Summary
इस अध्ययन के एक एकल कोशिका संस्कृति का निर्माण करने के क्रम में माउस मौखिक गुहा से मसूड़ों के ऊतकों को अलग करने और प्रक्रिया के लिए एक कारगर तकनीक का वर्णन करता है. परिणामस्वरूप कोशिकाओं आगे प्रवाह cytometry विश्लेषण और आणविक अध्ययन के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है.
Abstract
हम ठीक से अलग करने और प्रवाह cytometry और आणविक अध्ययन के लिए murine मसूड़ों के ऊतकों की प्रक्रिया के लिए एक तकनीक विकसित की है. मसूड़ा यह periodontal रोग का कारण हो सकता है कि मौखिक biofilm के खिलाफ मेजबान प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया में शामिल है क्योंकि प्रतिरक्षा तंत्र का अध्ययन करने के लिए एक अनूठा और महत्वपूर्ण ऊतक है. इसके अलावा, वायुकोशीय हड्डी के ऊतकों को मसूड़ों के करीब निकटता भी भड़काऊ शर्तों के तहत हड्डी remodeling का अध्ययन करने के लिए सक्षम बनाता है. हमारा तरीका है कि हम पहले 1 प्रदर्शन के रूप में इस तरह के Langerhans कोशिकाओं और विनियामक टी कोशिकाओं के रूप में भी दुर्लभ सेल आबादी के विश्लेषण की अनुमति देता है कि प्रतिरक्षा कोशिकाओं की बड़ी राशि अर्जित करता है. Periodontal रोग दौरान वायुकोशीय हड्डी हानि में शामिल स्थानीय प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया का अध्ययन करने के लिए रोजगार चूहों क्योंकि विभिन्न प्रतिरक्षाविज्ञानी और प्रयोगात्मक उपकरणों की उपलब्धता के लिए लाभप्रद है. फिर भी, अपने छोटे आकार और murine मसूड़ा को अपेक्षाकृत असुविधाजनक उपयोग के कारण, कई अध्ययनों थी की परीक्षा से परहेजमहत्वपूर्ण ऊतक. इस काम में वर्णित विधि उम्मीद है कि periodontal रोग के दौरान मौखिक प्रतिरक्षा प्रणाली और अपनी भूमिका पर हमारी समझ में वृद्धि होगी जो मसूड़ों का विश्लेषण, सुविधा सकता है.
Introduction
मसूड़े दांतों की ग्रीवा भाग आसपास के कोमल ऊतक है और वायुकोशीय प्रक्रिया (चित्रा 1) शामिल हैं. मसूड़ा आगे mucosal उपकला और संयोजी ऊतक (भी submucosa या लामिना propria के रूप में जाना जाता है) में विभाजित किया जा सकता है कि चबाने का म्यूकोसा का एक प्रकार है. मसूड़ा और आसन्न दांत की शारीरिक संरचना बैक्टीरिया लगातार स्थानीय प्रतिरक्षा प्रणाली को चुनौती दी है कि पट्टिका (biofilm) रहते हैं और विकसित करने के लिए अनुमति देता है. Periodontal रोग 2 करार दिया - एक शर्त नतीजतन, भड़काऊ प्रतिक्रिया कुछ निश्चित परिस्थितियों में विनाशकारी हो जाता है जो मसूड़ा, में विकसित करता है. असल में, पट्टिका प्रेरित periodontal विकृतियों मसूड़े की सूजन और periodontitis में विभाजित किया जा सकता है. जिंजीवाइटिस मसूड़ों तक ही सीमित है कि स्थानीय भड़काऊ प्रतिक्रिया का एक प्रतिवर्ती हालत का प्रतिनिधित्व करता है. Periodontitis, दूसरे हाथ पर, एक अपरिवर्तनीय विनाशकारी प्रक्रिया है जिसमें लगाव तंत्र (वायुकोशीय हड्डी, periodontalबंधन, दन्त और मसूड़ा) 3 नष्ट हो जाता है.
