إصابة التجمد في عضلة ماستر الفأر لإنشاء نموذج لتليف عضلات الفم والوجه
Summary
الهدف من هذا البروتوكول هو إنشاء نموذج لتليف عضلات الفم والوجه. مقارنة الأنسجة بين الفئران ماستر وعضلة الظنبوب الأمامية بعد إصابة التجمد أكدت تليف عضلات العضلة. سيسهل هذا النموذج إجراء مزيد من التحقيق في الآلية الكامنة وراء تليف عضلات الفم والوجه.
Abstract
تشكل عضلة الفم والوجه مجموعة فرعية من الأنسجة العضلية الهيكلية ، مع مسار تطوري متميز وأصل تطوري. على عكس عضلات الأطراف المشتقة من السوميت ، تنشأ عضلات الفم والوجه من الأقواس المتفرعة ، مع مساهمات حصرية من القمة العصبية القحفية. كشفت دراسة حديثة أن التجديد يختلف أيضا في مجموعة عضلات الفم والوجه. ومع ذلك ، لا يزال يتعين الكشف عن الآلية التنظيمية الأساسية. تركز نماذج تجديد العضلات الهيكلية الحالية بشكل أساسي على الأطراف وعضلات الجذع. في هذا البروتوكول ، تم استخدام الثلج الجاف للحث على إصابة التجمد في عضلة عظمة الفأر وعضلة الظنبوب الأمامية لإنشاء نموذج تليف عضلات الفم والوجه. كانت الديناميات الزمنية للخلايا الساتلية العضلية والأسلاف الليفية الأديبوجينية مختلفة بين العضلتين ، مما أدى إلى ضعف تجديد الألياف العضلية وترسب المصفوفة خارج الخلية المفرط. بمساعدة هذا النموذج ، يمكن إجراء تحقيق أعمق في تجديد العضلات في منطقة الفم والوجه لتطوير مناهج علاجية للمرضى الذين يعانون من أمراض الفم والوجه.
Introduction
تعتبر عضلات الفم والوجه ضرورية في الأنشطة الفسيولوجية اليومية مثل المضغ والكلام والتنفس وتعبيرات الوجه1. ومع ذلك ، في التشوهات الخلقية الفموية الوجهية ، تظهر هذه العضلات تغيرات ضامرة وتليفية ، مما يؤدي إلى ضعف صحة الجسم والإدراك الاجتماعي2. لا تزال الجراحة الترميمية للوجه هي علاج الخط الأول ، ولكن ما يصل إلى 30-70٪ من مرضى ما بعد الجراحة لا يزالون يعانون من فقدان العضلات واختلال وظيفي في العضلات 3,4 يعزى فشل تجديد عضلات الفم والوجه إلى عوامل جوهرية لا يمكن تصحيحها بالجراحة وحدها.
ظهور عضلات الفم والوجه هو حداثة تطورية ، يرافق رأس الفقاريات المعقدة والقلبالحجرة 5,6. على عكس نظرائهم من الأطراف المشتقة من سوميت ، تنشأ عضلات الفم والوجه من القوس المتفرع7. هذه الخصائص التطورية والجينية قد تهيئهم لسلوكيات تجددية متميزة8. تم الإبلاغ عن أن عضلة العضلة العضلية (MAS) أصيبت بتليف شديد في الوقت الذي تجددت فيه عضلة الظنبوب الأمامية (TA) بالكامل بعد التعرض لنفس القدر من الإصابة 1,9. ومع ذلك ، فإن الآلية الأساسية للتجديد لا تزال غير مفهومة بشكل جيد.
