מ Bian ואח'21. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 6: LSI גורם לאובדן עצם החוליות בשלב מאוחר. (A)שחזור של גופי חוליות L5 בקבוצות שיים ו- LSI של 16 שבועות. (B,C) כימות של L5 חוליות טלוויזיה (B) ו BV / טלוויזיה (C). N = 8 לכל קבוצה. הנתונים מוצגים כ ממוצעים ± s.d* p < 0.05, ** p < 0.01 לעומת. שאם. (B) שונה מ Bian ואח'21. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
איור 7: LSI מוביל לניוון IVD ו- EP. (A)IVD ציון LSI או עכברים מזויפים כאינדיקציה של ניוון IVD. (ב)תמונות מייצגות של Safranin O מכתים עבור NPs ב L4–L5 IVD. הלבן מציין וקולות. אדום מציין פרוטאוגליקן. (C) ציון EP בקבוצת LSI או sham כאינדיקציה לניוון EP. (D) תמונות מייצגות של Safranin O-Fast כתמים ירוקים עבור caudal L4–L5 EPs. כתמים ירוקים/כחולים מסוידים חללים. (ה)תמונות מייצגות של כתמימלכודתעבור caudal L 4 –L5 EPs. סגול מציין מלכודת+. N = 6 לכל קבוצה. הנתונים מוצגים כ ממוצעים ± s.d* p < 0.05, ** p < 0.01 לעומת. שאם. (F) כימות של מלכודת+ osteoclasts ב (E). (A,B)שונו מ Bian ואח'20. (C-F)שונו מ Bian ואח '21. לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של איור זה.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
פיתחנו את מודל העכבר חוסר היציבות בעמוד השדרה המותני המבוסס על מודל העכבר הספונדילוזיס הצווארי שבו השרירים הפארא חולייתיים האחוריים מהחלאות היו מנותקים והתהליכים הספניים יחד עם הרצועות העל-ראשיות והבין-ראשיות הושלכו מחדש25. ביצענו ניתוח דומה על עמוד השדרה המותני, שיש בו תהליכים ספיניים בולטים יותר. דגם העכבר LSI פיתח IDD דומה בעמוד השדרה המותני.
היתרונות של מודל LSI כוללים יכולת פעולה חזקה, ללא דרישה של ציוד מיוחד, רבייה, ותקופה קצרה יחסית של פיתוח IDD.
כמה נקודות מפתח מוצגות כאן כדי לסייע בשיפור שיעור ההצלחה במהלך הפעולה. אלה גם הצעדים הקריטיים. ראשית, להסיר את השיער על החלק האחורי התחתון, ברור ככל האפשר, כי כל שיער מגולח שנותר בפצע עלול לגרום לתגובה אנפילקטית. שנית, כרית גלילית או כל כרית אחרת מומלץ להרים את החוליות המותניות. שלישית, השתמש במספריים זעירים כדי לשלוט בעומק החתך ובדימום. כאשר hematocoelia הוא הבחין במהלך הניתוח, לעצור את הניתוח להקריב את העכבר מאז העכבר לא ישרוד במהלך או לאחר הניתוח. רביעית, חיבור מחדש של שריר paraspinous לא מומלץ כי חיבור מחדש עשוי לפצות על חוסר היציבות. חמישית, כריתה מלאה של כל התהליכים הסיבוביים L3–L5 מפחיתה את השונות במודלים בודדים. שישית, להימנע מפגיעה בעצבים וכלי הדם שמסביב, אחרת, העכבר עלול לפתח שינויים פתולוגיים שאינם קנוניים. אם המודלים אינם מציגים את הפנוטיפ הטיפוסי כפי שמוצג בתוצאות, בדוק את שש הנקודות לעיל.
ההצלחה של מודל LSI זה ניתן להעריך על ידי שני סטנדרטים זהובים כולל ירידה בנפח IVD נמדד על ידי MRI בעלי חיים קטנים או על ידי μCT, וציון IVD המבוסס על התצפית היסטולוגית. מודל LSI מפתחת IDD כבר 2 שבועות לאחר ניתוח LSI, אבל מפתחת נקבוביות endplate כבר 1 שבוע, כפי שנצפה. הוא מתאים למחקר על הצטמקות עיסת גרעין, טרשת אנדפלטה, IDD הקשורים ציטוקינים הנגרמת על ידי אוסטאוקלסט, אוסטאופורוזיס הנגרמת על ידי IDD (16 שבועות לאחר LSI) וכו '.
קיימות מספר מגבלות במודל LSI. ניתוח LSI הוא טראומה גדולה יחסית עבור העכבר. הדלקת היא בלתי נמנעת ובדרך כלל לראות בתוך 7 ימים לאחר הניתוח. לכן, מודל זה אינו מתאים להתבוננות בשינויים פתולוגיים מוקדמים של IDD, במיוחד בתוך 7 ימים הנגרמים על ידי שינויי טעינה מכניים.
המודל ניתן לשנות על ידי מיקוד על חוליות מותניות שונות כגון L5 בלבד או מ L1 עד L5. שליטה בריאה מומלצת גם בנוסף לקבוצות מזויפות.