मसूड़ा periodontal रोग 4 के दौरान के रूप में प्रेरक और प्रेरक दोनों साइटों की सेवा के लिए प्रस्तावित किया गया था. मानव अध्ययन दंत पट्टिका के जवाब में, प्रतिरक्षा effector कोशिकाओं और अणुओं गतिशील घुसपैठ या प्रस्थान मसूड़ा 5-7 कि सुझाव दिया है. इस गतिविधि से periodontal विनाश 8,9 में एक प्रमुख भूमिका निभा दिखाया गया था. मानव ऊतकों के साथ काम कर रहे हैं, इस रोग की प्रक्रिया के बारे में बहुमूल्य जानकारी प्रदान की उन अध्ययनों द्वारा उत्पन्न डेटा प्रमुख, नैतिक तकनीकी और प्रायोगिक सीमाओं के पास है जबकि. ट्रांसजेनिक चूहों को रोजगार के माध्यम से और इन विवो उपायों 10 में कारण प्रभाव experimentations की अनुमति प्रायोगिक मॉडल का विकास. नतीजतन, periodontal रोग में शामिल तंत्र पर हमारे ज्ञान पिछले दो दशकों के दौरान काफी वृद्धि हुई है. फिर भी, periodontal रोग की जटिलता के कारण, वहाँ हैऊतक विनाश की सुविधा स्थानीय प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया की प्रकृति के बारे में एक बहस चल रही है. Periodontal रोग दौरान मसूड़ा में केंद्रीय प्रतिरक्षा कोशिकाओं के समारोह पर हमारी समझ में एक कमी भी है. यह रोग, मसूड़े का लक्ष्य ऊतकों में होने वाली रोग भड़काऊ घटनाओं का अध्ययन करने के लिए इस प्रकार आवश्यक है.
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Protocol
अग्रिम में तैयार करें:
- पीबीएस + 2% एफसीएस
- Collagenase प्रकार द्वितीय और DNase प्रकार मैं के 1 मिलीग्राम / एमएल (नमूना प्रति 1 मिलीग्राम) के 2 मिलीग्राम / एमएल के साथ पीबीएस + 2% एफसीएस
- निष्फल सर्जिकल उपकरणों
- 0.5 एम EDTA समाधान
1. अपर मसूड़ा छांटना तकनीक
- अनुमोदित IACUC मार्गदर्शन का उपयोग कर चूहों euthanize.
- गाल और एक तेज / कुंद सीधे कैंची से जबड़ा Ramus सहित मौखिक गुहा के दोनों ओर काटें.
- जबड़ा नीचे खींचो.
- मानक कैंची के साथ तिहाई दाढ़ के पीछे एक काल्पनिक रेखा 1 मिमी में नरम और कड़ी ऊतकों काटें. कैंची तालु हड्डी (2A चित्रा, नीली लाइनों) के विमान को सीधा प्रत्यक्ष.
- नरम और हार्ड ऊतकों कृन्तक (2A चित्रा, नीली लाइनों) के पीछे 2 मिमी काटकर अलग कर देना.
- मुंह के पूर्वकाल हिस्सा नीचे खींच लें. नाक गुहा इस कदम के बाद दिखाई है.
- कैंची रखेंतालू के समानांतर, नाक गुहा में एक ब्लेड डाल, अन्य ब्लेड बरोठा में काटकर अलग कर देना चाहिए. पीछे चीरा (2A चित्रा, हरे रंग की लाइनों) तक काटें. जबडा के दोनों किनारों पर इस चरण को दोहराएँ. अंत में जबडा खोपड़ी के बाकी (चित्रा 2 बी) से अलग है.
- , जबडा निकालें बीच सिवनी (चित्रा 2, काला धराशायी लाइन) में कटौती और वायुकोशीय हड्डी तक पहुँचने तक प्रत्येक आधा-जबडा के तालु ऊतक ट्रिम.
- Adson संदंश (दांत के बिना) के साथ उनके पूर्वकाल सीमा से मसूड़ों के ऊतकों (दोनों अर्ध-ऊर्ध्वहन्वस्थि) पील.
- पीबीएस + 2% FCS के साथ एक थाली में excised मसूड़ा रखें.
