诱导小鼠的牙周炎
2019年8月6日
在这里,我们提出一个协议,本地诱导小鼠的牙周炎。我们展示如何在老鼠的牙齿上钻一个洞,并暴露它的果肉,以引起局部炎症。研究这种炎症性质的分析方法,如微CT和成体学,也进行了演示。
我们的协议允许在可访问且受控的小鼠模型中研究周内炎。因此，此协议比患者样本或体外模型具有优势。该技术的主要优点是鼠标已经研究得很好，而且该方法在技术上在设施要求方面很简单，而且具有成本效益。
由于牙齿尺寸小，此过程具有挑战性，因此将程序可视化以了解该技术的定位和性能是有益的。在确认对头趾捏没有反应后，将鼠标放在紧闭细胞挤出聚苯乙烯泡沫表面的主导手侧，用胶带固定爪子。使用每对切口的单根橡皮筋，以及固定在闭合细胞挤压聚苯乙烯泡沫表面的长针，支撑嘴张开。
使用贴在泡沫上的封闭钳子收回右脸颊。将泡沫和鼠标放在显微镜和光源下。然后，用牙铲收回舌头，使用27测量针将25至50微升局部麻醉剂注射到粘膜褶皱中，该褶皱紧邻第一个曼迪布拉摩尔。
应观察注射部位周围的组织肿胀。要暴露纸浆，请使用任何合适的牙科马达，配备圆形高速金刚石 0.8 毫米牙科毛刺，速度为每分钟 800 发，钻钻第一右眼摩尔的遮挡部分，直到通过牙龈看到纸浆角。使用 K 或 H 文件（8 号或 10 号）刺穿纸浆，并打破覆盖中牙和近孔纸浆角的凹痕，允许将文件插入角中。
继续尽可能深入地处理纸浆内的文件，同时用文件扩大开口，通常用毛刺在牙齿的锋利边缘周围观察出的纸浆出血，并去除牙刀，以减轻实验期间的疼痛。使用微刷清洁任何碎屑。并留下反向左第一人多摩尔作为控制。
在手术后头三天，体重对动物进行重压，每天注射一次每公斤丁丙诺啡。继续监测动物在未来42天，通过称重和一般行为评估每周两到三次。在整个后续过程中，在笼子地板上的培养皿中，将用水软化的食物颗粒。
在实验结束时，使用手术剪刀和钳子收集下颚部分，包括治疗的和未处理的两侧的三个摩尔。使用钳子尽可能多地剥离软组织，在样品上留下大部分骨骼和牙齿。在 PBS 中短暂冲洗组织。
在固定4%的对甲醛之前，24至48小时。然后用新鲜的PBS冲洗样品三次。对于微计算断层扫描，或微CT分析将收获的组织放在一个直径为12毫米的管中，管中含有1.5毫升PBS。
以样品为导向，使齿和根的球状或语言表面平行于管的底部。使用海绵分离样品。用柔性薄膜覆盖管子的顶部。
选择控制文件，将能量设置为 70 千伏，强度设置为 114 微安，分辨率设置为 6 微米立方体 Voxel 大小。单击"童子军视图"。当图像出现时，单击参考线并标记样本的扫描区域，单击每个样本后添加扫描。
标记所有示例后，转到任务列表，然后选择"开始交互任务"。对于 Micro-CT 切片的轮廓，请选择表示牙齿近似中间的切片，其中存在日冕浆、两条运河的弧形纸浆和两个面食。单击等高线面板，从远点根顶点开始，通过中根顶点的中线边框，沿远根顶点的远点边界和远点根的斜边线边界，通过毛茸茸区域，将斜面边框与径向边界标记到径向的 paque apical 区域。
复制并粘贴生成的轮廓，并相应地根据位于中间切片两侧的五个切片调整轮廓。要计算为每个样本标记的轮廓的组织体积，请在 Micro-CT 评估下选择"任务"并单击 3D 评估。然后，在 3D 评估窗口中，单击"选择"并选择一个过滤器来计算组织体积。
在 Micro-CT 分析结束时，将组织从扫描仪转移到含有 1 毫升 EDTA 的微型离心管中，使用 10 天。在脱钙结束时，将样品放入含有乙醇浓度增加的组织学盒中，每浓度一小时。第二次乙醇浸入后，将样品转移到二甲苯中进行两次一小时的浸泡，然后将盒式磁带转移到60摄氏度的液体石蜡中，在化学罩中过夜，让二甲苯蒸发。
第二天早上，将脱水样品的冠和根部平行于模具底部，放在组织学阻断机中，将样品嵌入石蜡中。要获得部分，请将石蜡块样品固定到微酮切割块上，并修剪样品，直到达到感兴趣的组织。当牙齿的任何部分可见时，开始获得六微米厚的部分，调整切割角度，直到获得包括日冕和弧形纸浆和尖牙的下垂截面。
在这里，显示整个处理下脚。处理后的第一右摩尔的放大，允许观察中牙和大元角和运河入口的暴露。Micro-CT 成像可可视化中浆暴露，以及骨吸收的中分和显性近位放射性区域。
事实上，与对子相比，在经过治疗的牙齿中测量组织体积的显著周食骨吸收。组织学分析表明，在经过处理的牙齿中，牙髓本身呈现坏死，与控制组织纸浆组织相比，在H和E染色后可以清楚地观察到坏死。此外，更重要的是，在经过治疗的牙齿的周食区，观察到由免疫细胞组成的周食病变，在控制牙齿中不存在。
在纸浆暴露期间正确定位鼠标至关重要，因为正确的定位能够正确接触动物的嘴并获得最佳结果。其他的临床炎症分析方法，如免疫组织染色和传真和细胞的详细分子分析，可以按照此协议进行。该协议对于牙科研究，而且对于免疫学研究都非常重要，因为它为局部诱发炎症提供了一个内置内部控制的模型。
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概述
本研究提出了一种在小鼠中局部诱导根尖牙周炎的新协议，便于对根尖周围炎症进行受控调查。该方法涉及钻孔小鼠牙齿以暴露牙髓，并提供多种分析技术，包括微CT和组织学分析。
关键研究组成部分
研究领域
- 根尖牙周炎
- 炎症反应
- 牙科病理
背景
- 小鼠模型对牙科研究有利。
- 该协议提供了一种经济有效的方法。
- 过程可视化增强了对技术的理解。
使用的方法
- 钻孔和牙髓暴露技术
- 小鼠作为生物系统
- 微CT和组织学分析
主要结果
- 成功诱导根尖牙周炎。
- 观察到手术后显著的炎症。
- 验证了结果准确性的协议。
结论
- 该研究有效地展示了一种在小鼠模型中研究牙科炎症的方法。
- 研究结果对于理解根尖周围疾病有重要意义。
常见问题
Executive Industry Relevance
Inducing apical periodontitis in mice provides a controlled, reproducible in vivo model for studying localized inflammatory mechanisms relevant to oral and immunological research. This model enables quantitative assessment of bone resorption and immune cell infiltration, supporting mechanistic de-risking and target validation in early discovery. Its standardized workflow and internal controls facilitate translational continuity from discovery biology to preclinical research.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of inflammatory pathways and immune cell recruitment in a disease-relevant system.
