Utilizzo di topi knockout Stat3 inducibili specifici per il lignaggio osteoblastico per studiare il rimodellamento dell'osso alveolare durante il movimento ortodontico dei denti

Riepilogo

Questo studio fornisce un protocollo per l'utilizzo di topi knockout Stat3 inducibili specifici per il lignaggio osteoblastico per studiare il rimodellamento osseo sotto la forza ortodontica e descrive i metodi per analizzare il rimodellamento dell'osso alveolare durante il movimento ortodontico dei denti, facendo così luce sulla biologia meccanica scheletrica.

Abstract

L'osso alveolare, con un alto tasso di turnover, è l'osso più attivamente rimodellante del corpo. Il movimento ortodontico dei denti (OTM) è un processo artificiale comune di rimodellamento dell'osso alveolare in risposta alla forza meccanica, ma il meccanismo sottostante rimane sfuggente. Studi precedenti non sono stati in grado di rivelare il meccanismo preciso del rimodellamento osseo in qualsiasi tempo e spazio a causa delle restrizioni relative al modello animale. Il trasduttore di segnale e attivatore della trascrizione 3 (STAT3) è importante nel metabolismo osseo, ma il suo ruolo negli osteoblasti durante l'OTM non è chiaro. Per fornire prove in vivo che STAT3 partecipa all'OTM in punti temporali specifici e in particolari cellule durante l'OTM, abbiamo generato un modello murino knockout Stat3 specifico per il lignaggio osteoblastico inducibile dal tamoxifene, applicato la forza ortodontica e analizzato il fenotipo dell'osso alveolare.

La tomografia microcomputerizzata (Micro-CT) e la stereomicroscopia sono state utilizzate per accedere alla distanza OTM. L'analisi istologica ha selezionato l'area situata all'interno di tre radici del primo molare (M1) nella sezione trasversale dell'osso mascellare come regione di interesse (ROI) per valutare l'attività metabolica degli osteoblasti e degli osteoclasti, indicando l'effetto della forza ortodontica sull'osso alveolare. In breve, forniamo un protocollo per l'utilizzo di topi knockout Stat3 inducibili per il lignaggio osteoblastico specifico per studiare il rimodellamento osseo sotto forza ortodontica e descrivere metodi per analizzare il rimodellamento osseo alveolare durante l'OTM, gettando così nuova luce sulla biologia meccanica scheletrica.

Introduzione

È generalmente noto che l'osso è sottoposto a costante ricostruzione per tutta la vita, in risposta a forze meccaniche secondo la legge di Wolff ^1,2. Un'adeguata stimolazione meccanica, come la gravità e l'esercizio quotidiano, mantiene la massa ossea e la forza e previene la perdita ossea stimolando sia gli osteoblasti che gli osteoclasti. Gli osteoclasti, responsabili del riassorbimento osseo 3,4,5,6,7, e gli osteoblasti, responsabili della formazione ossea

Protocollo

Tutti i metodi che coinvolgono gli animali qui descritti sono stati approvati dal comitato etico del Nono Ospedale del Popolo di Shanghai, Scuola di Medicina dell'Università Jiao Tong di Shanghai (n. 82101048).

1. Stabilire topi knockout Stat3 inducibili per il lignaggio osteoblastico

NOTA: I topi ^{Stat3 fl/fl} sono stati ottenuti commercialmente; il ceppo Col1α2^CreERT2è stato un regalo (vedi la Tabella dei Materiali per tutti i dettagli). Per tutti gli animali sono stati forniti mangime e acqua in pellet standardizzati e condizioni am....

Discussione

Poiché la malocclusione è tra i disturbi orali più comuni che compromettono la respirazione, la masticazione, il parlare e persino l'aspetto, la domanda di ortodonzia aumenta di giorno in giorno con l'incidenza che sale dal 70% al 93% secondo una precedente indagine epidemiologica^31,32. Come accelerare il rimodellamento dell'osso alveolare per aumentare l'efficienza del trattamento ortodontico in modo sicuro è diventato un argomento caldo in questo campo; per.......

Materiali

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