Aşağıdaki prosedürler Connecticut Üniversitesi Sağlık Merkezi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi'nin (IACUC) onayı ile gerçekleştirilmiştir. Tüm ameliyatlar Ulusal Sağlık Enstitüleri (NIH) kılavuzlarında belirtildiği gibi steril koşullar altında gerçekleştirildi. Ağrı ve enfeksiyon riski, başarılı bir sonuç elde etmek için uygun analjezikler ve antiseptiklerle yönetildi.
1. Cerrahi bölge ve aletlerin hazırlanması
- Çalışma yüzeylerini klinik sınıf bir dezenfektan temizleyici ile dezenfekte ederek cerrahi işlem odasını hazırlayın.
NOT: Cerrah, steril tek kullanımlık eldivenler, saç bonesi, önlük ve maske dahil olmak üzere uygun kişisel koruyucu ekipman (KKD) giymelidir.
- Steril bir cerrahi ped ile kaplı bir ısıtma yastığı hazırlayın. Tüm steril aletleri ve reaktifleri (Malzeme Tablosu) uygun erişimle toplayın ve düzenleyin.
2. Ameliyat öncesi anestezi
- Ameliyattan önce tüm fareleri tartın. Mevcut buprenorfin formülasyonuna dayalı olarak kullanılacak analjezik hacimlerini hesaplayın.
- Bir indüksiyon odası ve bir burun konisi düzeneği içeren steril çalışma alanı içinde bir hayvan anestezi ünitesi monte edin. Fare yaşına ve ağırlığına bağlı olarak oksijen çıkışını 2 L min-1'e ve izofluranı %1,5-3'e (h/h) ayarlayın.
- Fare sakinleştirildikten sonra, hayvanı indüksiyon odasından çıkarın ve sırtüstü pozisyonda steril bir cerrahi ped üzerine yerleştirin. Her iki göze de oftalmik kayganlaştırıcı uygulayın. Burun konisini başın üzerine yerleştirin. Ayak parmağını hafifçe sıkıştırarak farenin yeterince uyuşturulup uyuşturulmadığını kontrol edin. Devam etmeden önce arka bacak refleks tepkisi olmadığından emin olun.
- Ameliyattan önce, deri altı yoluyla toplam uzun süreli salınan buprenorfin dozunu enjekte etmek için fareyi burun konisinden kısaca çıkarın; Toplam doz 3.25 mg / kg'dır.
3. Cerrahi prosedür açıklaması
NOT: Bu cerrahi prosedür, 10 haftadan 24 haftaya kadar olan C57BL / 6 erkek ve dişi fareleri kullanır. Prosedür, 6 haftadan 33 haftaya kadar olan farelerde ve diğerleri tarafından gösterildiği gibi çeşitli akraba suşlarda yapılabilir10,11. Daha genç fareler daha kısa iğne uzunluklarına ihtiyaç duyabilirken, daha yaşlı veya daha büyük fareler daha uzun bir iğneye ihtiyaç duyabilir.
- 26 G'lik bir iğne ile donatılmış 3 mL'lik bir şırıngayı steril salin ile doldurun. Bunu yan tarafa yerleştirin.
- Elektrikli veya pille çalışan makaslarla (# 40 bıçak) işlemin yapılacağı arka bacaktan kürkü çıkarın ve cerrahi alandan gevşek kürkü çıkarın. Steril pamuk uçlu aplikatörler kullanarak, cerrahi bölgeyi iyot bazlı bir ovma (%10 Povidon-iyot) ve ardından %70 izopropil alkol ile tedavi edin. Dizin ortasından başlayarak ve dışa doğru dairesel bir tarama yaparak ameliyat bölgesini ovalayın. Sitenin kurumasını bekleyin. Fırçalama adımlarını 3 kez tekrarlayın.
- Fareyi sırt üstü yatırın ve ameliyat bacağının dizini esnetin. Farenin bacağını, diz orta parmağın üzerine bükülecek, ikinci parmak uyluk kemiğine ve başparmak kaval kemiğine dayanacak şekilde baskın olmayan elinde tutun.
- Bir neşter kullanarak patellanın hemen altında küçük, sığ bir yatay kesi yapın.
NOT: Bu adım, yerleştirme yerinin görselleştirilmesini geliştirir. Tecrübe ile bu adım atlanabilir.
- İğneyi bükülmüş diz boyunca yatay olarak yerleştirerek ve uyluk kemiği ile tibia arasındaki boşluğu hissederek eklem boşluğunu bulun. Bu anatomik bölgeyi yönlendirmek için kullanarak, 25 G'lik bir iğne alın ve dizden proksimal tarafa doğru distal uyluk kemiğine manuel olarak delin (iğneyi çevirerek ve aynı anda iğneye orta derecede basınç uygulayarak). İğneyi patellanın içinden veya çevresinden geçirin.
- İğnenin medüller boşluğa merkeze mümkün olduğunca yakın bir şekilde uygun şekilde yerleştirildiğinden emin olmak için fareyi röntgenleyin (Şekil 1).
