Uso de ratones knockout Stat3 específicos del linaje osteoblástico inducible para estudiar la remodelación del hueso alveolar durante el movimiento de los dientes de ortodoncia

Resumen

Este estudio proporciona un protocolo para el uso de ratones knockout Stat3 específicos del linaje osteoblástico inducible para estudiar la remodelación ósea bajo fuerza ortodóncica y describe métodos para analizar la remodelación ósea alveolar durante el movimiento dental de ortodoncia, arrojando así luz sobre la biología mecánica esquelética.

Resumen

El hueso alveolar, con una alta tasa de recambio, es el hueso que más activamente remodela en el cuerpo. El movimiento dental ortodóncico (OTM) es un proceso artificial común de remodelación ósea alveolar en respuesta a la fuerza mecánica, pero el mecanismo subyacente sigue siendo difícil de alcanzar. Estudios anteriores no han podido revelar el mecanismo preciso de la remodelación ósea en ningún momento y espacio debido a las restricciones relacionadas con los modelos animales. El transductor de señales y activador de la transcripción 3 (STAT3) es importante en el metabolismo óseo, pero su papel en los osteoblastos durante la OTM no está claro. Para proporcionar evidencia in vivo de que STAT3 participa en OTM en puntos de tiempo específicos y en células particulares durante OTM, generamos un modelo de ratón knockout Stat3 específico del linaje osteoblástico inducible por tamoxifeno, aplicamos fuerza ortodóncica y analizamos el fenotipo óseo alveolar.

Se utilizó microtomografía computarizada (Micro-TC) y microscopía estereoscópica para acceder a la distancia OTM. El análisis histológico seleccionó el área ubicada dentro de tres raíces del primer molar (M1) en la sección transversal del hueso maxilar como la región de interés (ROI) para evaluar la actividad metabólica de osteoblastos y osteoclastos, indicando el efecto de la fuerza ortodóncica sobre el hueso alveolar. En resumen, proporcionamos un protocolo para el uso de ratones knockout Stat3 específicos del linaje osteoblástico inducible para estudiar la remodelación ósea bajo fuerza ortodóncica y describimos métodos para analizar la remodelación ósea alveolar durante la OTM, arrojando así nueva luz sobre la biología mecánica esquelética.

Introducción

Es generalmente conocido que el hueso está en constante reconstrucción a lo largo de la vida, en respuesta a fuerzas mecánicas de acuerdo con la ley de Wolff ^1,2. La estimulación mecánica adecuada, como la gravedad y el ejercicio diario, mantiene la masa ósea y la fuerza y previene la pérdida ósea al estimular tanto los osteoblastos como los osteoclastos. Los osteoclastos, responsables de la resorción ósea 3,4,5,6,7, y los osteoblastos, responsables de la formación ósea

Protocolo

Todos los métodos con animales descritos aquí fueron aprobados por el comité de ética del Noveno Hospital Popular de Shanghái, Facultad de Medicina de la Universidad Jiao Tong de Shanghái (n.º 82101048).

1. Establecimiento de ratones knockout Stat3 específicos del linaje osteoblástico inducible

NOTA: Los ratones^{Stat3 fl/fl} se obtuvieron comercialmente; la cepa Col1α2^CreERT2fue un regalo (consulte la Tabla de materiales para obtener todos los detalles). Se proporcionaron alimentos y agua en gránulos de laboratorio estandarizados y con....

Discusión

Dado que la maloclusión es uno de los trastornos bucales más comunes que afectan la respiración, la masticación, el habla e incluso la apariencia, la demanda de ortodoncia aumenta día a día, con una incidencia que aumenta del 70% al 93% según una encuesta epidemiológica previa^31,32. Cómo acelerar la remodelación ósea alveolar para aumentar la eficiencia del tratamiento de ortodoncia de forma segura se ha convertido en un tema candente en este campo; po.......

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
1x PBS	Beijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd.	P1020
4% paraformaldehyde	Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.	G1101
Alizarin red	Sigma-Aldrich	A5533
Anti-CTSK antibody	Santa Cruz	sc-48353
Anti-OPN antibody	R&D Systems, Minneapolis, MN, USA	AF808
Calcein	Sigma-Aldrich	C0875
Closed-coil springs	Innovative Material and Devices, Shanghai, China	CS1006B
Col1α2CreERT2 mice			A gift from Bin Zhou, Shanghai Institutes for Biological Sciences, Chinese Academy of Sciences.
Dexmedetomidine hydrochloride	Orionintie Corporation, Orion Pharma Espoo site
EDTA	Beyotime Biotechanology	ST069
Embedding tanks	Citotest Labware Manufacturing Co., Ltd	80106-1100-16
Ethanol	Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.	100092183
ImageJ software	NIH, Bethesda, MD, USA
Mounting medium with DAPI	Beyotime Biotechanology	P0131
Mouse dissection platform	Shanghai Huake Experimental Devices and Materials Co., Ltd.	HK105
Paraffin	Sangon biotech Co., Ltd.	A601889
Primers for genotyping			Stat3 F-TTGACCTGTGCTCCTACAAAAA; Stat3 R-CCCTAGATTAGGCCAGCACA; Cre F-CGATGCAACGAGTGATGAGG; Cre R-CGCATA ACCAGTGAAACAGC
Protease K	Sigma-Aldrich	539480
Self-curing restorative resin	3M ESPE, St. Paul, MN, USA	712-035
Stat3fl/fl mice	GemPharmatech Co., Ltd	D000527
Tamoxifen	Sigma-Aldrich	T5648
TRAP staining kit	Sigma-Aldrich	387A
Tris-HCl	Beyotime Biotechanology	ST780
Universal tissue fixative	Wuhan Servicebio Technology Co., Ltd.	G1105
Xylene	Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.	10023418
Zoletil	VIRBAC