Methodenartikel

Optimalisatie van het ligatuur-geïnduceerde parodontitis-muismodel voor preklinisch onderzoek

DOI:

10.3791/65908

⸱

30 april 2026

 ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Division of Comprehensive Care, Department of Periodontology, University of North Carolina at Chapel Hill, 2Division of Pediatric and Public Health, Adams School of Dentistry, University of North Carolina at Chapel Hill, 3Department of Epidemiology, Gillings School of Global Public Health, University of North Carolina at Chapel Hill, 4Department of Applied Physical Sciences, University of North Carolina at Chapel Hill, 5Department of Biostatistics and Health Data Science, School of Medicine, Indiana University

In dit artikel

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het door ligatuur veroorzaakte parodontitis-muismodel is een effectief en steeds populairder hulpmiddel voor het bestuderen van parodontale ziekten. Gedetailleerde richtlijnen worden gepresenteerd voor het implementeren van een vereenvoudigde versie van het model, gericht op interproximale alveolaire botvernietiging, inclusief laboratoriumstudieontwerp, productie van 3D-geprinte tools en botkwantificatie met behulp van μCT-analyse.

Samenvatting

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het experimentele model van ligatuur-geïnduceerde parodontitis bij muizen heeft een fundamentele rol gespeeld in het begrijpen van parodontitis pathogenese; Toch is het niet volledig benut voor translationele en therapeutische toepassingen. Net als bij menselijke ziekten ontwikkelt ligatuur-geïnduceerde parodontitis zich bij muizen via een reeks verschillende microbiële, inflammatoire en osteo-immunologische gebeurtenissen. De door ligatuur veroorzaakte alveolaire botvernietiging verloopt in een relatief korte periode en is gemakkelijk te kwantificeren, waardoor het een kosteneffectief ziektemodel is voor preklinische studies.

Om de technische uitdaging van het klassieke ligatuurmodel te overwinnen, werd het vereenvoudigde ligatuur-geïnduceerde parodontitismodel gecureerd. In plaats van ziekte te veroorzaken in de gehele omtrek van twee aangrenzende tanden, richt het vereenvoudigde ziektemodel zich op inflammatoire botafbraak alleen in het interproximale gebied van twee achterste tanden, wat ook het gebied is dat veelvoorkomende parodontale ziekte bij mensen initieert. Omdat het gebruik maakt van driedimensionale (3D)-geprinte tools voor het plaatsen van ligatuur, is de aanpak snel en effectief, wat leidt tot een procedurele tijd van 5-10 minuten per muis. Hoewel osteoklastogene signalering wordt vastgesteld na 3 dagen ligatuurplaatsing, ontwikkelt botdestructie consequent 9 dagen na ligaturen.

Hier wordt het vereenvoudigde ligatuurmodelprotocol uitgewerkt door belangrijke elementen te benadrukken die specifiek zijn voor het onderzoeksontwerp (d.w.z. vermogensberekening, procedurestandaardisatie, kalibratie), ontwikkeling van de 3D-geprinte tools (d.w.z. het "muizentandbed" en "ligatuurhouder"), en kwantificatie van alveolair bot met behulp van μCT-analyse. Gingivale genexpressie van Rank, Rankl en Opg, een master regulatieve triade van osteoclastogenese, wordt gebruikt als indirect bewijs van therapeutische effectiviteit. De in dit artikel gepresenteerde methoden zullen de onderzoekers begeleiden bij de implementatie van het vereenvoudigde ligatuur-geïnduceerde parodontitismodel om innovatieve parodontale therapieën te testen in de preklinische setting.

Inleiding

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Parodontale ziekte is een complex ontstekingsproces dat leidt tot de vernietiging van tandondersteunende structuren, waaronder het gingiva, het parodontale ligament, het cement en het alveolair bot. Om parodontale botverlies te laten ontstaan, moeten de tandvleesbarrière breken en bacteriële invasie plaatsvinden, naast de rekrutering van ontstekingscellen en de overgang van een aangeboren gedomineerde naar een verworven gedomineerde immuunrespons1. De uiteindelijke disbalans tussen osteoblasten en osteoclasten zal resulteren in verlies van alveolair bot door de vernietigingervan. De kenm....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Dit protocol volgde de richtlijnen22,23 van Animal Research: Reporting of In Vivo Experiments (ARRIVE). Alle experimentele procedures die in dit protocol zijn beschreven, zijn goedgekeurd door de IACUC van de University of North Carolina at Chapel Hill.

1. Experimenteel ontwerp

  1. Berekening van steekproefgrootte
    OPMERKING: Vanwege het translationele karakter van het onderzoeksprogramma is de hier gepresenteerde vermogensberekening gebaseerd op alveolaire botmetingen van 8-12 weken oude wildtype C57Bl6 muizen.
    1. ....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Resultaten

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

aRepresentatieve data-analyse van lineaire alveolaire botmetingen van WT vrouwelijke en mannelijke muizen bij de uitgangslijn (gezondheid) en 9 dagen na ligatie wordt weergegeven in Figuur 1A. De vermogensberekening geeft aan dat er in totaal 10 muizen nodig zijn (4-5 muizen per groep) om verschillen tussen deze groepen te detecteren als het primaire resultaat lineaire botwaarden zijn, gemeten met μCT (Figuur 1B). Een powerberek.......

