Este manuscrito apresenta métodos para a Análise morfométrica e as mudanças celulares dentro do côndilo mandibular de roedores.
É necessária uma assinatura do JoVE para visualizar este conteúdo. Faça login ou inicie seu teste gratuito.
Artigo de método
Este manuscrito apresenta métodos para a Análise morfométrica e as mudanças celulares dentro do côndilo mandibular de roedores.
Articulação temporomandibular (ATM) tem a capacidade de adaptação a estímulos externos, e carregar as alterações pode afetar a posição dos côndilos, bem como os componentes estruturais e celulares da cartilagem condilar mandibular (MCC). Este manuscrito descreve métodos para analisar estas mudanças e um método para alterar o carregamento da TMJ em camundongos (i.e., à compressão estática TMJ carregando). A avaliação estrutural ilustrada aqui é uma abordagem simples morfométricos que usa o software Digimizer e é executada em radiografias de ossos pequenos. Além disso, a análise de celulares muda levando a alterações na expressão do colágeno, a remodelação óssea, a divisão celular, e proteoglycan distribuição no MCC é descrita. A quantificação dessas mudanças em cortes histológicos - contando os pixels fluorescentes positivos usando imagem de software e o mapeamento de distância de medição e manchado área com Digimizer - também é demonstrado. Os métodos mostrados aqui não são limitados a TMJ murino, mas podem ser usados em ossos adicionais de pequenos animais experimentais e em outras regiões de ossificação endocondral.
A TMJ é uma articulação de carga exclusiva localizada na região craniofacial e é formada de fibrocartilagem. O MCC da TMJ é essencial para a função da articulação, incluindo o movimento da mandíbula sem impedimentos ao falar e mastigar, mas geralmente é afetado por doenças degenerativas, incluindo osteoartrite1. A TMJ tem a capacidade de adaptação a estímulos externos e alterações de carga, levando a alterações estruturais e celulares para os componentes do MCC2,3,4,5. As propriedades de carga do MCC podem ser explicadas pelas interações entre seus componentes, incluindo a água, a rede de colágeno e densamente proteoglicanos. O MCC tem quatro zonas distintas de celulares que expressam diferentes tipos de proteínas de colágeno e não-colágeno: 1) a zona superficial ou articular; 2) a zona proliferativa, composta de células mesenquimais indiferenciadas e que responde ao carregar as demandas; 3) a zona de prehypertrophic, composto de condrócitos maduros expressando colágeno tipo 2; e 4) a hipertrófica de zona, a região onde os condrócitos hipertróficas expressando colágeno tipo 10 morrer e sofrer calcificação. A região não-mineralizado é rica em proteoglicanos que proporcionam resistência a forças compressivas6.
Há contínua mineralização na zona hipertrófica do MCC, onde ocorre a transição da condrogênese a osteogênese, garantindo a robusta estrutura mineral do osso subcondral do côndilo mandibular7. As mudanças celulares em regiões não mineralizadas e mineralizadas, finalmente, levam a alterações morfológicas e estruturais no côndilo mandibular e maxilar inferior. Manutenção da homeostase de todas as regiões celulares do MCC e a mineralização da parte subcondral são essenciais para a saúde, capacidade load-bearing e integridade da TMJ.
O modelo de rato transgénico colágeno múltipla (como descrito por Utreja et al) 8 é uma ótima ferramenta para usar para entender mudanças na expressão do colágeno, porque todos os transgenes são expressas em MCC. Para uma avaliação aprofundada e histológica, manchas histológicas são utilizadas para estudar a deposição de matriz, mineralização, proliferação celular, apoptose, e expressão de proteínas para as camadas de células diferentes do MCC.
Neste manuscrito, histológico e análises morfométricas são usadas para avaliar as alterações estruturais e celulares no MCC e subcondral osso do côndilo mandibular de ratos. Além disso, um método de quantificação de célula, para a análise de imagens histológicas fluorescentes e para mapear as corrediças do microscópio de luz, é descrito. A TMJ estática à compressão carregando o método, que provoca alterações celulares e morfológicas na MCC e subcondral osso9, também é ilustrada para validar nossos métodos.