2. मसूड़ा प्रसंस्करण
- 1 मिलीलीटर पीबीएस के साथ एक टिशू कल्चर पकवान (35 x 10 मिमी) में excised मसूड़ा रखो 2% एफसीएस, Collagenase प्रकार द्वितीय और DNase प्रकार मैं के 1 मिलीग्राम / एमएल के 2 मिलीग्राम / मिलीलीटर
- एक एन ° 15 बाँझ सर्जिकल ब्लेड के साथ अच्छी तरह से ऊतक क़ीमा.
- ट्रेडफिनथाली से एक 15 मिलीलीटर शंक्वाकार ट्यूब परीक्षण करने के लिए ऊतक ansfer.
- 1 मिलीलीटर पीबीएस + 2% FCS और एक ही टेस्ट ट्यूब को हस्तांतरण के साथ थाली पर शेष ऊतक / कोशिकाओं को धो लें.
- 37 पर 20 मिनट के लिए एक प्रकार के बरतन इनक्यूबेटर में सेते डिग्री सेल्सियस, 200 आरपीएम (सिफारिश: पहले से गरम इनक्यूबेटर).
- 37 पर एक और 10 मिनट डिग्री सेल्सियस, 200 आरपीएम के लिए 20 EDTA के 0.5 एम के μl और सेते जोड़ें.
- 12 पीबीएस + 2% FCS के साथ मिलीग्राम और 4 में अपकेंद्रित्र अप करने के लिए टेस्ट ट्यूब भरें डिग्री सेल्सियस, 8 मिनट के लिए 400 XG (सिफारिश: पूर्व सर्द अपकेंद्रित्र).
- 2 मिलीलीटर पीबीएस + 2% FCS के साथ सतह पर तैरनेवाला और resuspend कोशिकाओं निकालें.
- एक 70 माइक्रोन सेल झरनी के साथ नमूना फ़िल्टर और प्रवाह के माध्यम से बचाने के लिए.
- 4 डिग्री सेल्सियस, 5 मिनट के लिए 320 XG पर अपकेंद्रित्र.
- 300 μl पीबीएस + 2% FCS के साथ सतह पर तैरनेवाला और resuspend कोशिकाओं निकालें.
- कोशिकाओं (लगभग 5-10 x 10 5 कोशिकाओं एक एकल जबडा से उम्मीद कर रहे हैं) की गणना करें.
3. बाह्य और intracellular एंटीबॉडीफ्लो विश्लेषण के लिए धुंधला हो जाना
यह बंद रोशनी के साथ, एक हुड के अंदर काम करने के लिए सिफारिश की है. यह लगातार ठंडे वातावरण में कोशिकाओं को रखने के लिए, साथ ही साथ सभी आवश्यक सामग्री के लिए महत्वपूर्ण है.
- 100 μl की कुल मात्रा में 1 x 10 6 कोशिकाओं प्रति प्रत्येक चयनित एंटीबॉडी के 0.2-0.5 ग्राम जोड़कर कोशिकी अणुओं के खिलाफ कोशिकाओं दाग.
- भंवर संक्षेप.
- 4 डिग्री सेल्सियस पर अंधेरे में 15 मिनट के लिए ट्यूब सेते
- 2 मिलीलीटर पीबीएस + 2% FCS के साथ कोशिकाओं को धो लें.
- 4 डिग्री सेल्सियस, 5 मिनट के लिए 320 XG पर अपकेंद्रित्र.
- जोड़कर तैरनेवाला और resuspend कोशिकाओं महाप्राण, बुद्धिमान ड्रॉप, 500 μl ठंड बी.डी. Cytoperm / Cytofix vortexing जबकि.
- 4 में 40 मिनट ° अंधेरे में सी के लिए ट्यूब सेते हैं.
- भंवर संक्षेप.
- 1 मिलीलीटर ठंड बी.डी. पेर्म के साथ कोशिकाओं को दो बार धोएं / 4 में 7 मिनट के लिए 800 XG पर बफर और स्पिन धो डिग्री सेल्सियस
- 300 μl के लिए छोड़कर तैरनेवाला Aspirate.
