誘導性骨芽細胞系統特異的 Stat3 ノックアウトマウスを用いた歯列矯正歯の移動中の歯槽骨リモデリングの研究

要約

本研究では、骨芽細胞系譜特異的 Stat3 ノックアウトマウスを用いて矯正力下での骨リモデリングを研究するためのプロトコールを提供し、歯列矯正歯の移動中の歯槽骨リモデリングの解析方法について記述し、骨格力学生物学に光を当てる。

要約

歯槽骨は、回転率が高く、体内で最も活発にリモデリングされている骨です。歯列矯正歯の移動(OTM)は、機械的な力に反応して歯槽骨をリモデリングする一般的な人工プロセスですが、根本的なメカニズムはとらえどころのないままです。これまでの研究では、動物モデルに関する制約により、いかなる時間的・空間的にも骨のリモデリングの正確なメカニズムを明らかにすることができませんでした。シグナル伝達因子および転写活性化因子3(STAT3)は骨代謝に重要であるが、OTM中の骨芽細胞におけるその役割は不明である。STAT3が特定の時点で、OTM中の特定の細胞でOTMに関与しているという in vivo の証拠を提供するために、タモキシフェン誘導性骨芽細胞系統特異的 Stat3 ノックアウトマウスモデルを作成し、歯列矯正力を適用し、歯槽骨表現型を分析しました。

マイクロコンピュータ断層撮影(Micro-CT)と実体顕微鏡を使用して、OTM距離にアクセスしました。組織学的解析により、上顎骨断面の第1大臼歯(M1)の3根以内に位置する領域を関心領域(ROI)として選択し、骨芽細胞と破骨細胞の代謝活性を評価し、歯槽骨に対する矯正力の影響を示しました。要するに、我々は、誘導可能な骨芽細胞系統特異的 Stat3 ノックアウトマウスを使用して、歯列矯正力下での骨リモデリングを研究し、OTM中の歯槽骨リモデリングを解析する方法を説明し、骨格力学生物学に新たな光を当てるプロトコルを提供します。

概要

骨は、ウォルフ^の法則1,2に従って機械的力に反応して、生涯を通じて絶え間なく再建されることが一般的に知られています。重力や日常的な運動などの適切な機械的刺激は、骨芽細胞と破骨細胞の両方を刺激することで、骨量と強度を維持し、骨量の減少を防ぎます。骨吸収3,4,5,6,7を担う破骨細胞と^{骨形成8,9,10}を担う骨芽細胞は、骨の恒常性を維持し、骨リモデリングの生物学的プロセスにおいて共同で機能する。対照的に、長期間の微小重力下での宇宙飛行士のように、負荷刺激がない場合、骨は10%の骨密度喪失を被り、骨粗鬆症のリスクが高まります^11,12。さらに、歯列矯正や伸展骨形成などの非侵襲的で便利な機械的治療が....

プロトコル

ここで説明する動物に関するすべての方法は、上海交通大学医学部上海第九人民病院の倫理委員会(第82101048号)によって承認されました。

1. 誘導性骨芽細胞系統特異的 Stat3 ノックアウトマウスの樹立

注: Stat3 fl^/flマウスは市販のものを入手した。 Col1α2^CreERT2株は贈り物でした(詳細については、 材料表 を参照してください)。標準化された実験室ペレットの餌と水、および標準的な実験室環境条件(室温22°C〜26°C、湿度50%〜55%)がすべての動物に提供されました。

1. 性的に成熟した雄マウス1匹と雌マウス2匹を同じケージに入れます。18日後、毎日新生児をチェックします。妊娠中の雌マウスを空のケージに移し、必要に応じて放っておきます。雌マウスが30日以内に妊娠しない場合は、雄マウスを他の異なる繁殖ケージに入れます。
2. Stat3^fl/+を生成します。Stat3 fl^/flマウスとCol1α2 CreERT2マウスをハイブリダイズすることによるCol1α2^CreERT2マウス....

ディスカッション

不正咬合は、呼吸、咀嚼、発話、さらには外見を損なう最も一般的な口腔疾患の1つであるため、歯列矯正の需要は日々増加しており、以前の疫学調査によると、発生率は70%から93%に上昇しています^31,32。歯槽骨リモデリングをいかに加速し、安全に矯正治療の効率を上げるかが、この分野で話題になっています。そのため、OTMによる歯槽骨リモデ?.......

資料

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