Orofasiyal kas fibroz modeli oluşturmak için fare masseter kasında donma yaralanması
Summary
Bu protokolün amacı orofasiyal kas fibrozis modeli oluşturmaktır. Dondurma yaralanması sonrası fareler masseter ve tibialis anterior kası arasındaki histolojinin karşılaştırılması masseter kas fibrozisini doğruladı. Bu model, orofasiyal kas fibrozisinin altında yatan mekanizmanın daha fazla araştırılmasını kolaylaştıracaktır.
Abstract
Orofasiyal kas, farklı bir evrimsel yörünge ve gelişim kökeni olan iskelet kası dokusunun bir alt kümesini oluşturur. Somitten türetilmiş uzuv kaslarının aksine, orofasiyal kaslar, kraniyal nöral krestin özel katkılarıyla brankial kemerlerden kaynaklanır. Yakın zamanda yapılan bir çalışma, rejenerasyonun orofasiyal kas grubunda da farklı olduğunu ortaya koymuştur. Bununla birlikte, altta yatan düzenleyici mekanizma ortaya çıkarılmayı beklemektedir. Mevcut iskelet kası rejenerasyon modelleri esas olarak uzuv ve gövde kasına odaklanmaktadır. Bu protokolde, orofasiyal kas fibroz modeli oluşturmak için fare masseter kasında ve tibialis anterior kasında donma hasarını indüklemek için kuru buz kullanıldı. Kas uydu hücrelerinin ve fibro-adipojenik progenitörlerin zamansal dinamikleri iki kas arasında farklıydı, bu da bozulmuş miyofiber rejenerasyonuna ve aşırı hücre dışı matris birikimine yol açtı. Bu modelin yardımıyla, orofasiyal hastalıkları olan hastalar için terapötik yaklaşımlar geliştirmek için orofasiyal bölgedeki kas rejenerasyonu hakkında daha derin bir araştırma yapılabilir.
Introduction
Orofasiyal kaslar, çiğneme, konuşma, solunum ve yüz ifadesi gibi günlük fizyolojik aktivitelerde kritik öneme sahiptir1. Konjenital orofasiyal deformitelerde ise bu kaslar atrofik ve fibrotik değişiklikler göstererek vücut sağlığının ve sosyal bilişin bozulmasına yol açar2. Yüz rekonstrüktif cerrahisi ilk basamak tedavi olmaya devam etmektedir, ancak postoperatif hastaların %30-70 kadarı hala kas kaybı ve kas disfonksiyonundan muzdariptir 3,4 Orofasiyal kas rejenerasyonunun başarısızlığı, tek başına ameliyatla düzeltilemeyen içsel faktörlere bağlanmıştır.
Orofasiyal kasların ortaya çıkışı, karmaşık omurgalı kafasına ve odacıklı kalbeeşlik eden evrimsel bir yeniliktir 5,6. Somitten türetilmiş uzuv muadillerinden farklı olarak, orofasiyal kaslar branş kemerindenkaynaklanır 7. Bu filogenetik ve ontogenetik karakterler onları farklı rejeneratif davranışlara yatkın hale getirebilir8. Masseter (MAS) kasının, tibialis anterior (TA) kasının aynı derecede yaralanmaya maruz kaldıktan sonra tamamen yenilendiği sırada ciddi fibroz geliştirdiği bildirilmiştir 1,9. Bununla birlikte, rejenerasyonun altında yatan mekanizma tam olarak anlaşılamamıştır.
Bu çalışmada, orofasiyal kas rejenerasyonunun araştırılmasını kolaylaştırmak için farelerin masseter kasının donma yaralanması modeli oluşturulmuştur. Fibroz fenotipini değerlendirmek için zaman noktası olarak yaralanmadan 14 gün sonrasını seçtik, çünkü iki kas arasında fark edilebilir ayrışmanın tespit edilebildiği en erken zaman noktasıydı. Yaralanmadan sonra MAS’ın tamamen yenilenmesi en az 40 hafta gerektirir1. Tutarlı bir şekilde, bu çalışma, yaralanmadan 14 gün sonra TA’nın düzenli rejenerasyonuna kıyasla, MAS’ın donma yaralanmasını takiben kayda değer bir kollajen birikimi ortaya koymuştur. Bu modelin yardımıyla, kas atrofisi ve fibroz ile ilgili daha ileri mekanik çalışmalar yapılabilir ve bu da ameliyat sonrası orofasiyal kas rejenerasyonunu teşvik etmek için potansiyel terapötik yolların geliştirilmesine yardımcı olacaktır.
Protocol
Representative Results
Discussion
İskelet kası rejenerasyonunu incelemek için fiziksel, kimyasal ve cerrahi uyaranların kullanımı dahil olmak üzere çeşitli yaralanma modelleri vardır 10,11,12,13,14,15,16. Kardiyotoksin ve baryum klorür, kas rejenerasyonunu başlatmak için en yaygın kullanılan iki kimyasaldır<s…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma, Sichuan İl Sağlık ve Zindelik Komitesi (Hibe Numarası: 21PJ063) ve Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı’ndan (Hibe Numarası: 82001031) alınan hibelerle desteklenmiştir.
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).
