Uso de camundongos knockout Stat3 específicos para linhagem osteoblástica induzível para estudar a remodelação óssea alveolar durante a movimentação ortodôntica

Resumo

Este estudo fornece um protocolo para o uso de camundongos knockout Stat3 específicos para linhagem osteoblástica induzível para estudar a remodelação óssea sob força ortodôntica e descreve métodos para analisar a remodelação óssea alveolar durante a movimentação ortodôntica, esclarecendo a biologia mecânica esquelética.

Resumo

O osso alveolar, com alta taxa de rotatividade, é o osso que mais ativamente remodela o corpo. A movimentação dentária ortodôntica (MOT) é um processo artificial comum de remodelação óssea alveolar em resposta à força mecânica, mas o mecanismo subjacente permanece indefinido. Estudos anteriores não foram capazes de revelar o mecanismo preciso da remodelação óssea em qualquer tempo e espaço devido a restrições relacionadas ao modelo animal. O transdutor de sinal e ativador da transcrição 3 (STAT3) é importante no metabolismo ósseo, mas seu papel nos osteoblastos durante a OTM não é claro. Para fornecer evidências in vivo de que o STAT3 participa da OTM em momentos específicos e, em particular, em células durante a OTM, geramos um modelo de camundongo knockout Stat3 específico para linhagem osteoblástica induzível por tamoxifeno, aplicamos força ortodôntica e analisamos o fenótipo do osso alveolar.

Microtomografia computadorizada (Micro-CT) e microscopia estéreo foram utilizadas para acessar a distância OTM. A análise histológica selecionou a área localizada dentro das três raízes do primeiro molar (M1) na secção transversal do osso maxilar como a região de interesse (ROI) para avaliar a atividade metabólica de osteoblastos e osteoclastos, indicando o efeito da força ortodôntica sobre o osso alveolar. Em suma, apresentamos um protocolo para o uso de camundongos knockout Stat3 específicos para linhagem osteoblástica induzível para estudar a remodelação óssea sob força ortodôntica e descrever métodos para analisar a remodelação óssea alveolar durante a OTM, lançando assim uma nova luz sobre a biologia mecânica esquelética.

Introdução

Sabe-se que o osso está em constante reconstrução ao longo da vida, em resposta às forças mecânicas de acordo com a lei de Wolff ^1,2. A estimulação mecânica adequada, como a gravidade e o exercício diário, mantém a massa e a força óssea e previne a perda óssea, estimulando tanto os osteoblastos quanto os osteoclastos. Os osteoclastos, responsáveis pela reabsorção óssea3,4,5,6,7, e os osteoblastos, responsáveis pela formação ^óssea8,9,10

Protocolo

Todos os métodos envolvendo animais aqui descritos foram aprovados pelo comitê de ética do Shanghai Nono People's Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine (nº 82101048).

1. Estabelecimento de camundongos knockout Stat3 específicos para linhagem osteoblástica induzível

OBS: Camundongos Stat3 fl^/fl foram obtidos comercialmente; a cepa Col1α2^CreERT2foi um presente (veja a Tabela de Materiais para todos os detalhes). Água e ração padronizada em laboratório e condições ambientais padrão de laboratório (temperatura ambien....

Discussão

Como a má oclusão está entre os distúrbios bucais mais comuns, prejudicando a respiração, a mastigação, a fala e até mesmo a aparência, a demanda por ortodontia vem aumentando a cada dia, com a incidência subindo de 70% para 93%, segundo levantamento epidemiológico^prévio31,32. Como acelerar a remodelação óssea alveolar para aumentar a eficiência do tratamento ortodôntico com segurança tornou-se um tópico quente nessa área; portanto, é necess.......

Materiais

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