- द्वारा intracellularly कोशिकाओं दाग100 μl की कुल मात्रा में 1 x 10 6 कोशिकाओं प्रति प्रत्येक चयनित एंटीबॉडी की 1 ग्राम जोड़ने.
- भंवर संक्षेप.
- 4 डिग्री सेल्सियस पर अंधेरे में 30 मिनट के लिए सेते
- 1 मिलीलीटर ठंड बी.डी. पेर्म के साथ कोशिकाओं को दो बार धोएं / 4 में 7 मिनट के लिए 800 XG पर बफर और स्पिन धो डिग्री सेल्सियस
- 300 μl ठंड बी.डी. पेर्म / धो बफर जोड़कर तैरनेवाला और resuspend कोशिकाओं महाप्राण.
- भंवर संक्षेप.
- FACS ट्यूबों को छानने जबकि निलंबन स्थानांतरण.
- विश्लेषण जब तक एक अंधेरे और ठंडे वातावरण में ट्यूबों रखें.
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Representative Results
मसूड़ों की कोशिकाओं पर प्रवाह cytometry विश्लेषण के उदाहरण प्रस्तुत कर रहे हैं. 2 चूहों से जमा मसूड़ा कोशिकाओं एक एलएसआर द्वितीय प्रवाह cytometer में चलाने के लिए और FlowJo सॉफ्टवेयर का उपयोग कर विश्लेषण किया गया. चित्रा 3A एक ओर तितर बितर (एसएससी) बनाम आगे तितर बितर (एफएससी) साजिश में भोले चूहों से मसूड़ों की कोशिकाओं के वितरण का प्रदर्शन किया. पहचान के लिए gating रणनीति (मैं) लिम्फोसाइटों (दो) monocytes / वृक्ष के समान कोशिकाओं और (iii) granulocytes संकेत दिया है. तुलना प्रयोजन के लिए, हम भी पी. से शुद्ध मसूड़ों कोशिकाओं को दर्शाता हुआ एक FACS साजिश पेश gingivalis 21 दिनों में हम पहले (3B चित्रा) के रूप में वर्णित प्रयोगात्मक periodontitis के एक सेटिंग में मौखिक नलिका - पोषण के बाद चूहों संक्रमित. भोले चूहों की तुलना में विभिन्न प्रतिरक्षा सेल आबादी में वृद्धि आसानी से संक्रमित चूहों में पाया जा सकता है. अगला, हम hematopoietic मार्कर CD45 (चित्रा -4 ए) व्यक्त कोशिकाओं पर gating के द्वारा संसाधित मसूड़ा में प्रतिरक्षा कोशिकाओं की पहचान. टी hese कोशिकाओं आगे टी कोशिकाओं (चित्रा 4 बी) का प्रतिनिधित्व CD3 पॉजिटिव कोशिकाओं में अलग. हम भी Ly6G और CD11b अणु (चित्रा 4C) की अभिव्यक्ति के अनुसार मसूड़ों जीवाणुओं की पहचान की. अंत में, Langerhans कोशिकाओं, वृक्ष के समान कोशिकाओं (DCs) की एक उपकला सबसेट, MHC वर्ग द्वितीय Ep, सीएएम और langerin/CD207 के + CD11c + कोशिकाओं (murine DCs की एक मार्कर) और अभिव्यक्ति (इंट्रासेल्युलर धुंधला) (चित्रा पर gating के द्वारा की पहचान की गई 4D).
चित्रा 1. योजनाबद्ध आरेख मसूड़ा की संरचनात्मक स्थलों दिखा.
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चित्रा 2. माउस मौखिक गुहा की योजनाबद्ध दृश्य 1.3 चरण पूरा करने के बाद परिणामस्वरूप आगे से पीछे से मुलायम ऊतकों:. Masseter मांसपेशियों (एम एम), कोमल तालू (सपा), हार्ड तालु (हिमाचल प्रदेश), मसूड़ा (जी). हार्ड ऊतक: दाढ़ और कृन्तक. इस तकनीक का मुख्य लक्ष्य तीन दाढ़ (काला अंडाकार अंदर) है कि चारों ओर मसूड़ों के ऊतकों को अलग करने के लिए है.
