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방법 논문

조건부 Stat3 삭제 마우스 모델의 골격 표현형 분석

4.1K 조회수

DOI:

10.3791/61390

2020년 7월 3일

* These authors contributed equally

이 논문에서

요약

이 프로토콜은 생체 내에서 골세포 활성을 제어하는 중요한 유전자를 이해하는 정식 방법을 설명합니다. 이 방법은 형질 형형과 일부 표준 기술을 사용하여 골격 표현형을 분석합니다.

초록

트랜스제닉 마우스 모델은 골세포 분화 및 활동을 제어하는 중요한 유전자를 이해하고 골다공증의 메커니즘 및 제약 치료를 연구하는 데 강력합니다. 카테핀 K (Ctsk)-Cre 마우스는 골세포의 기능적 연구에 널리 사용되어 왔다. 전사 3(STAT3)의 신호 변환기 및 활성화기는 뼈 항상성에서 관련이 있지만 생체 내의 골막세포에서의 역할은 제대로 정의되지 않습니다. STAT3가 골세포 분화 및 뼈 대사에 참여한다는 생체 내 증거를 제공하기 위해, 우리는 골세포별 Stat3 삭제 마우스모델(Stat3 fl/fl;; Ctsk-Cre)및 골격 표현형을 분석하였다. 마이크로 CT 스캐닝 및 3D 재구성은 조건부 녹아웃 마우스에서 골질량을 증가시묵화하였다. H&E 염색, 칼세인 및 알리자린 레드 더블 염색, 타르타르트 내성 산 인산인산(TRAP) 염색이 뼈 대사를 검출하기 위해 수행되었다. 요컨대, 이 프로토콜은 골격 표현형을 분석하고 생체 내에서 골세포 활성을 제어하는 중요한 유전자를 연구하기 위해 몇 가지 표준 방법과 기술을 설명합니다.

서론

골격 뼈는 인체의 주요 하중 베어링 기관이며 걷기 및 운동 중 내부 및 외부 환경 모두에서 압력을 받고있다 1. 평생 동안 뼈는 계속해서 자체 재생을 거치며, 이는 골세포와 골세포에 의해 균형을 이룹니다. 새로운 뼈를 형성하는 오래된 뼈와 골세포를 지우는 골세포의 과정은 골격 시스템2의항상성 및 기계적 기능을 유지한다. 균형에 장애가 골다공증과 같은 뼈 대사 질환을 유발할 수 있습니다. 골다공증은 과도한 골세포 활성으로 인해 전 세계적으로 널리 퍼져 있으며 사회2,3,4에상당한 경제적 손실을 초래합니다. 골다공증 치료에 사용할 수 있는 약물의 제한된 수와 부작용의 그들의 위험4에따르면, 골다세포 형성 및 활동의 세부 사항을 공개 하는 것이 중요 하다.

단핵세포/대식세포 조혈 계보로부터 유래된 골세포는 다중 핵(2~50개의 핵을 가질 수 있음)을 가지며 큰(보통 직경 100 μm 이상)2. 기전의 탐구와 골세포....

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프로토콜

여기에 설명 된 동물에 관한 모든 방법은 상하이 자오퉁 의과 대학의 기관 동물 관리 및 사용위원회 (IACUC)에 의해 승인되었다.

1. 골세포 특정 Stat3 삭제 마우스의 사육

참고: Stat3fl/fl 마우스는 상업적으로 수득하였다. Ctsk-Cre 마우스는 S. 카토 (도쿄 대학, 도쿄, 일본12)에의해 제공되었다. 마우스는 표준화된 조건하에서 기관 동물 시설에서 특정 병원체가 없는 (SPF) 조건하에서 사육되고 유지되었다.

  1. 같은 나이의 두 여성 마우스와 성적으로 성숙한 남성 마우스를 쌍. 18 일 후, 신생아에 대한 매일 검사를 확인하십시오. 임신 한 여성 마우스를 분리하고 필요한 경우 혼자 보관하십시오. 암컷 마우스가 페어링의 1 달 이내에 임신하지 않은 경우 다른 사육 케이지 중 남성 마우스를 변경합니다.
  2. 크로스 Stat3fl/fl 마우스 Ctsk-Cre 마우스 (F0). 지노티핑을 위해 꼬리를 자르고 남성 Stat3fl ....

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결과

본 프로토콜을 이용하여, osteoclast 특이적 Stat3 삭제 마우스는 골세포 분화에 STAT3 삭제의 영향을 연구하기 위해 생성되었다. Stat3Ctsk 마우스와 그들의 야생형 (WT) 쓰레기는 유전자를 지운 후에 사육되고 유지되었습니다. 골수 대식세포는 골수 세포로 분리되고 배양되었고, Stat3Ctsk 마우스에서 STAT3삭제가 입증되었다(도1).

