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氯膦酸盐脂质体清除小鼠颅骨缺损模型巨噬细胞实验方案

更新时间:2026-07-23   点击次数:38次

小鼠临界尺寸颅骨缺损模型(critical-size calvarial defects)是骨再生、骨修复材料及生长因子治疗研究中经典、应用广泛的体内动物模型。临界尺寸缺损定义为:动物自身无法通过生理性骨修复愈合、终生无法自主闭合的骨缺损尺寸,可排除自身修复干扰,精准评价外源药物、细胞、支架材料及生长因子的骨再生促进效果。

一、模型基本参数

常规采用6–8周龄C57BL/6小鼠,颅骨正中顶骨区域制备圆形全层骨缺损。小鼠颅骨临界缺损的标准直径为3.0–4.0 mm。该尺寸下,小鼠自身骨再生能力无法填补缺损区域,术后8–12周仍存在明显骨缺损空腔,是评价骨修复疗效的标准模型尺寸。

二、模型造模原理

小鼠颅骨骨板薄、血供相对有限、成骨潜能较低,超大临界尺寸缺损会破坏局部骨膜成骨体系,阻断内源成骨细胞的迁移与增殖。在无外源性干预条件下,缺损区域仅形成纤维结缔组织填充,无法完成骨重塑与骨再生,能够客观、真实地反映各类治疗手段的骨修复效能,广泛应用于BMP-2、PDGF-BB等生长因子、免疫调控制剂及组织工程支架的体内药效验证。

三、适用研究方向

该模型主要用于验证:生长因子介导的骨再生修复效果、炎症微环境对骨修复的抑制作用、免疫调控(巨噬细胞/白介素信号调控)改善骨缺损修复、新型生物材料的骨诱导能力等,适配IL-1受体拮抗、炎症微环境调控联合生长因子治疗的相关机制与疗效研究。

四、模型优势

造模操作简单、创伤小、小鼠存活率高、重复性好;缺损自愈率极低,实验阴性对照稳定;能够同时检测骨新生量、骨密度、炎症浸润水平,可结合免疫组化、流式细胞术、Micro-CT扫描等多维度指标评价修复效果,是骨再生领域的标准体内评价模型。


骨再生、骨修复模型中,如何研究巨噬细胞的功能? 一个重要的手段就是建立疾病模型,体内给药使用荷兰Liposoma的巨噬细胞清除剂氯膦酸盐脂质体ClodronateLiposomes & Control Liposomes。

氯膦酸盐脂质体清除小鼠颅骨缺损模型巨噬细胞实验方案

氯膦酸盐脂质体清除小鼠颅骨缺损模型巨噬细胞实验方案



颅骨缺损模型

用于手术的小鼠为10至12周龄。用异氟烷麻醉小鼠,并剃除头顶毛发。行纵向切口以暴露颅骨,并通过牵开软组织暴露骨组织。使用钻头在颅骨矢状缝两侧的顶骨上各制造一个颅骨开窗缺损(直径4.5 mm)。缺损用生理盐水冲洗后,用聚合在硬脑膜上方的纤维蛋白基质覆盖[每缺损40 μl,含纤维蛋白原(14 mg/ml;Enzyme Research Laboratories)、牛凝血酶(4 U/ml;Sigma-Aldrich)、5 mM CaCl₂和抑肽酶(25 μg/ml;Roche)]。在特定实验条件下,基质中还添加了1 μg生长因子及IL-1Ra变体。随后,用缝线闭合软组织。作为镇痛药,小鼠接受皮下注射麻醉试剂(0.1 mg/kg)。术后8周处死小鼠,并通过显微计算机断层扫描(microCT)对颅骨进行分析。



巨噬细胞清除

手术前1天,向C57BL/6小鼠(10至12周龄)静脉注射200 μl氯膦酸盐脂质体(5 mg/ml)或空脂质体(Liposoma)。此后每2天腹腔注射200 μl氯膦酸盐脂质体或空脂质体一次,直至第6天。取小鼠脾脏并碾碎,用红细胞裂解液[氯化铵(8.3 g/L)和10 mM Tris-HCl,溶于蒸馏水]裂解红细胞。通过将脾细胞重悬于含TruStain FcX抗CD16/32(1 μg/ml;克隆号93,BioLegend)抗体(用于阻断非特异性结合)和1:500稀释的Zombie Aqua(BioLegend,溶于PBS)的溶液中进行巨噬细胞耗竭验证。随后,脾细胞用以下抗体进行标记:抗CD11b PE(1 μg/ml;克隆号M1/70,BioLegend)、抗Ly6G BV421(1 μg/ml;克隆号1A8,BioLegend)以及生物素化抗F4/80(3 μg/ml;克隆号REA126,Miltenyi Biotech),后者与溶于流式细胞术缓冲液(含1% BSA和5 mM EDTA的PBS)中的链霉亲和素APC/Fire 750(0.4 μg/ml;BioLegend)结合。样本在BD FACS Fortessa X20流式细胞仪上采集,并使用FlowJo软件(TreeStar Inc.)进行分析。


巨噬细胞清除效果评价

用氯膦酸盐脂质体耗竭巨噬细胞。(A和B) 在颅骨手术前2天,向野生型小鼠注射氯膦酸盐脂质体或对照脂质体(7 mg/ml,200 µl)。在手术前即刻以及之后每2天(直至第6天)额外注射100 µl氯膦酸盐脂质体或空脂质体。图A展示代表性的流式细胞术图,图B展示第6天从脾脏中收集的Ly6G⁻、F4/80⁺细胞的百分比。氯膦酸盐脂质体耗竭了约80%的巨噬细胞。

氯膦酸盐脂质体清除小鼠颅骨缺损模型巨噬细胞实验方案



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