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Artigo de método

Uso de camundongos knockout Stat3 específicos para linhagem osteoblástica induzível para estudar a remodelação óssea alveolar durante a movimentação ortodôntica

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DOI:

10.3791/65613

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21 de julho de 2023

* These authors contributed equally

Neste artigo

Resumo

Este estudo fornece um protocolo para o uso de camundongos knockout Stat3 específicos para linhagem osteoblástica induzível para estudar a remodelação óssea sob força ortodôntica e descreve métodos para analisar a remodelação óssea alveolar durante a movimentação ortodôntica, esclarecendo a biologia mecânica esquelética.

Resumo

O osso alveolar, com alta taxa de rotatividade, é o osso que mais ativamente remodela o corpo. A movimentação dentária ortodôntica (MOT) é um processo artificial comum de remodelação óssea alveolar em resposta à força mecânica, mas o mecanismo subjacente permanece indefinido. Estudos anteriores não foram capazes de revelar o mecanismo preciso da remodelação óssea em qualquer tempo e espaço devido a restrições relacionadas ao modelo animal. O transdutor de sinal e ativador da transcrição 3 (STAT3) é importante no metabolismo ósseo, mas seu papel nos osteoblastos durante a OTM não é claro. Para fornecer evidências in vivo de que o STAT3 participa da OTM em momentos específicos e, em particular, em células durante a OTM, geramos um modelo de camundongo knockout Stat3 específico para linhagem osteoblástica induzível por tamoxifeno, aplicamos força ortodôntica e analisamos o fenótipo do osso alveolar.

Microtomografia computadorizada (Micro-CT) e microscopia estéreo foram utilizadas para acessar a distância OTM. A análise histológica selecionou a área localizada dentro das três raízes do primeiro molar (M1) na secção transversal do osso maxilar como a região de interesse (ROI) para avaliar a atividade metabólica de osteoblastos e osteoclastos, indicando o efeito da força ortodôntica sobre o osso alveolar. Em suma, apresentamos um protocolo para o uso de camundongos knockout Stat3 específicos para linhagem osteoblástica induzível para estudar a remodelação óssea sob força ortodôntica e descrever métodos para analisar a remodelação óssea alveolar durante a OTM, lançando assim uma nova luz sobre a biologia mecânica esquelética.

Introdução

Sabe-se que o osso está em constante reconstrução ao longo da vida, em resposta às forças mecânicas de acordo com a lei de Wolff 1,2. A estimulação mecânica adequada, como a gravidade e o exercício diário, mantém a massa e a força óssea e previne a perda óssea, estimulando tanto os osteoblastos quanto os osteoclastos. Os osteoclastos, responsáveis pela reabsorção óssea3,4,5,6,7, e os osteoblastos, responsáveis pela formação óssea8,9,10

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Protocolo

Todos os métodos envolvendo animais aqui descritos foram aprovados pelo comitê de ética do Shanghai Nono People's Hospital, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine (nº 82101048).

1. Estabelecimento de camundongos knockout Stat3 específicos para linhagem osteoblástica induzível

OBS: Camundongos Stat3 fl/fl foram obtidos comercialmente; a cepa Col1α2CreERT2foi um presente (veja a Tabela de Materiais para todos os detalhes). Água e ração padronizada em laboratório e condições ambientais padrão de laboratório (temperatura ambien....

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Resultados

Usando esse protocolo, estabelecemos um modelo induzível de camundongos knockout Stat3 específicos para linhagem osteoblástica (Stat3Col1α2ERT2) para examinar os efeitos da deleção STAT3 na remodelação óssea alveolar dirigida por força ortodôntica (Figura 1A,B). A deleção STAT3 em osteoblastos foi confirmada pela coloração por imunofluorescência do osso alveolar (Figura 1C).

A microscopia .......