마이크로 CT에 의한 페모라 재구성 및 정량분석은 Stat3Ctsk 마우스의 뼈 질량이 WT 마우스(도2)에비해 증가된 것으로 나타났다.

WT 및 Stat3Ctsk

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토론

유전자 조작 마우스 모델은 일반적으로 인간 질환의 메커니즘 및 약제 학적 치료를 연구하는 데사용된다(13). Ctsk-Cre 마우스는 골세포6의기능적 연구에 널리 사용되어 왔다. 본 연구는 골격 표현형을 분석하고 생체 내에서 골세포 활성을 제어하는 중요한 유전자를 연구하는 방법의 프로토콜을 설명했다.

조직학적 분석은 뼈 대사를 감지하는 가장 직관적인 방법입니다. 그리고 파라핀 섹션의 품질은 조직학적 분석의 기초입니다. 뼈 조직이 단편화 될 수 있기 때문에 뼈 조직의 완전한 고정 및 탈화에 대한 충분한 시간은 매우 필수적입니다. 페모라와 경골에 초점을 맞춘 연구원은 포함 단계에서 90° 각도로 대퇴골과 경골을 배치해야합니다. 신뢰할 수 있고 고품질 조직학 분석을 수행하기 위해 연골 층이 대칭인 처진 파라핀 섹션을 선택하고 H&E 염색시 명확한 M자형 라인을 보였으며, 이는 연속 적.......

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공개 사항

저자는 공개 할 것이 없습니다.

감사의 글

우리는 시약과 마우스와 Zou 실험실의 구성원에 대한 Weiguo Zou 교수와 S. 카토 교수에게 감사유용한 토론을. 우리는 또한 상하이 아홉 번째 인민 병원의 두개 안면 이상을위한 디지털화 된 Stomatology 및 연구 센터에 대한 실험실에 감사드립니다. 이 작품은 중국 국립자연과학재단(NSFC)[81570950,81870740,81800949]의 보조금으로 부분적으로 지원되었다. 상하이 서밋 & 고원 분야, 상하이 정밀 의학 연구소, 상하이 9인조 병원, 상하이 자오동 의과대학 [JC201809], 상하이 자오동 대학 의과대학 고원혁신팀 인센티브 프로젝트 상하이 제9인민병원 상하이자오퉁대학교의 학과 [JYJC201902]의 종합연구기금. L.J.는 우수 청소년 의료 인재, 상하이 "의학 재능의 떠오르는 별" 청소년 개발 프로그램 및 상하이 자오퉁 대학의 "첸 싱" 프로젝트의 학자입니다.

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재료

이 논문에 사용된 재료 목록
이름회사카탈로그 번호댓글
4% 파라포름알데히드 용액(주)상곤생명공학
AcetoneShanghai Experimental Reagent Co., Ltd. (아세톤 상하이 실험 시약 유한공사)
AlizarinSigma-AldrichA5533
암모니아 용액Shanghai Experimental Reagent Co., Ltd.
CalceinSigma-AldrichC0875
Ctsk-Cre 마우스S. Kato, University of Tokyo, Tokyo, Japan
DDSA전자 현미경 과학13710
DeCa RapidlyDecalcifierPro-CureDX1100
DMP-30전자 현미경 과학13600
EDTA상하이 실험 시약 Co., Ltd.60-00-4
EMBED 812 수지전자 현미경 과학14900
형광 현미경OlympusIX73
Hematoxylin 용액Beyotime BiotechanologyC0107
Micro-CTScanco Medical AGμ CT 80
NaHCO3상하이 실험 시약 Co., Ltd.
Neutral balsamSangon biotech Co., Ltd. (주)
NMA전자 현미경 과학19000
파라핀상곤 생명공학 주식회사
로터리 마이크로톰LeicaRM2265
Stat3fl/fl 마우스GemPharmatech Co., LtdD000527
TRAP 염색 키트Sigma-Aldrich387A
xyleneShanghai Experimental Reagent Co., Ltd.1330-20-7
E6720028000036010018918E675007A601889년

참고문헌

  1. Zaidi, M. Skeletal remodeling in health and disease. Nature Medicine. 13 (7), 791-801 (2007).
  2. Boyle, W. J., Simonet, W. S., Lacey, D. L. Osteoclast differentiation and activation. Nature. 423 (6937), 337-342 (2003).
  3. Cummings, S. R., Melton, L. J.

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재인쇄 및 허가

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