Os métodos descritos aqui podem ser usados para determinar morfométricos e as alterações histológicas no côndilo mandibular e maxilar inferior de roedores ou para analisar outras regiões de ossificação endocondral e a morfologia dos tecidos mineralizados adicionais.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Comitê institucional cuidados de animais do centro de saúde da Universidade de Connecticut aprovou todos os procedimentos de animais.
1. compressão estática TMJ carregamento: Boca forçada a abrir
Nota: Ratos transgénicos quatro semanas de idade, abrigando fluorescentes repórteres para colágeno (Col2a1XCol10a1), gentilmente cedidos pelo Dr. David Rowe (Universidade de Connecticut), foram utilizados para os experimentos descritos neste manuscrito (n = 8; 4 machos e 4 fêmeas). O transgene de Col2a1 ciano (azul) é expressa em células na zona prehypertrophic do MCC, enquanto o Col10a1 cereja (vermelhas) células estão presentes na região hipertrófica8 (Figura 1). Os ratos foram igualmente divididos em dois grupos: grupo 1) do carregado, onde os ratos foram submetidos a compressiva TMJ estática de carga (descrito no passo 2) e 2) o grupo de controle, onde os ratos não receberam nenhuma intervenção.

Figura 1. Representante sagital do côndilo do mouse duplo-colágeno repórter fluorescentes (Col2a1XCol10a1). Barra de escala = 200 µm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2. Compressiva carregamento estático de TMJ: forçada de boca aberto modelo. (A) mola fabricada de 0,017 x 0.025 arco de liga de titânio beta. (B) rato carregado com mola. (C) radiografia do carregado e ratos controle, mostrando diferenças no posicionamento da mandíbula. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
2. fixação e dissecação de mandíbula
3. imagem latente e medidas morfométricas de raio-x

Figura 3 . Representação de medidas morfométricas da mandíbula. (A) Use a barra de escala da radiografia para determinar a unidade (circulado em vermelho, barra de escala: 10 mm). (B) selecione os pontos anatômicos usando o "estilo de marcador 2" (circulado em vermelho). 1) Condylion; 2) processo incisivo; 3) ponto mais profundo no entalhe sigmoide; 4) ponto mais profundo na concavidade do ramo mandibular; 5) a maioria dos ponto anterior da superfície articular condilar; 6) ponto mais posterior da superfície articular condilar. Barra de escala: 10 mm.(C) realizar medições com o "comprimento" e "perpendiculares" ferramentas (circuladas em vermelho). Medições do ponto 1 e 2: comprimento mandibular; do ponto 5 e 6: largura condilar; perpendicular do ponto 1 ao 4 - 3: comprimento da cabeça condilar. Salvar as medições na "lista de medição". Barra de escala = 10 mm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
4. côndilo incorporação
Nota: Depois de tomar as imagens radiográficas, as mandíbulas podem ser incorporadas e seccionadas para análise histológica.
5. côndilo corte sagital e preparação de Slide
6. histológica coloração e imagem microscópica
Nota: A maioria da coloração histológica é executada conforme descrito na seção histológica do papel por Dyment et al.10.
