שימוש בעכברי נוקאאוט ספציפיים לשושלת אוסטאובלסטית אינדוקציה 3 כדי לחקור עיצוב מחדש של עצם הנאדית במהלך תנועת שיניים אורתודונטית

Summary

מחקר זה מספק פרוטוקול לשימוש בעכברי נוקאאוט Stat3 ספציפיים לשושלת אוסטאובלסטים כדי לחקור עיצוב מחדש של עצם תחת כוח אורתודונטי ומתאר שיטות לניתוח עיצוב מחדש של עצם הנאדית במהלך תנועת שיניים אורתודונטית, ובכך שופך אור על הביולוגיה המכנית של השלד.

Abstract

עצם הנאדית, עם שיעור תחלופה גבוה, היא העצם המשפצת ביותר בגוף. תנועת שיניים אורתודונטית (OTM) היא תהליך מלאכותי נפוץ של עיצוב מחדש של עצם הנאדית בתגובה לכוח מכני, אך המנגנון הבסיסי נותר חמקמק. מחקרים קודמים לא הצליחו לחשוף את המנגנון המדויק של עיצוב מחדש של עצם בכל זמן ומרחב בשל מגבלות הקשורות למודלים של בעלי חיים. מתמר האותות והמפעיל של שעתוק 3 (STAT3) חשוב בחילוף החומרים בעצמות, אך תפקידו באוסטאובלסטים במהלך OTM אינו ברור. כדי לספק ראיות in vivo לכך ש-STAT3 משתתף ב-OTM בנקודות זמן ספציפיות ובתאים מסוימים במהלך OTM, יצרנו מודל עכבר נוקאאוט Stat3 ספציפי לשושלת אוסטאובלסטים המושרה בטמוקסיפן, הפעלנו כוח אורתודונטי וניתחנו את פנוטיפ העצם הנאדית.

טומוגרפיה מיקרו-ממוחשבת (Micro-CT) ומיקרוסקופ סטריאו שימשו לגישה למרחק OTM. ניתוח היסטולוגי בחר את האזור הממוקם בתוך שלושה שורשים של הטוחנת הראשונה (M1) בחתך הרוחב של העצם המקסילרית כאזור העניין (ROI) כדי להעריך את הפעילות המטבולית של אוסטאובלסטים ואוסטאוקלסטים, מה שמצביע על השפעת הכוח האורתודונטי על עצם הנאדיות. בקיצור, אנו מספקים פרוטוקול לשימוש בעכברי נוקאאוט Stat3 ספציפיים לשושלת אוסטאובלסטים כדי לחקור עיצוב מחדש של עצם תחת כוח אורתודונטי ומתארים שיטות לניתוח עיצוב מחדש של עצם מכתשית במהלך OTM, ובכך שופכים אור חדש על ביולוגיה מכנית השלד.

Introduction

ידוע בדרך כלל כי העצם נמצאת בשחזור מתמיד לאורך כל החיים, בתגובה לכוחות מכניים על פי חוק וולף ^1,2. גירוי מכני מתאים, כגון כוח הכבידה ופעילות גופנית יומיומית, שומר על מסת העצם וחוזקה ומונע אובדן עצם על ידי גירוי הן אוסטאובלסטים והן אוסטאוקלסטים. אוסטאוקלסטים, האחראים על ספיגת עצם 3,4,5,6,7, ואוסטאובלסטים, האחראים על היווצרות עצם 8,9,10^, שומרים על הומאוסטזיס העצם ומתפקדים במשותף בת....

Protocol

כל השיטות המערבות בעלי חיים המתוארות כאן אושרו על ידי ועדת האתיקה של בית החולים העממי התשיעי בשנחאי, בית הספר לרפואה של אוניברסיטת ג'יאו טונג בשנגחאי (מס '82101048).

1. ביסוס עכברי נוקאאוט ספציפיים לשושלת אוסטאובלסטים אינדוקציה Stat3

הערה: עכברי Stat3 fl^/fl הושגו באופן מסחרי; זן Col1α2^CreERT2היה מתנה (ראו טבלת חומרים לכל הפרטים). כדורי מעבדה מתוקננים מזון ומים ותנאי מעבדה סביבתיים סטנדרטיים (טמפרטורת החדר ב 22 ° C עד 26 ° C ולחות ב 50%-55%) סופקו לכל בעלי החיים.

1. שימו עכבר זכר אחד בוגר מינית עם שתי נקבות עכברים באותו כלוב.....

תוצאות

באמצעות פרוטוקול זה, ביססנו מודל של עכבר נוקאאוט Stat3 ספציפי לשושלת אוסטאובלסטים (Stat3^Col1α2ERT2) כדי לבחון את ההשפעות של מחיקת STAT3 על עיצוב מחדש של עצם מכתשית המונעת על ידי כוח אורתודונטי (איור 1A,B). מחיקת STAT3 באוסטאובלסטים אושרה על-ידי צביעה אימונופלואורס?.......

Discussion

מכיוון שחסימה היא בין הפרעות הפה הנפוצות ביותר הפוגעות בנשימה, במסטיקציה, בדיבור ואפילו במראה, הביקוש ליישור שיניים עולה מיום ליום כאשר התחלואה עולה מ-70% ל-93% על פי סקר אפידמיולוגי קודם^31,32. כיצד להאיץ שיפוץ עצם מכתשית כדי להעלות את היעילות של טיפול אורתודונט?.......

Materials

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