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Artigo de método

Análise do fenótipo esquelético de um modelo de rato de exclusão stat3 condicional

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DOI:

10.3791/61390

3 de julho de 2020

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Este protocolo descreve um método canônico para entender os genes críticos que controlam a atividade osteoclasta in vivo. Este método utiliza um modelo de camundongo transgênico e algumas técnicas canônicas para analisar o fenótipo esquelético.

Resumo

Modelos de camundongos transgênicos são poderosos para entender os genes críticos que controlam a diferenciação e atividade osteoclante, e para estudar mecanismos e tratamentos farmacêuticos da osteoporose. Os camundongos Cathepsin K (Ctsk)-Cre têm sido amplamente utilizados para estudos funcionais de osteoclatos. O transdutor de sinal e ativador da transcrição 3 (STAT3) é relevante na homeostase óssea, mas seu papel nos osteoclas in vivo permanece mal definido. Para fornecer a evidência in vivo de que o STAT3 participa da diferenciação osteoclasta e do metabolismo ósseo, geramos um modelo de rato de exclusão Stat3 específico do osteoclasta(Stat3 fl/fl; Ctsk-Cre) e analisou seu fenótipo esquelético. A varredura microcsi tomografia e a reconstrução 3D implicaram aumento da massa óssea nos camundongos eliminatórios condicionais. Foram realizadas colorações de H&E, re coloração dupla de calceína e alizarina vermelha e coloração de fosfattase de ácido resistente a tartaratos (TRAP) para detectar o metabolismo ósseo. Em suma, este protocolo descreve alguns métodos e técnicas canônicas para analisar o fenótipo esquelético e estudar os genes críticos que controlam a atividade osteoclasta in vivo.

Introdução

O osso esquelético é o principal órgão portador de carga do corpo humano e está sob pressão do ambiente interno e externo durante a caminhada e o exercício1. Ao longo de sua vida, os ossos passam continuamente pela auto-renovação, que é equilibrada por osteoblastos e osteoclartos. O processo de osteoclasstos limpando ossos velhos e osteoblastos formando novos ossos mantém a homeostase e a função mecânica do sistema esquelético2. A perturbação no equilíbrio pode induzir doenças metabólicas ósseas, como a osteoporose. A osteoporose, causada pelo excesso de atividade osteoclástica, é globalmente prevalente e causa perdas ec....

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Protocolo

Todos os métodos relacionados aos animais aqui descritos foram aprovados pelo Comitê Institucional de Cuidados e Uso de Animais (IACUC) da Faculdade de Medicina da Universidade de Xangai Jiaotong.

1. Reprodução de camundongos de exclusão Stat3 específicos do assino

NOTA: Os ratos Stat3fl/fl foram obtidos comercialmente. Os camundongos Ctsk-Cre foram fornecidos pela S. Kato (Universidade de Tóquio, Tóquio, Japão12). Os camundongos foram criados e mantidos sob condições específicas sem patógenos (FPS) na instalação institucional de animais em cond....

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Resultados

Utilizando o protocolo atual, foram gerados camundongos de exclusão Stat3 específicos para estudar a influência da exclusão de STAT3 na diferenciação de osteoclatos. Os camundongos Stat3Ctsk e seus ninhados wildtype (WT) foram criados e mantidos após a genotipagem. Macrófagos de medula óssea foram isolados e cultivados em osteoclatos, e a exclusão de STAT3 em camundongos Stat3Ctsk foi demonstrada(Figura 1).

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Discussão

Modelos de camundongos geneticamente modificados são comumente usados para estudar o mecanismo e o tratamento farmacêutico da doença humana13. Os camundongos Ctsk-Cre têm sido amplamente utilizados para estudos funcionais de osteoclatos6. O presente estudo descreveu os protocolos dos métodos para analisar o fenótipo esquelético e estudar os genes críticos que controlam a atividade osteoclasta in vivo.

A análise histológica é o melhor mét.......

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Divulgações

Os autores não têm nada a revelar.

Agradecimentos

Agradecemos ao Prof. Weiguo Zou e à S. Kato pelos reagentes e ratos e aos membros do laboratório Zou por discussões úteis. Agradecemos também ao Laboratório de Estomatologia Digitalizada e Centro de Pesquisa de Anomalias Craniofaciais do Hospital do Nono Povo de Xangai pela assistência. Este trabalho foi apoiado em parte por subvenções da Fundação Nacional de Ciência Natural da China (NSFC) [81570950,81870740,81800949], Shanghai Summit & Plateau Disciplines, o fundo SHIPM-mu do Instituto de Medicina de Precisão de Xangai, Shanghai Nona Escola Popular de Medicina, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine [JC201809], o Projeto de Incentivo da Equipe de Inovação ....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
Solução de paraformaldeído a 4%Sangon biotech Co., Ltd.
ReagenteExperimental De Xangai Acetona Co., Ltd.
Solução de amônia AlizarinSigma-AldrichA5533
Shanghai Experimental Reagent Co., Ltd.
Ratos
Ctsk-Creum presente de S. Kato, Universidade de Tóquio, Tóquio, Japão
Reagente experimental Co. de EDTA Shanghai, Ltd.60-00-4
EMBED 812 RESINAMicroscopia Eletrônica Ciências14900
microscópio de fluorescênciaOlympusIX73
Solução de hematoxilinaBeyotime BiotechanologyC0107
Micro-CTScanco Medical AGμ CT 80
NaHCO3Shanghai Reagente Experimental Co., Ltd.
Bálsamo neutroSangon biotech Co., Ltd.
NMAMicroscopia Eletrônica Sciences19000
ParafinaSangon biotech Co., Ltd.
micrótomo rotativoA601889 LeicaRM2265
Stat3fl/fl camundongosGemPharmatech Co., LtdD000527
kit de coloração TRAPSigma-Aldrich387A
xilenoShanghai Experimental Reagent Co., Ltd.1330-20-7
E67200280000360 Calcein Sigma-Aldrich C0875DDSA Microscopia Eletrônica Ciências 13710 DeCa RapidlyDecalcifier Pro-Cure DX1100 DMP-30 Microscopia Eletrônica Ciências 13600 10018918E675007

Referências

  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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Reimpressões e permissões

Etiquetas

Diferenciação de OsteoclastosMicrotomografia ComputadorizadaColoração TRAPMarcação com Calceína e Vermelho AlizarinaColoração por H e ECorte em ParafinaMedição da Massa ÓsseaAtividade Osteoclastogênica