Einfrierverletzung im Kaumuskel der Maus zur Etablierung eines orofazialen Muskelfibrosemodells
Summary
Das Ziel dieses Protokolls ist es, ein orofaziales Muskelfibrosemodell zu etablieren. Der Vergleich der Histologie zwischen Mäusen, Kaumuskel und Tibialis-Vordermuskel nach Erfrierverletzung bestätigte eine Kaumuskelfibrose. Dieses Modell wird die weitere Untersuchung des Mechanismus erleichtern, der der orofazialen Muskelfibrose zugrunde liegt.
Abstract
Der orofaziale Muskel stellt eine Untergruppe des Skelettmuskelgewebes dar, die einen ausgeprägten evolutionären Verlauf und Entwicklungsursprung aufweist. Im Gegensatz zu den aus Somiten gewonnenen Gliedmaßenmuskeln stammen die orofazialen Muskeln aus den Kiemenbögen, wobei ausschließlich die kraniale Neuralleiste beisteuert. Eine aktuelle Studie hat gezeigt, dass die Regeneration auch in der orofazialen Muskelgruppe unterschiedlich ist. Der zugrunde liegende Regulierungsmechanismus muss jedoch noch aufgedeckt werden. Aktuelle Modelle zur Regeneration der Skelettmuskulatur konzentrieren sich hauptsächlich auf die Gliedmaßen- und Rumpfmuskulatur. In diesem Protokoll wurde Trockeneis verwendet, um eine Gefrierverletzung im Kaumuskel der Maus und im vorderen Tibialis-Muskel zu induzieren, um ein orofaziales Muskelfibrosemodell zu erstellen. Die zeitliche Dynamik von Muskelsatellitenzellen und fibro-adipogenen Vorläuferzellen war zwischen den beiden Muskeln unterschiedlich, was zu einer gestörten Regeneration von Myofasern und einer übermäßigen Ablagerung der extrazellulären Matrix führte. Mit Hilfe dieses Modells könnte eine tiefergehende Untersuchung der Muskelregeneration im orofazialen Bereich durchgeführt werden, um Therapieansätze für Patienten mit orofazialen Erkrankungen zu entwickeln.
Introduction
Die orofaziale Muskulatur ist entscheidend für tägliche physiologische Aktivitäten wie Kauen, Sprechen, Atmen und Gesichtsausdruck1. Bei angeborenen orofazialen Deformitäten weisen diese Muskeln jedoch atrophische und fibrotische Veränderungen auf, die zu einer Beeinträchtigung der Körpergesundheit und der sozialen Kognition führen2. Die rekonstruktive Gesichtschirurgie ist nach wie vor die erste Wahl, aber bis zu 30-70 % der postoperativen Patienten leiden immer noch an Muskelschwund und Muskelfunktionsstörungen 3,4 Das Versagen der orofazialen Muskelregeneration wird auf intrinsische Faktoren zurückgeführt, die nicht allein durch eine Operation korrigiert werden können.
Das Aufkommen der orofazialen Muskeln ist eine evolutionäre Neuheit, die mit dem komplexen Wirbeltierkopf und dem kammerförmigen Herzen einhergeht 5,6. Im Gegensatz zu ihren aus Somiten gewonnenen Pendants in den Gliedmaßen entspringen die orofazialen Muskeln dem Kiemenbogen7. Diese phylogenetischen und ontogenetischen Merkmale können sie für ausgeprägte regenerative Verhaltensweisen prädisponieren8. Es wurde berichtet, dass der Kaumuskel (MAS) eine schwere Fibrose zu dem Zeitpunkt entwickelte, zu dem sich der Musculus tibialis anterior (TA) nach Exposition im gleichen Ausmaß der Verletzung vollständigregenerierte 1,9. Der zugrundeliegende Mechanismus der Regeneration ist jedoch nach wie vor wenig verstanden.
In dieser Studie wurde ein Frostverletzungsmodell des Kaumuskels der Maus etabliert, um die Untersuchung der orofazialen Muskelregeneration zu erleichtern. Wir wählten 14 Tage nach der Verletzung als Zeitpunkt für die Beurteilung des Fibrose-Phänotyps, da dies der früheste Zeitpunkt war, zu dem eine erkennbare Divergenz zwischen zwei Muskeln erkennbar war. Die vollständige Regeneration des MAS nach einer Verletzung dauert mindestens 40 Wochen1. Konsistent zeigte diese Studie eine bemerkenswerte Ablagerung von Kollagen nach einer Frostverletzung von MAS im Vergleich zur regulären Regeneration der TA 14 Tage nach der Verletzung. Mit Hilfe dieses Modells können weitere mechanistische Untersuchungen der Muskelatrophie und -fibrose durchgeführt werden, die wiederum dazu beitragen werden, potenzielle Therapiewege zur Förderung der orofazialen Muskelregeneration nach Operationen zu entwickeln.
Protocol
Representative Results
Discussion
Es gibt eine Vielzahl von Verletzungsmodellen zur Untersuchung der Regeneration der Skelettmuskulatur, einschließlich der Verwendung physikalischer, chemischer und chirurgischer Reize 10,11,12,13,14,15,16. Kardiotoxin und Bariumchlorid sind die beiden am häufigsten verwendeten Chemikalien,…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Studie wurde durch Zuschüsse des Gesundheits- und Wellnesskomitees der Provinz Sichuan (Fördernummer: 21PJ063) und der National Natural Science Foundation of China (Fördernummer: 82001031) unterstützt.
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
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