Análise de malformações craniomaxilofaciais em camundongos por meio de tomografia computadorizada tridimensional

Resumo

Aqui, descrevemos em profundidade um método, baseado em microtomografia computadorizada, para segmentar e medir modelos 3D de ossos craniomaxilofaciais em camundongos, para melhor avaliação do desenvolvimento ósseo craniomaxilofacial em camundongos do que é possível com os métodos atuais.

Resumo

Para modelar malformações craniofaciais causadas por deficiência de vitamina A (DVA), expressamos uma mutação do receptor retinóide dominante-negativo em osteoblastos para inibir especificamente a atividade transcricional RAR em camundongos. Essa abordagem nos permitiu investigar os efeitos da DVA na hipomineralização craniana, deformidade mandibular e hipoplasia clavicular em casos clínicos. Neste estudo, a tomografia microcomputadorizada (microCT) da região craniomaxilofacial de camundongos representou uma ferramenta valiosa para estudar o crescimento e desenvolvimento desse modelo animal. A estimativa manual de imagens é demorada e imprecisa. Portanto, apresentamos aqui uma abordagem direta, eficiente e precisa para segmentar e quantificar as imagens de microCT de cada osso craniomaxilofacial. O software MicroCT foi usado para cortar a mandíbula, osso frontal, osso parietal, osso nasal, pré-maxila, maxila, osso interparietal e osso occipital de camundongos e medir seus comprimentos e larguras correspondentes. Esse método de segmentação pode ser aplicado para estudar o crescimento e o desenvolvimento em biologia do desenvolvimento, biomedicina e outras ciências relacionadas e permite que os pesquisadores analisem os efeitos de mutações genéticas em ossos craniofaciais individuais.

Introdução

O intrincado desenvolvimento do crânio e da face humanos engloba um sofisticado processo morfogenético 3D, intrincadamente orquestrado por vários genes. Esses genes desempenham um papel fundamental na regulação dos intrincados padrões, proliferação e diferenciação de tecidos derivados de diversas fontes embrionárias. Este processo altamente coordenado ressalta a complexidade do crescimento e desenvolvimento craniofacial humano. Malformações craniofaciais (incluindo fissura labiopalatina, fechamento de sutura craniana e hipoplasia facial) que ocorrem como resultado de anormalidades de desenvolvimento são responsáveis por mais de um ter....

Protocolo

Cumprimos todos os regulamentos éticos relevantes para testes e pesquisas em animais. Todos os procedimentos experimentais em animais foram aprovados pelo Comitê Consultivo Institucional de Pesquisa e Cuidados com Animais do Nono Hospital Popular de Xangai, Escola de Medicina, Universidade Jiaotong de Xangai.

Tanto a cepa Rosa26-loxp-stop-loxp-dnRARα403 (R26^{dn / dn}) quanto a cepa Osterix-Cre (Osx^Cre) (No.006361) de camundongos usados aqui foram mantidos no fundo C57BL / 6. Camundongos R26^dn/dn foram cruzados com camundongos Osx^Cre

Resultados

Uma extensa pesquisa ressalta o impacto multifacetado das mutações genéticas no crescimento, desenvolvimento e sistemas de órgãos de camundongos. Uma avaliação abrangente dos ossos craniofaciais em camundongos mutantes requer métodos além da análise de imagem 2D ou de tecido único devido às suas limitações. Portanto, elucidar o desenvolvimento ósseo craniofacial é de suma importância para a investigação de distúrbios craniofaciais huma.......

Discussão

O MicroCT é uma ferramenta poderosa para obter informações 3D realistas e isotrópicas de amostras biológicas densas e opacas com resolução micrométrica. Os dados obtidos da microCT são calibrados para geometria e intensidade, tornando-a especialmente útil para estudos quantitativos 13,14,15,16,17. É utilizada para e.......

Materiais

Name	Company	Catalog Number	Comments
GraphPad Prism 6.01 Software	GraphPad Software Inc., La Jolla, CA, USA	/
Micro-CT	Quantum GX micro CT, PerkinElmer, Waltham, MA, USA	/
Mimics Medical 19.0	Materialise, Leuven, Belgium	/
Osterix-Cre (OsxCre)	/	/	from the Jackson Laboratory
Rosa26-loxp-stop-loxp-dnRARα403 strain	/	/	from the Columbia University, USA