- Supports biological de-risking by providing internal controls and uniform experimental conditions.
- Facilitates functional target validation through quantifiable tissue and cellular readouts.
Screening & Assay Development
- Prepares validated in vivo models for downstream analysis of therapeutic interventions targeting inflammation or bone resorption.
- Standardizes sample preparation and imaging protocols for reproducible quantitative outputs.
- Enables reliable comparison of treated versus control conditions for compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant endpoints such as bone loss and immune infiltration for translational biomarker development.
- Provides continuity from mechanistic discovery to preclinical validation of anti-inflammatory or bone-protective agents.
- Supports risk-adjusted advancement decisions based on robust in vivo data.
Pipeline & Workflow Integration
This mouse model integrates into the discovery-to-preclinical continuum by enabling hypothesis testing, pathway clarification, and quantitative analysis of inflammatory responses.
- Discovery Biology: Facilitates null hypothesis testing and mechanistic de-risking of inflammatory targets.
- Screening: Provides assay-ready, reproducible in vivo samples for quantitative imaging and histology.
- Analytics: Delivers micro-CT and histological measurements for objective comparison of experimental groups.
- Translational Research: Bridges early discovery findings with preclinical biomarker validation in a disease-relevant context.
- Enterprise Reuse: Offers a standardized, reusable platform for inflammation and bone pathology studies across programs.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in inflammation research.
- Operational Value: Enhances reproducibility and scalability through standardized animal handling and analysis protocols.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions and capital efficiency by providing robust in vivo data early in the pipeline.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of targets and therapeutic candidates based on quantitative outcomes.
Implementation Considerations
- Requires expertise in small animal surgery and dental procedures.
- Needs access to micro-CT imaging, histology, and molecular analysis infrastructure.
- Demands cross-team standardization for animal handling, sample processing, and data analysis.
- Adaptation to other inflammatory models may require protocol optimization for different tissues or endpoints.
- Practical limitations include technical challenges of mouse oral surgery and the need for precise positioning and monitoring.
