2025年2月7日
小鼠骨髓损伤模型是研究出生后通过膜内成骨进行骨形成的有效工具。该简化的手术方案描述了骨髓消融操作,可用于后续评估损伤后新骨形成及细胞反应。
我们的研究致力于利用骨髓损伤模型来理解骨修复机制。我们旨在揭示在骨愈合过程中膜内成骨是如何被调控的,并探索可用于促进骨再生的治疗策略。该领域近期的研究已确定了定义骨骼干细胞及其祖细胞的表面标志物,揭示了它们在骨骼发育与修复中的关键作用。
本方案能够研究这些细胞在膜内成骨过程中的作用,从而探索其在骨修复过程中的调控机制及作为治疗靶点的潜力。本方案通过采用具有临床相关性的模型,弥补了目前对出生后环境中仅通过膜内成骨进行骨修复的理解空白。与其他用于研究膜内成骨的损伤模型相比,本方案在长骨中提供了更可控的实验环境以及可重复的损伤反应。
未来,我们的实验室将结合骨髓损伤模型与局部药理学方法, transiently 调控成骨作用的表观遗传调节因子。我们的目标是通过新型治疗手段增强骨再生与愈合。首先,使用临床级消毒清洁剂准备并消毒所有工作表面。
用无菌手术垫覆盖加热平台。收集并摆放所有无菌器械以及试剂。现在,使用精密天平称量小鼠的体重。
根据现有的丁丙诺啡制剂,计算镇痛给药所需的体积。麻醉小鼠后,小心地将其从诱导室中取出。将动物置于无菌手术垫上,呈仰卧位,并将鼻罩套在小鼠头部。
短暂将小鼠从鼻罩中取出,通过皮下注射途径给予计算剂量的缓释布托啡诺镇痛剂。然后小心地将小鼠重新放回鼻罩式麻醉装置中。用无菌生理盐水填充一支配有26号针头的3毫升注射器,并将其放置在旁边备用。
使用电动或电池驱动的剪毛器去除将要进行操作的后肢部位的毛发。用无菌棉签将10%聚维酮碘溶液涂抹于手术区域,随后使用70%异丙醇溶液擦拭,并让该区域完全干燥。然后将小鼠仰卧放置,并屈曲手术侧肢体的膝关节。
用非惯用手握住腿部,使膝盖弯曲并置于中指上方,第二根手指放在股骨上,拇指放在胫骨上。使用手术刀,在髌骨下方做一个小而浅的横向切口。
将针头水平置于屈曲的膝关节上,触摸股骨与胫骨之间的间隙以确定关节腔位置。以此解剖标志为引导,用手持方式从膝关节向近端方向,用25号针头钻入股骨远端。将针头穿过或绕过髌骨插入。
通过X射线确认针头在骨髓腔内的正确位置,确保其尽可能接近中心。拔出25号针头后,立即在同一骨髓腔孔洞中插入26号针头。以环形动作在骨髓腔内壁扩髓至少五次,直至感觉光滑为止。
然后移除26号针头,用1.5至2毫升生理盐水冲洗创腔,直至回流液变清亮。将注射器和针头安全弃置于指定容器中。接下来,使用医用粘合剂闭合皮肤伤口。
手术后立即给予先前计算好的剩余剂量的缓释丁丙诺啡。将动物置于加热垫上,监测其是否出现正常、无阻塞的呼吸迹象。
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本研究聚焦于小鼠骨髓损伤模型,以通过膜内成骨研究出生后的成骨过程。所述方案提供了一个可控的环境,用于评估该操作所引起的细胞反应及新骨形成。
可靠的出生后膜内成骨建模对于降低早期骨修复靶点的风险以及理解骨骼干细胞和祖细胞(SSPC)的贡献至关重要。这一改进的小鼠骨髓损伤模型能够对新骨形成进行可重复且定量的评估,有助于提高靶点验证和转化研究中的预测可信度。该方法解决了骨再生与修复项目中研发管线决策的关键转折点问题。
该模型可整合到骨修复从发现到临床前研究的连续过程中,实现早期靶点验证、定量筛选以及再生干预措施的转化评估。