Методика 3D-визуализации для ремоделирования костной ткани в мышиной модели с расширением шва

Резюме

Данный протокол представляет собой стандартизированную мышиную модель расширения шовного материала и метод 3-D визуализации для изучения механобиологических изменений шва и ремоделирования кости при растягивающей силе.

Аннотация

Черепно-лицевые швы играют решающую роль, помимо того, что они являются фиброзными суставами, соединяющими черепно-лицевые кости; Они также служат основной нишей для роста костей черепа и лица, вмещая мезенхимальные стволовые клетки и остеопредшественники. Поскольку большинство черепно-лицевых костей развиваются путем внутренней мембранозной оссификации, краевые участки швов действуют как точки инициации. Из-за этой значимости эти швы стали интригующими мишенями в ортопедической терапии, такой как пружинное расширение свода черепа, быстрое расширение верхней челюсти и протрация верхней челюсти. Под действием ортопедической силы шовные стволовые клетки быстро активируются, становясь динамическим источником для ремоделирования кости во время расширения. Несмотря на их важность, физиологические изменения в периоды ремоделирования костной ткани остаются малоизученными. Традиционные методы секционирования, в первую очередь в сагиттальном направлении, не охватывают комплексных изменений, происходящих по всему шву. В этом исследовании была создана стандартная мышиная модель расширения сагиттального шва. Чтобы полностью визуализировать изменения ремоделирования костной ткани после расширения шва, метод очистки тканей PEGASOS был объединен с окрашиванием EdU и двойным мечением хелатированием кальция. Это позволило визуализировать высокопролиферирующие клетки и образование новой костной ткани по всей костной кости после расширения. Этот протокол предлагает стандартизированную мышиную модель расширения шовного материала и метод 3-D визуализации, проливающий свет на механобиологические изменения в швах и ремоделирование кости при растягивающей силе.

Введение

Черепно-лицевые швы представляют собой волокнистые ткани, которые соединяют черепно-лицевые кости и играют важную роль в росте и ремоделировании черепно-лицевых костей. Структура шва напоминает реку, обеспечивая приток клеточных ресурсов для питания и построения «берега реки», известного как остеогенные фронты, которые способствуют формированию черепно-лицевых костей посредством интрамембранозного остеогенеза¹.

Интерес к черепно-лицевым швам был обусловлен клиническими потребностями в понимании преждевременного закрытия черепных швов и дисфункции лицевых швов, которые могут привести к черепно-ли....

протокол

Все экспериментальные процедуры, описанные здесь, были одобрены Комитетом по уходу за животными Шанхайской девятой народной больницы Шанхайской медицинской школы Университета Цзяо Тун (SH9H-2023-A616-SB). В этом исследовании использовались 4-недельные самцы мышей C57BL/6. Все используемые инструменты были стерилизованы перед процедурой.

1. Подготовка модели расширения шва

1. Подготовка двух ретенционных держателей.
   1. Используйте австралийскую проволоку диаметром 0,014 дюйма или проволоку из нержавеющей стали (см. Таблицу материалов), чтобы сделать спиральную петлю с помощью легких плоскогубцев. ....

Результаты

С помощью этого протокола была создана мышиная модель расширения сагиттального шва (рис. 1-2). Для 3D-визуализации изменений при моделировании костей после наложения шва метод очистки тканей PEGASOS был применен ко всей пяточной кости после расширения. Посл.......

Обсуждение

Мы применили стандартную мышиную модель расширения шва для наблюдения за регулярными морфологическими изменениями, которые происходят каждую неделю в течение всего месячного^цикла ремоделирования. Эта модель полезна для исследования ремоделирования и регенерации костн.......

Материалы

Name	Company	Catalog Number	Comments
37% Acid etching	Xihubiom	E10-02/1807011
Alizarin red	Sigma-Aldrich	A3882
AUSTRALIAN WIRE	A.J.WILCOCK	0.014''
Benzyl benzoate	Sigma-Aldrich	B6630
Calcein green	Sigma-Aldrich	C0875
Copper(II) sulfate, anhydrous	Sangon Biotech	A603008
Dynamometer	Sanliang	SF-10N
EDTA	Sigma-Aldrich	E9884
EdU	Invitrogen	E104152
Laser Confocal Microscope	Leica	SP8
PBS	Sangon Biotech	E607008
PEG-MMA 500	Sigma-Aldrich	447943
PFA	Sigma-Aldrich	P6148
pH Meters	Mettler Toledo	S220
Quadrol	Sigma-Aldrich	122262
Sodium Ascorbate	Sigma-Aldrich	A4034
Sodium bicarbonate	Sangon Biotech	A500873
Sodium chloride	Sangon Biotech	A610476
Sodium hydroxide	Sigma-Aldrich	S5881
Spring	TAOBAO	0.2*1.5*1*7
Sulfo-Cyanine3 azide	Lumiprobe	A1330
tert-Butanol	Sigma-Aldrich	360538	Protect from light. Do not freeze.
Transbond MIP Moisture Insensitive Primer	3M Unitek	712-025
Transbond XT Light Cure Adhesive Paste	3M Unitek	712-035
Triethanolamine	Sigma-Aldrich	V900257
Tris-buffered saline	Sangon Biotech	A500027