Ce manuscrit présente des méthodes d’analyse morphométrique et changements cellulaires dans le condyle mandibulaire des rongeurs.
Method Article
Ce manuscrit présente des méthodes d’analyse morphométrique et changements cellulaires dans le condyle mandibulaire des rongeurs.
L’articulation temporo-mandibulaire (ATM) a la capacité de s’adapter aux stimuli externes et chargement des changements peut affecter la position des condyles, ainsi que les composants structurels et cellulaires du cartilage condylien mandibulaire (MCC). Ce manuscrit décrit des méthodes pour l’analyse de ces changements et un procédé pour modifier le chargement de l’ATM chez la souris (c.-à-d., compression ATM statique de chargement). L’évaluation structurale illustrée ici est une approche morphométrique simple qui utilise le logiciel Digimizer et est réalisée dans les radiographies de petits os. En outre, l’analyse de systèmes cellulaires change conduisant à des altérations dans l’expression du collagène, remodelage osseux, la division cellulaire, et distribution de protéoglycanes dans le MCC est décrite. La quantification de ces changements dans les coupes histologiques - en comptant les pixels fluorescents positives à l’aide d’image logiciel et la cartographie de la distance de mesure et colorées de zone avec Digimizer - est également démontrée. Les méthodes indiquées ici ne se limitent pas à l’ATM murine, mais pourraient être utilisés sur les autres OS de petits animaux de laboratoire et dans d’autres régions de l’ossification endochondrale.
L’ATM est une articulation portante unique située dans la région cranio-faciale et est formé de fibrocartilage. Le CMC de l’ATM est essentiel pour la fonction articulaire, y compris le mouvement de mâchoire sans entrave tout en parlant et pétrissage, mais il est souvent affecté par des maladies dégénératives, notamment l’arthrose1. L’ATM a la capacité de s’adapter aux stimuli externes et des altérations de chargement, conduisant à des changements structurels et cellulaires aux composants du MCC2,3,4,5. Les propriétés porteuse du CMC peuvent s’expliquer par les interactions entre ses composants, y compris l’eau, le réseau de collagène et dense de protéoglycanes. Le MCC a quatre zones cellulaires distinctes qui expriment les différents types de protéines de collagène et non-collagène : 1) la zone superficielle ou articulaire ; 2) la zone proliférative, composée de cellules mésenchymateuses indifférenciées et qui répond au chargement des demandes ; 3) la zone de prehypertrophic, composé des chondrocytes matures exprimant le collagène de type 2 ; et 4) subissent une calcification et de zone, la région où les chondrocytes hypertrophiques exprimant collagène type die 10 le hypertrophique. La région non minéralisée est riche en protéoglycanes qui offrent une résistance aux forces de compression6.
Il y a la minéralisation continue à la zone hypertrophique de la MCC, où se produit la transition entre chondrogenèse ostéogenèse, garantissant la robuste structure minérale de l’os sous-chondral du condyle mandibulaire7. Changements cellulaires dans les régions non-minéralisée et minéralisées aboutir à des changements morphologiques et structurelles dans le condyle mandibulaire et de la mandibule. Maintien de l’homéostasie de toutes les régions cellulaires de la MCC et la minéralisation de la portion sous-chondral sont essentiels à la santé, capacité portante et l’intégrité de l’ATM.
Le modèle de souris transgénique de collagène multiples (comme décrit par Utreja et al.) 8 est un excellent outil à utiliser pour comprendre les changements dans l’expression de collagène car tous les transgènes sont exprimés dans le tableau. Pour une évaluation histologique approfondie, taches histologiques sont utilisés pour étudier les dépôts de matrice, minéralisation, prolifération cellulaire et l’apoptose, ainsi qu’expression de la protéine au niveau des couches cellulaires de la MCC.
Dans ce manuscrit, histologique et analyses morphométriques sont utilisés pour évaluer les changements structurels et cellulaires dans l’OS MCC et sous-chondrale du condyle mandibulaire de souris. En outre, une méthode de quantification de cellules, pour analyser des images histologiques fluorescents et de mappage des lames de microscope photonique, est décrite. L’ATM public static compression chargement méthode, ce qui provoque des modifications cellulaires et morphologiques à la MCC et sous-chondral OS9, est également illustrée pour valider nos méthodes.
Les méthodes décrites ici peuvent servir pour déterminer les caractéristiques morphométriques et histologiques dans le condyle mandibulaire et maxillaire inférieur des rongeurs ou d’analyser d’autres régions d’ossification endochondrale et la morphologie des tissus minéralisés supplémentaires.
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Le Comité de protection des animaux institutionnel de l’Université du Connecticut Health Center a approuvé toutes les procédures d’animaux.
1. compression statique TMJ chargement : Bouche ouverte de force
Remarque : Souris transgéniques de quatre semaines associées fluorescents reporters pour le collagène (Col2a1XCol10a1), aimablement fournies par m. David Rowe (Université du Connecticut), ont été utilisés pour les expériences décrites dans ce manuscrit (n = 8 ; 4 mâles et 4 femelles). Transgène Col2a1 cyan (bleu) est exprimé dans les cellules à la zone prehypertrophic de la MCC, tandis que le Col10a1 cerises globules (rouges) sont présents dans la région hypertrophique8 (Figure 1). Souris ont été répartis en deux groupes : 1) le groupe chargé, où les souris ont été soumises à compression TMJ statique chargement (décrit dans étape 2) et 2), le groupe de contrôle, où souris a reçu aucune intervention.