- 25 G'lik iğneyi çıkarın ve hemen 26 G'lik bir iğneyi ilik boşluğundaki aynı deliğe sokun. Medüller boşluğun kenarlarını pürüzsüz hissedene kadar en az 5 kez dairesel hareketlerle raybalayın. Raybalama hareketlerinin sayısını her fare arasında tutarlı tutun.
NOT: Adım 3.5 ve 3.7, dikkatli bir şekilde ele alınmazsa cerrahta iğne batması yaralanmasına neden olabilir.
- 26 G iğneyi çıkarın ve salin şırıngasına bağlı 26 G iğneyi değiştirin. Geri akış berraklaşana kadar boşluğu yıkayın. Bu tipik olarak 1.5-2 mL salin gerektirir. Şırıngayı ve iğneyi çıkarın ve keskin bir kaba güvenli bir şekilde atın.
NOT: Sıvıyı iterken direnç olmamalıdır. Eğer öyleyse, boşluğun içinde olduğundan emin olmak için iğneyi yeniden yerleştirin. İğneyi yarıya kadar dışarı çekmek gerekebilir.
- Topikal bir yapıştırıcı sütür kullanarak cilt yarasını kapatın.
4. Ameliyat sonrası bakım
- Ameliyattan hemen sonra, kalan yarım dozu uzun süreli salimli buprenorfin adım 2.4'teki dozu kullanarak uygulayın.
NOT: Uzun süreli salınan Buprenorfin, 72 saate kadar ağrı kesici sağlar.
- Isıtma yastığı üzerindeki hayvanları, ameliyattan uyanana kadar normal, engelsiz solunum belirtileri açısından izleyin. Yürüyünce fareleri kafeslerine geri koyun.
- Ameliyattan sonra 3 gün boyunca fareleri günde bir kez izlemeye devam edin, böylece düzgün bir şekilde iyileştiklerinden ve tam hareket kabiliyetine sahip olduklarından emin olun, ağrı belirtilerini izleyin.
5. μCT taraması ve analizi için kemiklerin işlenmesi
- Fareleri, IACUC veya diğer geçerli kurumsal politika tarafından düzenlenen ve onaylanan insancıl ötenazi yöntemine göre ötenazi yapın. Burada, CO2 inhalasyonunun birincil ötenazi yöntemi kullanıldı, ardından ikincil bir servikal çıkık yöntemi kullanıldı.
- Arka ayakların etrafındaki cildi soyarak ve kalça eklemindeki tüm uzvu çıkararak uyluk kemiğini hasat edin.
- Her bir uzvu bir gömme kasetinde iki sünger arasına sıkıştırın. Kasetlerindeki kemikleri %10'luk bir formalin solüsyonuna aktarın ve farenin yaşını ve boyutunu göz önünde bulundurarak 5-7 gün boyunca 4 °C'de sabitleyin.
NOT: Hem aşırı fiksasyon hem de yetersiz fiksasyon, kemik iliği çözünürlüğünün zayıf olmasına neden olur.
- Fiksasyondan sonra, kasetleri fosfat tamponlu salin (PBS) içinde 3 kez 5 dakika yıkayın.
- Uzuvları kasetlerden çıkarın ve gerektiğinde bir neşter kullanarak kasları kesin.
NOT: Aşağı akış uygulamalarına bağlı olarak, kaba kullanım kemiğin periosteal tabakasını bozabilir.
- Küçük bir cerrahi makas veya neşter kullanarak bağları dikkatlice keserek uyluk kemiğini dizden ayırın.
NOT: Tibialar diğer uygulamalar için kullanılabilir veya atılabilir.
- Femurları 1.7 mL veya 15 mL konik tüplere% 70 etanol çözeltisine aktarın. Kemikler, μCT taraması için hazır olana kadar 4 °C'de% 70 etanol içinde kalabilir.
- Femurları trabeküler parametreler için tarayın ve değerlendirin, kalitatif ve kantitatif veriler üretin.
6. Donmuş kesit alma ve histoloji için kemiklerin işlenmesi
NOT: Kemikler, μCT taraması yapıldıktan sonra donmuş kesit alma ve histoloji için işlenebilir. Tarama, floresan etiketlemeyi veya müteakip antikor boyamasını etkilemez.
- Kemikleri% 70 etanolden PBS'ye aktarın ve yıkama başına 5 dakika olmak üzere 3 kez yıkayın.
- Her konsantrasyonda gece boyunca 4 ° C'de PBS'de% 10,% 20,% 30 arasında% 30'luk bir dizi sükroz çözeltisinde inkübe edin. Kemikleri 4 ° C'de 5 güne kadar% 30 sükroz içinde veya bu solüsyonda -20 ° C'de 6-12 ay boyunca gömmeye hazır olana kadar saklayın.
NOT: Sükroz gradyanı kullanmak daha iyi doku penetrasyonu ile sonuçlanır. Adım 6.1'den sonra, kemikler gece boyunca doğrudan% 30'luk bir sükroz çözeltisine yerleştirilebilir.
- Kriyo gömme kalıpları kullanarak kemikleri optimum kesme sıcaklığı (OCT) bileşiğine gömün. Bölümlere hazır olana kadar -80 °C'de saklayın.
