Verwendung von induzierbaren osteoblastischen Abstammungs-spezifischen Stat3-Knockout-Mäusen zur Untersuchung des Alveolarknochenumbaus während kieferorthopädischer Zahnbewegung

Yuanqi Liu; Siyuan Sun; Ziyi Jiang; Xinyi Gong; Yiling Yang; Yanfei Zhu; Hongyuan Xu; Anting Jin; Xiangru Huang; Xin Gao; Tingwei Lu; Jingyi Liu; Xinyu Wang; Qinggang Dai; Lingyong Jiang

doi:10.3791/65613

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Methodenartikel

Verwendung von induzierbaren osteoblastischen Abstammungs-spezifischen Stat3-Knockout-Mäusen zur Untersuchung des Alveolarknochenumbaus während kieferorthopädischer Zahnbewegung

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DOI:

10.3791/65613

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21. Juli 2023

Yuanqi Liu^*¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Siyuan Sun^*¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Ziyi Jiang^*⁶ , Xinyi Gong¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Yiling Yang¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Yanfei Zhu¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Hongyuan Xu¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Anting Jin¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Xiangru Huang¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Xin Gao¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Tingwei Lu¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Jingyi Liu¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Xinyu Wang¹^,²^,³^,⁴^,⁵ , Qinggang Dai²^,³^,⁴^,⁵^,⁷ , Lingyong Jiang¹^,²^,³^,⁴^,⁵

¹Center of Craniofacial Orthodontics, Department of Oral and Cranio-maxillofacial Surgery, Shanghai Ninth People’s Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine, ²College of Stomatology, Shanghai Jiao Tong University, ³National Center for Stomatology, ⁴National Clinical Research Center for Oral Diseases, ⁵Shanghai Key Laboratory of Stomatology, ⁶Shanghai Starriver Bilingual School, ⁷The 2nd Dental Center, Ninth People’s Hospital, Shanghai Ninth People’s Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine

^* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Diese Studie stellt ein Protokoll für die Verwendung von induzierbaren Osteoblasten-spezifischen Stat3-Knockout-Mäusen zur Untersuchung des Knochenumbaus unter kieferorthopädischer Kraft zur Verfügung und beschreibt Methoden zur Analyse des alveolären Knochenumbaus während kieferorthopädischer Zahnbewegungen, wodurch ein Licht auf die mechanische Biologie des Skeletts geworfen wird.

Zusammenfassung

Der Alveolarknochen ist mit einer hohen Umsatzrate der am aktivsten umbauende Knochen im Körper. Die kieferorthopädische Zahnbewegung (OTM) ist ein gängiger künstlicher Prozess des Umbaus des Alveolarknochens als Reaktion auf mechanische Krafteinwirkung, aber der zugrunde liegende Mechanismus bleibt schwer fassbar. Bisherige Studien waren aufgrund von Einschränkungen im Tiermodell nicht in der Lage, den genauen Mechanismus des Knochenumbaus zu jeder Zeit und in jedem Raum aufzudecken. Der Signalwandler und Aktivator der Transkription 3 (STAT3) ist wichtig für den Knochenstoffwechsel, aber seine Rolle in Osteoblasten während der OTM ist unklar. Um in vivo den Nachweis zu erbringen, dass STAT3 zu bestimmten Zeitpunkten und in bestimmten Zellen während der OTM an der OTM beteiligt ist, haben wir ein Tamoxifen-induzierbares Osteoblastenlinien-spezifisches Stat3-Knockout-Mausmodell generiert, kieferorthopädische Kraft angewendet und den alveolären Knochenphänotyp analysiert.

Mikro-Computertomographie (Micro-CT) und Stereomikroskopie wurden verwendet, um die OTM-Distanz zu erfassen. Die histologische Analyse wählte den Bereich, der sich innerhalb von drei Wurzeln des ersten Molaren (M1) im Querschnitt des Oberkieferknochens befindet, als Region of Interest (ROI) aus, um die metabolische Aktivität von Osteoblasten und Osteoklasten zu bewerten, was auf die Wirkung der kieferorthopädischen Kraft auf den Alveolarknochen hinweist. Kurz gesagt, wir stellen ein Protokoll für die Verwendung von induzierbaren osteoblastenspezifischen Stat3-Knockout-Mäusen zur Verfügung, um den Knochenumbau unter kieferorthopädischer Kraft zu untersuchen und Methoden zur Analyse des alveolären Knochenumbaus während der OTM zu beschreiben und so ein neues Licht auf die mechanische Biologie des Skeletts zu werfen.

Einleitung

Es ist allgemein bekannt, dass Knochen während des gesamten Lebens als Reaktion auf mechanische Kräfte nach dem Wolffschen Gesetz ^1,2 ständig rekonstruiert werden. Geeignete mechanische Stimulation, wie Schwerkraft und tägliche Bewegung, erhalten Knochenmasse und -stärke und beugen Knochenschwund vor, indem sowohl Osteoblasten als auch Osteoklasten stimuliert werden. Osteoklasten, die für den Knochenabbau verantwortlich sind 3,4,5,6,7, und Osteoblasten, die für die Knochenbildung verantwortlich sind