La figure 1. Représentant sagittale du condyle de souris double-collagène journaliste fluorescent (Col2a1XCol10a1). Echelle = 200 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

La figure 2. Charge de TMJ compression statique : bouche forcée modèle ouvert. (A) ressort fabriqué de 0,017 x 0,025 bêta titane alliage arc. (B) la souris chargée avec ressort. (C) radiographie de chargé et souris témoins montrant des différences dans le positionnement de la mandibule. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
2. fixation et Dissection de la mandibule
3. x-ray Imaging et mesures morphométriques

Figure 3 . Représentation des mesures morphométriques de la mandibule. (A) utiliser la barre d’échelle de la radiographie pour déterminer l’unité (encerclé en rouge, barre d’échelle : 10 mm). (B) sélectionnez les points anatomiques en utilisant le marqueur style « 2 » (entouré en rouge). 1) Condylion ; 2) processus incisive ; 3) point plus profond à l’encoche sigmoïde ; 4) point plus profond dans la concavité du ramus mandibulaire ; 5) la plupart point antérieur de la surface articulaire condylienne ; 6) point plus de postérieur de la surface articulaire condylien. Barre d’échelle : 10 mm.(C) effectuer des mesures avec la « longueur » et « perpendiculaires » outils (entourés en rouge). Mesures du point 1 ou 2 : longueur mandibulaire ; à partir de 5 à 6 point : largeur du condyle ; perpendiculaire du point 1 à 4 - 3 : longueur de la tête condylienne. Enregistrer des mesures de la liste « mesure ». Echelle = 10 mm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
4. condyle incorporation
Remarque : Après avoir pris les images radiographiques, les mandibules peuvent être incorporés et sectionnés pour une analyse histologique.
5. condyle coupes sagittales et préparation
6. histologiques de coloration et d’imagerie microscopique
Remarque : La plupart de la coloration histologique est effectué comme décrit dans la section histologique du papier par Dyment et coll.10.
7. fluorescente histologique Quantification

Figure 4 . Représentation du transgène Col10a1 quantification. (A) sélectionner la zone d’intérêt avec l’outil « Lasso » (L). Pour les cellules positives à le Col10a1, sélectionnez le cartilage ensemble mandibulaire. Enregistrer le nombre de pixels dans la zone « histogramme ». (B) sélectionnez le pixel d’intérêt, dans ce cas, les pixels de Col10a1 fluorescents rouges. Notez que seuls les pixels rouges dans la zone d’intérêt seront sélectionnés. Enregistrer le nombre de pixels rouges dans la zone « histogramme ». Echelle = 200 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 5 . Représentation sous forme de quantification de piège fluorescente. (A) sélectionner la zone d’intérêt (os sous-chondral et de cartilage mandibulaire) et enregistrer le nombre de pixels de cette région. (B) sélectionnez les pixels fluorescents jaunes, qui représente l’activité piège. Notez qu’uniquement les pixels piège positif sera sélectionner. Enregistrer le nombre de pixels sélectionnés. Echelle = 200 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.