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Discussie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De huidige studie biedt inzichtelijke informatie en gedetailleerde, stapsgewijze richtlijnen over het eerder gepresenteerde vereenvoudigde ligatuur-geïnduceerde parodontitis-muismodelprotocol10. De details in het huidige artikel kunnen de reproduceerbaarheid aanzienlijk beïnvloeden en worden ondersteund door de ervaring van de groep met dit specifieke ligatuur-geïnduceerde parodontitismodel 11,12,13,18,19,21.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Openbaarmakingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

De STL-bestanden die in eerdere publicatie9 zijn gebruikt om de 3D-geprinte apparaten te maken, vallen onder een auteursrechtovereenkomst met de University of North Carolina at Chapel Hill ("UNC-Mouse Surgical Bed and UNC-Ligature Holder" UNC Ref. No. 18-0024). De auteurs geven geen concurrerende financiële belangen aan.

Dankbetuigingen

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Het onderzoek dat in deze publicatie wordt gerapporteerd, werd ondersteund door het National Institute of Dental & Craniofacial Research van de National Institutes of Health onder Award Numbers K01DE027087 (JTM) en R01DE032830 (JTM). Het werk werd ook ondersteund door het National Institute of Allergy and Infectious Diseases van de National Institutes of Health onder toekenningsnummer R01-AI153265 (KVS). De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de National Institutes of Health. Daarnaast wordt het hier gerapporteerde onderzoek ook ondersteu....

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Materialen

Lijst van materialen gebruikt in dit artikel
NaamBedrijfCatalogusnummerOpmerkingen
BladeIntegra4-315C15C blade
Ceramic beadsVWR10158-6080.5 mL x 1.4 mm Keramische kralen
Lijm/hars materiaalThe Gorilla Glue Company8401519
Ligatuurhouder (met inkeping)UNC at Chapel Hill BeAM Design Center facility coreniet van toepassing118,01 mm x 13 mm x 13,74 mm
LigatuurhouderslotUNC at Chapel Hill BeAM Design Center facility coreniet van toepassing17,5 mm x 14,57 mm x 17,8 mm
Lulzbot mini v1.0 3D printer Lulzbot (Fargo Additive Manufacturing Equipment 3D, LLC)niet van toepassingAleph Objects, Lulzbot Mini v1.0 model
MicroView SoftwareParallax Innovations2.5.0-3139Software gebruikt voor botmetingen
Muis tandenborstel (met uitsparingen)UNC at Chapel Hill BeAM Design Center facility coreniet van toepassing103,86 mm x 196,85 mm x 50,99 mm
Muis tandenborstel bovenkantUNC at Chapel Hill BeAM Design Center facility coreniet van toepassing99,8 mm x 77 mm x 21,5 mm
Polymelkzuur (PLA) filamentVerbatim552593,0 mm PLA
Rapidpure RNA weefselkitMP Biomedicals112721050
MeshandgreepBard-Parker37103015C meshandgreep
Sutuur-zijdeRoboz Surgical InstrumentSUT-15-1
Taqman qPCR primersThermo FisherRank (Mm00437135_ m1), Rankl (Mm00441906_ m1), Opg (Mm00435452_ m1), Gapdh (Mm99999915_g 1)
VX-765 InvivoGen, San Diego, USA#inh-vx765-1Caspase-1 remmer gebruikt voor hostmodulatie

Referenties

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Offenbacher, S. Periodontal diseases: pathogenesis. Ann Periodontol. 1 (1), 821-878 (1996).
  2. Alves, T., Swanson, K. V., Girnary, M. S., Freire, M., Moss, K., Divaris, K., Beck, J., Santos, P. C. P., Brickey, W. J., Wrobel, J. A., Min, H. Y., Syed, M., Morelli, T., Seaman, W. T., Preisser, J. S., Hu, D., Preisser, H., Makhanova, N., Susin, C., Vias, N. P., Styner, M., Zhang, S., Pirih, F. Q., Chang, J., Gill, H. S., Lietzan, A. D., Webster-Cyriaque, J., Ting, J. P. Y., Marchesan, J. T.

Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.

Herprints en machtigingen

Toestemming aanvragen om de tekst of afbeeldingen van dit JoVE-artikel te hergebruiken

Toestemming aanvragen

Trefwoorden

Alveolair botverlies3D geprinte instrumentenmuizen tandbedligatuurhoudermicro CT analysegingivale genexpressieosteoclastogene signaleringinflammatoire botdestructie

Gerelateerde artikelen