في هذه الدراسة ، تم إنشاء نموذج إصابة التجمد لعضلة الفئران لتسهيل التحقيق في تجديد عضلات الفم والوجه. اخترنا 14 يوما بعد الإصابة كنقطة زمنية لتقييم النمط الظاهري للتليف لأنها كانت أقرب نقطة زمنية يمكن فيها اكتشاف تباعد ملحوظ بين عضلتين. يتطلب التجديد الكامل ل MAS بعد الإصابة 40 أسبوعا على الأقل1. باستمرار ، كشفت هذه الدراسة عن ترسب ملحوظ للكولاجين بعد إصابة التجمد في MAS مقارنة بالتجديد المنتظم ل TA في 14 يوما بعد الإصابة. بمساعدة هذا النموذج ، يمكن إجراء المزيد من الدراسات الميكانيكية لضمور العضلات والتليف ، مما سيساعد بدوره في تطوير طرق علاجية محتملة لتعزيز تجديد عضلات الفم والوجه بعد الجراحة.
Protocol
Representative Results
Discussion
هناك مجموعة متنوعة من نماذج الإصابة لدراسة تجديد العضلات والهيكل العظمي ، بما في ذلك استخدام المحفزات الفيزيائية والكيميائية والجراحية10،11،12،13،14،15،16. السموم ا…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
تم دعم هذه الدراسة بمنح من لجنة الصحة والعافية في مقاطعة سيتشوان (رقم المنحة: 21PJ063) والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين (رقم المنحة: 82001031).
Materials
| 1 mL syringe | Shifeng Medical Apparatus and Instrument (Chengdu, Sichuan, China) | 1-ml syringe | / |
| Acetone | Chron Chemicals | Aceton | / |
| Adhesion microscope slides | Citotest Scientific | 188105 | / |
| Animal depilatory | Phygene Scientific | PH1877 | / |
| BSA (bovine serum albumin) | Solarbio Life Sciences | A8010 | / |
| DAPI | Solarbio Life Sciences | C0065 | / |
| Donkey anti-goat Alexa Fluor 488 | Abcam | ab150129 | 1:200 |
| donkey serum | Solarbio Life Sciences | SL050 | / |
| Dry Ice | Sinrro Technology (Chengdu, Sichuan, China) | rice-shaped dry ice | / |
| IFKine Red Donkey anti-rabbit | Abbkine Scientific Company | A24421 | 1:200 |
| Insulation barrels (big) | Thermos | D600 | / |
| Insulation barrels (small) | Polar Ware | 250B | / |
| Isoflurane | RWD Life Technology Company (Shenzhen, Guangdong, China) | R510-22 | / |
| Isopentane | MACKLIN | M813375 | / |
| Laminin | Sigma-Aldrich | L9393 | 1:1000 |
| Liquid nitrogen | Sinrro Technology (Chengdu, Sichuan, China) | / | / |
| M.O.M kit | Vector Laboratories | BMK-2202 | |
| Mice | Dashuo Biological Technology Company(Chengdu, Sichuan, China) | 5 weeks old | / |
| mounting medium | Solarbio Life Sciences | S2100 | / |
| Nertral balsam | Solarbio Life Sciences | G8590 | / |
| Pax7 | Developmental Studies Hybridoma Bank | Pax7 | 1:5 |
| Pdgfra | R&D systems | AF1062 | 1:40 |
| Sirus Red Staining Kit | Solarbio Life Sciences | G1472 | / |
| Surgical instruments (forceps, scissors, needle holder, scalpel, and suture) | Zhuoyue Medical Instrument (Suqian, Jiangsu, China) | / | / |
| Tissue-tek OCT | Sakura | 4583 | / |
| Triton | Shanghai Scigrace Biotech | ABIO-Biofroxx-0006A | / |
| Zoletil | Virbac | Zoletil 50 | / |
References
- Yoshioka, K., Kitajima, Y., Seko, D., Tsuchiya, Y., Ono, Y. The body region specificity in murine models of muscle regeneration and atrophy. Acta Physiologica. 231 (1), e13553 (2021).
- Worley, M. L., Patel, K. G., Kilpatrick, L. A. Cleft lip and palate. Clinics in Perinatology. 45 (4), 661-678 (2018).