Figure 6 . Représentation sous forme de quantification de l’EdU. (A) sélectionner la région proliférative de la MCC (la couche externe du cartilage). Sélectionnez pixels DAPI-positif et enregistrer le nombre de pixels. (B) sélectionnez pixels EdU-positive (jaune fluorescent) et enregistrer le nombre de pixels. Echelle = 200 µm. s’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
8. quantification de l’épaisseur du Cartilage et de la Distribution de protéoglycanes

Figure 7 : Représentation des protéoglycanes quantification de distribution. (A) utiliser la barre d’échelle de l’image histologique pour déterminer l’unité en cliquant sur le bouton « unit » (entouré en rouge, unité sélectionnée : 500 µm). (B) mesurer l’épaisseur du cartilage dans différents endroits à l’aide de l’outil de « longueur » (entouré en rouge). Enregistrer les mesures de la liste « mesure » dans le panneau supérieur droit. Le logiciel fournit également des « statistiques » dans le panneau droit inférieur, alors que la moyenne et l’écart-type de mesures peuvent être obtenu directement. (C) Mesurez la zone teinté bleu de toluidine en utilisant l’outil « zone » (entouré en rouge). Entourez la zone d’intérêt et enregistrer la mesure de la liste « mesure ». S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
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Statistiques descriptives ont été effectuées pour examiner la distribution des mesures morphométriques (longueur mandibulaire, longueur condylienne, largeur condylienne) et des analyses histologiques. Résultats ont été comparés entre le groupe chargé (c.-à-d., souris soumises à une charge de compression avec le ressort en titane bêta) et le groupe témoin (c.-à-d., correspondant à des souris témoins n’ayant pas reçu de toute procédure). Des différences statistiquement sig...
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Ce manuscrit décrit les méthodes de mesure morphométriques et analyse cellulaire des condyles mandibulaires murins et mandibules. Les mesures radiographiques morphométriques permet également d’analyser d’autres ossements de petits animaux de laboratoire. En outre, l’analyse cellulaire (quantification de la cellule et la cartographie de distance du cartilage) ne se limitent pas à du condyle mandibulaire rongeur, mais peut être utilisé pour quantifier les coupes histologiques de nombreux tissus.
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Les auteurs n’ont aucun intérêt financier concurrentes.
Les auteurs tiennent à remercier m. David Rowe pour aimablement les souris transgéniques et Li Chen pour l’assistance histologique.
La recherche rapportée dans cette publication a été financée par le National Institute of Dental & Craniofacial Research de la National Institutes of Health, sous attribution numéro K08DE025914 et par l’Association américaine de Foundation orthodontique à Sumit Yadav.
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Système de radiographie MX20 | Faxitron X-Ray LLC ; | ||
| Logiciel Digimizer Image ; | MedCalc Software | ||
| Shandon Cryomatrix résine d’encastrement | Thermo Scientific | 6769006 | |
| Microscope manuel Axio Imager Z1 | Carl Zeiss | 208562 | |
| filtre à protéines fluorescent jaune ; - EYFP | Chroma Technology Corp | 49003 | |
| filtre à protéines fluorescent cyan - ECFP | Chroma Technology Corp | 49001 | |
| filtre à protéines fluorescent rouge - Cy5 | Chroma Technology Corp | 49009 | |
| acétate de sodium anhydre | Sigma-Aldrich | S2889 | |
| L-tartrate de sodium dibasique dihydraté ; | Nitrite de sodium Sigma-Aldrich | 228729 | |
| Sigma-Aldrich | 237213 | ||
| substrat ELF97 | Thermo Fisher Scientific | E6600 | |
| ClickiT EdU Alexa Fluor 594 HCS kit | Life Technologies | C10339 ; | comprend de l’EdU (5-éthynyl-2'-désoxyuridine) ; |
| DAPI (4',6-Diamidino-2-Phénylindole, dichlorhydrate) | Thermo Scientific | D1306 | |
| Phosphate de sodium dibasique | Sigma-Aldrich | S3264 | |
| Phosphate de sodium monobasique | Sigma-Aldrich | 71505 | |
| Bleu Toluidine | Sigma-Aldrich | T3260 | |
| Adobe Photoshop ; | Adobe Systems Incorporated | ||
| Comprimés de solution saline tamponnés au phosphate (PBS) | Research Products International | P32080-100T | |
| CNA Beta III Archwire | Ortho Organizers, Inc. | ||
| GraphPad Prisme ; | GraphPad Software, Inc. |
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