לסיכום, פיתחנו מודל עכבר IDD מותני המושרה כירורגית ויש לי את ההליך דמיינו כדי לעזור לאחרים לשחזר את המודל החייתי וליישם אותו במחקרים IDD.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
למחברים אין מה לחשוף.
Acknowledgments
עבודה זו נתמכה על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (81973607) ומחקר ופיתוח תרופות חיוניות (2019ZX09201004-003-032) ממשרד המדע והטכנולוגיה של סין.
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 |
References
- Makino, H., et al. Lumbar disc degeneration progression in young women in their 20's: a prospective ten-year follow up. Journal of Orthopaedic Science: Official Journal of the Japanese Orthopaedic Association. 22 (4), 635-640 (2017).
- Lee, Y. C., Zotti, M. G. T., Osti, O. L. Operative management of lumbar degenerative disc disease. Asian Spine Journal. 10 (4), 801-819 (2016).
- Wei, F., et al. In vivo experimental intervertebral disc degeneration induced by bleomycin in the rhesus monkey. BMC Musculoskeletal Disorders. 15, 340 (2014).
- Lim, K. Z., et al. Ovine lumbar intervertebral disc degeneration model utilizing a lateral retroperitoneal drill bit injury. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (123), e55753 (2017).
- Zhang, Y., et al. Histological features of the degenerating intervertebral disc in a goat disc-injury model. Spine. 36 (19), 1519-1527 (2011).
- Bergknut, N., et al. The dog as an animal model for intervertebral disc degeneration. Spine. 37 (5), 351-358 (2012).
- Kong, M. H., et al. Rabbit Model for in vivo Study of Intervertebral Disc Degeneration and Regeneration. Journal of Korean Neurosurgical Society. 44 (5), 327-333 (2008).
- Gullbrand, S. E., et al. A large animal model that recapitulates the spectrum of human intervertebral disc degeneration. Osteoarthritis and Cartilage. 25 (1), 146-156 (2017).
- Jin, L., Balian, G., Li, X. J. Animal models for disc degeneration-an update. Histology and Histopathology. 33 (6), 543-554 (2018).
- O'Connell, G. D., Vresilovic, E. J., Elliott, D. M. Comparative intervertebral disc anatomy across several animal species. 52nd Annual Meeting of the Orthopaedic Research Society. , (2006).
- Elliott, D. M., Sarver, J. J. Young investigator award winner: validation of the mouse and rat disc as mechanical models of the human lumbar disc. Spine. 29 (7), 713-722 (2004).
- Ohnishi, T., et al. In vivo mouse intervertebral disc degeneration model based on a new histological classification. Plos One. 11 (8), 0160486 (2016).
- Vo, N., et al. Accelerated aging of intervertebral discs in a mouse model of progeria. Journal of Orthopaedic Research. 28 (12), 1600-1607 (2010).
- Oichi, T., et al. A mouse intervertebral disc degeneration model by surgically induced instability. Spine. 43 (10), 557-564 (2018).
- Ohnishi, T., Sudo, H., Tsujimoto, T., Iwasaki, N. Age-related spontaneous lumbar intervertebral disc degeneration in a mouse model. Journal of Orthopaedic Research. 36 (1), 224-232 (2018).
- Stern, W. E., Coulson, W. F. Effects of collagenase upon the intervertebral disc in monkeys. Journal of Neurosurgery. 44 (1), 32-44 (1976).
- Silva, M. J., Holguin, N. LRP5-deficiency in OsxCreERT2 mice models intervertebral disc degeneration by aging and compression. bioRxiv. , (2019).
- Nemoto, Y., et al. Histological changes in intervertebral discs after smoking and cessation: experimental study using a rat passive smoking model. Journal of Orthopaedic Science: Official Journal of the Japanese Orthopaedic Association. 11 (2), 191-197 (2006).
- Mulholland, R. C. The myth of lumbar instability: the importance of abnormal loading as a cause of low back pain. European Spine Journal. 17 (5), 619-625 (2008).
- Bian, Q., et al. Mechanosignaling activation of TGFβ maintains intervertebral disc homeostasis. Bone Research. 5, 17008 (2017).
- Bian, Q., et al. Excessive activation of tgfβ by spinal instability causes vertebral endplate sclerosis. Scientific Reports. 6, 27093 (2016).
- Ni, S., et al. Sensory innervation in porous endplates by Netrin-1 from osteoclasts mediates PGE2-induced spinal hypersensitivity in mice. Nature Communications. 10 (1), 5643 (2019).
- Liu, S., Cheng, Y., Tan, Y., Dong, J., Bian, Q. Ligustrazine prevents intervertebral disc degeneration via suppression of aberrant tgfβ activation in nucleus pulposus cells. BioMed Research International. 2019, 5601734 (2019).
- Boos, N., et al. Classification of age-related changes in lumbar intervertebral discs: 2002 Volvo Award in basic science. Spine. 27 (23), 2631-2644 (2002).
- Miyamoto, S., Yonenobu, K., Ono, K.