- Kriyostat sıcaklığı -24 °C ile -26 °C arasında ayarlanmış kriyofilm bant yöntemi kullanılarak kesit gömülü kemikler.
- Kriyofilm üzerindeki bölümleri optik yapıştırıcı kullanarak yapışkan bir slayta yapıştırın ve bir ultraviyole (UV) çapraz bağlayıcı kullanarak sertleşene kadar sertleştirin.
7. Akış sitometrisi için işleme
NOT: Bu protokol çeşitli antikorlarla uyumludur. İskelet sapı ve progenitör hücreleri karakterize etmek için, kemik iliğinde nadir hücre popülasyonları olduğu için 3-4 kemiğin bir araya getirilmesi önerilir.
- Floresanla aktive edilen hücre sıralama (FACS) boyama ortamı (FSM) hazırlayın. 1000 mL FSM çözeltisi yapmak için birleştirin: 100 mL Hanks'in dengeli tuz çözeltisi (HBSS), 10 mL 4- (2-hidroksietil) -1-piperazineetansülfonik asit (HEPES), 20 mL Fetal sığır serumu (FBS), 870 mL dd H2O. FSM çözeltisini 0,2 μm'lik bir filtreden geçirin.
- Doku toplamadan önce, Petri kaplarını kalsiyum ve magnezyum içermeyen 4-5 mL steril PBS ile doldurun.
- Sindirim ortamını hazırlayın
- Her 4-6 uyluk kemiği için, 0.005 g kollajenaz P ve 0.02 g hyaluronidaz içeren 10 mL PBS'de bir sindirim karışımı hazırlayın. Hafifçe girdaplama ile karıştırın ve karışımı 0.22 μm'lik bir filtreden geçirin.
- Ameliyat sonrası 3. günde kemikleri adım 5.2'de açıklandığı gibi hasat edin. Tüm kas ve bağ dokusunu bir neşter bıçağıyla çıkarın.
- Bir Petri kabını 5 mL sindirim ortamı ile doldurun. Sindirim ortamına 4-6 kemik yerleştirin. Her kemiği ince ince doğrayın, ilk kesimi uzunlamasına ve yanlamasına yapın.
- Dokuyu 14 mL'lik yuvarlak tabanlı bir tüpe aktarın ve parafilm ile kapatın. Tüpleri alüminyum folyo ile kaplayın.
- Tüpü çalkalayıcı üzerinde yatay olarak tutarak 37 °C'de 20 dakika çalkalayın.
- Tüpü çalkalayıcıdan çıkarın. Hücreler altta kümelenecektir. Sindirilen materyali alttaki hücreleri rahatsız etmeden nazikçe toplayın ve sindirimi 70 μm'lik bir filtreden geçirin. Süzüntüyü 10 mL soğuk FSM içeren 50 mL'lik yeni bir tüpte toplayın ve buz üzerinde tutun.
- Hücrelere, sindirim karışımının kalan 5 mL'sini ekleyin. Tekrar parafilm ile kapatın ve alüminyum folyo ile kaplayın. Tüpü yukarıda anlatıldığı gibi sallayın. 7.7-7.8 adımlarını tekrarlayın.
- 37 °C'de 20 dakikalık inkübasyondan sonra, sindirimi, 10 mL FSM ile 70 μm'lik bir filtreden geçirerek, adım 7.8'deki sindirimi içeren aynı tüpe aktarın.
- Süspansiyonu 4 °C'de 274 x g'de santrifüjleyin. Süpernatanı aspire edin ve hücre peletini toplayın. Tüpe hafifçe vurarak peleti yerinden çıkarın.
NOT: Merkezkaç kuvveti (g), 170 mm'lik bir rotor yarıçapına dayanmaktadır. Lütfen rotor yarıçapını kontrol edin ve hızı buna göre ayarlayın.
- Kırmızı kan hücresi lizizini gerçekleştirmek için 1 mL amonyum-klorür-potasyum (ACK) parçalama tamponu ekleyin. Tüm reaktifleri ve hücreleri buz üzerinde tutun.
- Hücreleri RT'de yaklaşık 5 dakika ACK'da inkübe edin. Hücrelerin aşırı parçalanmasını önlemek için 5 dakikayı aşmayın.
- 9 mL FSM ekleyin. 4 ° C'de 5 dakika boyunca 274 x g'da santrifüjleyin.
- Süpernatanı aspire edin. Tüpü bir tüp rafı üzerinde nazikçe tırmıklayarak hücre peletini parçalayın.
- 10 mL FSM ekleyin (4 kemik için hacim, kaç kemiğin birleştirildiğine bağlı olarak ayarlanabilir) ve yeniden askıya alın.
- Her numuneden bir alikot alın ve üreticinin talimatlarına göre propidyum iyodür (PI) ekleyin. Hücre sayacı ile canlı ve toplam hücreleri sayın.
- Akış sitometrisi analizi 12,13,14 için istenen belirteçleri kullanarak numunelerin antikor boyamasına devam edin.