7. fluorescente quantificação histológica

Figura 4 . Representação do transgene Col10a1 quantificação. (A) selecione a área de interesse com o "Lasso Tool" (L). Para as células Col10a1-positivo, selecione a cartilagem mandibular todo. Salve o número de pixels na caixa "histograma". (B) selecione o pixel de interesse, neste caso, o vermelho fluorescente Col10a1 pixels. Observe que apenas os pixels vermelhos dentro da área de interesse serão selecionados. Salve o número de pixels vermelhos da caixa "histograma". Barra de escala = 200 µm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 5 . Representação de quantificação de armadilha fluorescente. (A) selecione a área de interesse (osso mandibular de cartilagem e subcondral) e salvar o número de pixels da região. (B) selecione os pixels fluorescentes amarelos, que representa a atividade de armadilha. Observe que somente de armadilha-positivo pixels serão selecionados. Salve o número de pixels selecionados. Barra de escala = 200 µm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 6 . Representação de quantificação de EdU. (A) selecione a região proliferativa do MCC (a camada externa da cartilagem). Selecionar pixels DAPI-positivo e salvar o número de pixels. (B) selecionar pixels EdU-positivo (amarelo fluorescente) e salvar o número de pixels. Barra de escala = 200 µm. clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
8. quantificação da espessura da cartilagem e distribuição Proteoglycan

Figura 7 : Representação de quantificação de distribuição proteoglicano. (A) Use a barra de escala da imagem histológica para determinar a unidade clicando no botão "unidade" (circulado em vermelha, unidade selecionada: 500 µm). (B) medir a espessura da cartilagem em locais diferentes, usando a ferramenta de "comprimento" (circulada em vermelho). Salve as medições da lista"medição" no painel superior direito. O software também oferece "Estatísticas", no painel inferior direito, então a média e o SD das medições podem ser obtidos diretamente. (C) medir a área manchada de azul de toluidina, usando a ferramenta de "área" (circulada em vermelho). Círculo da área de interesse e salvar a medição na "lista de medição". Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Estatísticas descritivas foram realizadas para examinar a distribuição de medidas morfométricas (comprimento mandibular, condilar comprimento, largura condilar) e análise histológica. Os resultados foram comparados entre o grupo carregado (ou seja, ratos submetidos a carga compressiva com a mola de titânio beta) e grupo controle (ou seja, ratos de controle que não recebeu qualquer procedimento de correspondência). Diferenças estatisticamente significativas entre médias f...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Este manuscrito descreve métodos para a medição de morfometria e análise celular dos côndilos mandibulares murino e mandíbulas. As medições radiográficas morfométricas também podem ser usadas para analisar outros ossos de pequenos animais experimentais. Além disso, a análise celular (célula quantificação e mapeamento de distância de cartilagem) não estão limitada a do côndilo mandibular roedor, mas pode ser usado para quantificar a cortes histológicos de tecidos diversos.
Modelos de rato trans...
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
Os autores têm sem interesses financeiros concorrentes.
Os autores gostaria de agradecer Dr. David Rowe para gentilmente fornecer os ratos transgénicos e Li Chen pela assistência histológica.
A pesquisa reportada nesta publicação foi apoiada pelo Instituto Nacional de Dental & pesquisa Craniofacial do institutos nacionais da saúde sob prêmio número K08DE025914 e pela Associação Americana de fundação ortodôntico para Sumit Yadav.
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Sistema de Radiografia MX20 | Faxitron X-Ray LLC | ||
| Software de imagem digimizador | Software | ||
| Resina de incorporação Shandon Cryomatrix | Thermo Scientific | 6769006 | |
| Microscópio manual Axio Imager Z1 | Carl Zeiss | 208562 | |
| filtro de proteína fluorescente amarelo - EYFP | Chroma Technology Corp | 49003 | |
| filtro de proteína fluorescente ciano - ECFP | Chroma Technology Corp | 49001 | |
| filtro de proteína fluorescente vermelho - Cy5 | Chroma Technology Corp | 49009 | |
| acetato de sódio anidro | Sigma-Aldrich | S2889 | |
| L-tartarato de sódio dibásico di-hidratado | sódio 228729 | Sigma-Aldrich | |
| Substrato Sigma-Aldrich | 237213 | ||
| ELF97 | Thermo Fisher Scientific | E6600 | |
| ClickiT EdU Alexa Fluor 594 HCS kit | Life Technologies | C10339; | inclui EdU (5-etinil-2'-desoxiuridina) |
| DAPI (4',6-Diamidino-2-Fenilindo, Dicloridrato) | Thermo Scientific | D1306 | |
| Fosfato de sódio dibásico | Sigma-Aldrich | S3264 | |
| Fosfato de sódio monobásico | Sigma-Aldrich | 71505 | |
| Toluidine Blue O | Sigma-Aldrich | T3260 | |
| Adobe Photoshop | Adobe Systems Incorporated | ||
| Comprimidos salinos tamponados com fosfato (PBS) | Research Products International | P32080-100T | |
| CNA Beta III Nickel-Free Archwire | Ortho Organizers, Inc. | ||
| Prisma GraphPad | GraphPad Software, Inc. |
Acesso restrito. Inicie sessão ou comece um teste para visualizar este conteúdo.