- Pai, B. C. J., Hung, Y. -. T., Wang, R. S. H., Lo, L. -. J. Outcome of patients with complete unilateral cleft lip and palate: 20-year follow-up of a treatment protocol. Plastic and Reconstructive Surgery. 143 (2), 359e-367e (2019).
- Parsaei, Y., Chandler, L., Smetona, J. T., Lopez, J., Steinbacher, D. Aesthetic repair of unilateral cleft lip using the modified inferior triangle and adjunctive techniques. Plastic and Reconstructive Surgery. 149 (1), 70e-73e (2022).
- Schubert, F. R., Singh, A. J., Afoyalan, O., Kioussi, C., Dietrich, S. To roll the eyes and snap a bite – function, development and evolution of craniofacial muscles. Seminars In Cell & Developmental Biology. 91, 31-44 (2019).
- Vyas, B., Nandkishore, N., Sambasivan, R. Vertebrate cranial mesoderm: developmental trajectory and evolutionary origin. Cellular and Molecular Life Sciences: CMLS. 77 (10), 1933-1945 (2020).
- Sambasivan, R., Kuratani, S., Tajbakhsh, S. An eye on the head: the development and evolution of craniofacial muscles. Development. 138 (12), 2401-2415 (2011).
- Cheng, X., et al. Head muscle fibro-adipogenic progenitors account for the tilted regeneration towards fibrosis. Biochemical and Biophysical Research Communications. 589, 131-138 (2022).
- Pavlath, G. K., et al. Heterogeneity among muscle precursor cells in adult skeletal muscles with differing regenerative capacities. Developmental Dynamics. 212 (4), 495-508 (1998).
- Camacho-Alonso, F., et al. Regeneration of lingual musculature in rats using myoblasts over porcine bladder acellular matrix. Oral Diseases. 27 (6), 1580-1589 (2021).
- LeBoff, M. S., et al. The clinician’s guide to prevention and treatment of osteoporosis. Osteoporosis International. 33 (10), 2049-2102 (2022).
- Julien, A., et al. Direct contribution of skeletal muscle mesenchymal progenitors to bone repair. Nature Communications. 12 (1), 2860 (2021).
- Mahdy, M. A. A. Glycerol-induced injury as a new model of muscle regeneration. Cell and Tissue Research. 374 (2), 233-241 (2018).
- Guardiola, O., et al. Induction of acute skeletal muscle regeneration by cardiotoxin injection. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (119), 54515 (2017).
- Larouche, J. A., Wallace, E. C., Spence, B. D., Buras, E., Aguilar, C. A. Spatiotemporal mapping of immune and stem cell dysregulation after volumetric muscle loss. JCI Insight. 8 (7), e162835 (2023).
- Anderson, S. E., et al. Determination of a critical size threshold for volumetric muscle loss in the mouse quadriceps. Tissue Engineering. Part C, Methods. 25 (2), 59-70 (2019).
- Lukjanenko, L., et al. Aging disrupts muscle stem cell function by impairing matricellular WISP1 secretion from fibro-adipogenic progenitors. Cell Stem Cell. 24 (3), 433-446.e7 (2019).
- Dong, J., Dong, Y., Chen, Z., Mitch, W. E., Zhang, L. The pathway to muscle fibrosis depends on myostatin stimulating the differentiation of fibro/adipogenic progenitor cells in chronic kidney disease. Kidney International. 91 (1), 119-128 (2017).
- Lemos, D. R., et al. Nilotinib reduces muscle fibrosis in chronic muscle injury by promoting TNF-mediated apoptosis of fibro/adipogenic progenitors. Nature Medicine. 21 (7), 786-794 (2015).
- Joe, A. W. B., et al. Muscle injury activates resident fibro/adipogenic progenitors that facilitate myogenesis. Nature Cell Biology. 12 (2), 153-163 (2010).
- Biferali, B., Proietti, D., Mozzetta, C., Madaro, L. Fibro-adipogenic progenitors cross-talk in skeletal muscle: the social network. Frontiers In Physiology. 10, 1074 (2019).
