유도 가능한 조골 계통 특이적 Stat3 녹아웃 마우스를 사용하여 교정 치아 운동 중 치조골 리모델링 연구

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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방법 논문

유도 가능한 조골 계통 특이적 Stat3 녹아웃 마우스를 사용하여 교정 치아 운동 중 치조골 리모델링 연구

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DOI:

10.3791/65613

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2023년 7월 21일

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

이 논문에서

요약

본 연구는 유도성 조골세포 계통 특이적 Stat3 녹아웃 마우스를 사용하여 교정력 하에서 뼈 리모델링을 연구하기 위한 프로토콜을 제공하고, 치아 교정 운동 중 치조골 리모델링을 분석하는 방법을 설명하여 골격 기계 생물학에 대한 실마리를 제공합니다.

초록

회전율이 높은 치조골은 신체에서 가장 활발하게 리모델링되는 뼈입니다. 치아 교정 운동(OTM)은 기계적 힘에 반응하여 치조골 뼈를 리모델링하는 일반적인 인위적인 과정이지만 근본적인 메커니즘은 여전히 파악하기 어렵습니다. 기존 연구들은 동물모델 관련 제약으로 인해 시간과 공간에 구애받지 않는 뼈 리모델링의 정확한 메커니즘을 밝힐 수 없었다. 전사 3의 신호 변환기 및 활성제(STAT3)는 뼈 대사에 중요하지만 OTM 중 조골세포에서 그 역할은 불분명합니다. STAT3가 특정 시점과 OTM 중 특정 세포에서 OTM에 참여한다는 생체 내 증거를 제공하기 위해 타목시펜 유도 조골세포 계통 특이적 Stat3 녹아웃 마우스 모델을 생성하고 교정력을 가하고 치조골 표현형을 분석했습니다.

마이크로 컴퓨터 단층 촬영(Micro-CT)과 입체 현미경을 사용하여 OTM 거리에 접근했습니다. 조직학적 분석은 조골세포와 파골세포의 대사 활성을 평가하기 위해 상악골의 단면에서 첫 번째 대구치(M1)의 3개 뿌리 내에 위치한 영역을 관심 영역(ROI)으로 선택하여 치조골에 대한 교정력의 효과를 나타냅니다. 요컨대, 우리는 유도성 조골세포 계통 특이적 Stat3 녹아웃 마우스를 사용하여 교정력 하에서 뼈 리모델링을 연구하고 OTM 중 치조골 리모델링을 분석하는 방법을 설명하여 골격 기계 생물학에 대한 새로운 빛을 비추는 프로토콜을 제공합니다.

서론

일반적으로 뼈는 울프의 법칙 ^1,2에 따라 기계적 힘에 반응하여 일생 동안 지속적으로 재건되는 것으로 알려져 있습니다. 중력 및 일상적인 운동과 같은 적절한 기계적 자극은 골량과 강도를 유지하고 조골세포와 파골세포를 모두 자극하여 뼈 손실을 방지합니다. 골 흡수를 담당하는 파골세포(osteoclast)3,4,5,6,7와 골 형성을 담당하는 조골세포(^osteoblast) ^8,9,10은 뼈의 항상성을 유지하고 뼈 리모델링의 생물학적 과정에서 공동으로 기능합니다. 대조적으로, 장기간의 미세중력 하에서 우주비행사와 같이 하중 자극이 없는 경우, 뼈는 10%의 골밀도 손실을 겪고, 따라서 골다공증의 위험이 증가한다