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Discussão

Como a má oclusão está entre os distúrbios bucais mais comuns, prejudicando a respiração, a mastigação, a fala e até mesmo a aparência, a demanda por ortodontia vem aumentando a cada dia, com a incidência subindo de 70% para 93%, segundo levantamento epidemiológicoprévio31,32. Como acelerar a remodelação óssea alveolar para aumentar a eficiência do tratamento ortodôntico com segurança tornou-se um tópico quente nessa área; portanto, é necessário esclarecer o meca.......

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Divulgações

Os autores declaram não haver conflitos de interesse.

Agradecimentos

Este trabalho foi apoiado em parte por subsídios da Fundação Nacional de Ciências Naturais da China (81870740, 82071083, 82271006, 82101048, 81800949); a Fundação de Ciências Naturais de Xangai (21ZR1436900, 22ZR1436700); o Programa de Líder de Pesquisa Acadêmica/Tecnológica de Xangai (20XD1422300); Plano de Pesquisa Clínica da SHDC (SHDC2020CR4084); o Fundo de Pesquisa Interdisciplinar do Hospital do Nono Povo de Xangai, Faculdade de Medicina da Universidade Jiao Tong de Xangai (JYJC201902, JYJC202116); a Equipe de Pesquisa em Inovação de Universidades Locais de Alto Nível em Xangai (SSMUZLCX20180501); o Fundo Disciplinar de Pesquisa nº. KQYJXK2020 do Nono Hospital d....

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Materiais

Lista de materiais utilizados neste artigo
NomeEmpresaNúmero de catálogoComentários
1x PBSBeijing Solarbio Science & Technology Co.,Ltd. P1020
4% paraformaldeídoWuhan Servicebio Technology Co., Ltd.G1101
Alizarin vermelhoSigma-AldrichA5533
Anticorpo anti-CTSKCruzsc-48353
Anticorpo anti-OPNR & D Systems, Minneapolis, MN, EUAAF808
CalceinSigma-AldrichC0875
Molas helicoidais fechadasInnovative Material and Devices, Xangai, ChinaCS1006B
Col1α Ratos 2CreERT2Um presente de Bin Zhou, Institutos de Ciências Biológicas de Xangai, Academia Chinesa de Ciências.
Cloridrato de dexmedetomidinaOrionintie Corporation, Orion Pharma Espoo site
EDTABeyotime BiotechanologyST069
Tanques de incorporaçãoCitotest Labware Manufacturing Co., Ltd80106-1100-16
EtanolSinopharm Chemical Reagent Co., Ltd.
software ImageJNIH, Bethesda, MD, EUA
Meio de montagem com DAPIBeyotime BiotechanologyP0131
Plataforma de dissecação de camundongosShanghai Huake Experimental Devices and Materials Co., Ltd.HK105
ParafinaSangon biotech Co., Ltd.
Primers para genotipagemStat3 F-TTGACCTGTGCTCCTACAAAAAA; Stat3 R-CCCTAGATTAGGCCAGCACA; Cre F-CGATGCAACGAGTGATGAGG; Cre R-CGCATA ACCAGTGAAACAGC
Protease KSigma-Aldrich539480
Resina restauradora autopolimerizável3M ESPE, St. Paul, MN, EUA712-035
Stat3fl/fl miceGemPharmatech Co., LtdD000527
TamoxifenoSigma-AldrichT5648
Kitde coloração TRAPSigma-Aldrich387A
Tris-HClBeyotime BiotechanologyST780
Fixador de tecido universalWuhan Servicebio Technology Co., Ltd.G1105
XilenoSinopharm Reagente Químico Co., Ltd.
ZoletilVIRBAC 
Santa 100092183A60188910023418

Referências

  1. Frost, H. M. The Utah paradigm of skeletal physiology: an overview of its insights for bone, cartilage and collagenous tissue organs. Journal of Bone and Mineral Metabolism. 18 (6), 305-316 (2000).
  2. Frost, H. M.

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Reimpressões e permissões

Etiquetas

Força MecânicaMicrotomografia ComputadorizadaColoração por ImunofluorescênciaAtividade dos OsteoblastosMetabolismo ÓsseoIndução por Tamoxifeno