चित्रा 3. मसूड़ों leukocytes के सेलुलर वितरण का प्रदर्शन प्रतिनिधि FACS के भूखंडों. प्रसंस्कृत मसूड़ों नमूने एलएसआर द्वितीय प्रवाह cytometer पर चलाने के लिए और FlowJo सॉफ्टवेयर का उपयोग कर विश्लेषण किया गया. साइड तितर बितर (एसएससी) की तुलना में (ए) भोले चूहों या (बी) में सूजन मसूड़ों से मसूड़ों की कोशिकाओं के आगे तितर बितर (FSC) के भूखंडों दबाव हैंented. के स्थान पर (मैं) लिम्फोसाइटों (दो) monocytes / वृक्ष के समान कोशिकाओं और (iii) granulocytes आबादी संकेत दिया है.
4 चित्रा. प्रतिरक्षा मसूड़ों कोशिकाओं का विश्लेषण प्रदर्शन प्रतिनिधि FACS के भूखंडों. (ए) प्रतिरक्षा कोशिकाओं CD45 अभिव्यक्ति के अनुसार पहचान की गई. CD3 के अभिव्यक्ति टी सेल सबसेट को लक्षित, CD45 पॉजिटिव कोशिकाओं और लिम्फोसाइटों आबादी पर gating के सक्षम के बाद. (बी) न्यूट्रोफिल भी Ly6G और CD11b व्यक्त करने के लिए CD45 + कोशिकाओं की क्षमता के अनुसार मसूड़ों में पहचान की गई. (सी) वृक्ष के समान कोशिकाओं थे monocyte / वृक्ष के समान जनसंख्या से CD45 + कोशिकाओं पर gating के द्वारा की पहचान [चित्रा 3, गेट (दो)], और तब MHC वर्ग द्वितीय और CD11c सकारात्मक कोशिकाओं पर. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .
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Discussion
एक माउस से प्राप्त जबडा मसूड़ों के ऊतकों हम पहले 1 वर्णित के रूप में बाह्य और intracellular अणुओं को व्यक्त करने के लिए टी और बी लिम्फोसाइटों के उप आबादी है, साथ ही उनकी क्षमता का विश्लेषण करने के लिए पर्याप्त हैं. फिर भी, अगर दुर्लभ सेल आबादी (उदाहरण DCs के लिए) ब्याज की हैं, यह 2-3 चूहों से पूल ऊतकों की सिफारिश की है. ध्यान से, बेहतर है, यह संभव है कि तब तालु और मसूड़ों के ऊतकों और आबकारी मसूड़ा (कदम 1.8-1.9 का एक संशोधन) को दोनों छील. यह भी जबड़े मसूड़ों के रूप में अच्छी तरह से एकत्र किया जा सकता है उल्लेख किया जाना चाहिए, फिर भी, उसके अलगाव के और अधिक जटिल है और विश्लेषण के साथ हस्तक्षेप कर सकता है कि अन्य ऊतकों शामिल हो सकते हैं.
मसूड़ा में प्रतिरक्षा कोशिकाओं का अध्ययन करने के लिए आम तकनीकों immunohistochemistry और immunofluorescence हैं. इन तकनीकों में मसूड़ा के माध्यम से एक लक्ष्य अणु / सेल के वितरण के दृश्य सक्षम है, और कई क्षेत्र की स्क्रीनिंगएक निश्चित क्षेत्र का अध्ययन करने के लिए आवश्यक है. कुछ कोशिकाओं के शारीरिक स्थानीयकरण मसूड़ों प्रसंस्करण के कारण प्रवाह cytometry द्वारा निर्धारित नहीं किया जा सकता है, इस दृष्टिकोण कई अन्य लाभ प्रदान करता है: (1) प्रवाह cytometry (2) यह विश्लेषण त्रुटियाँ उत्पन्न कम कर देता है कोशिकाओं की बड़ी संख्या का विश्लेषण करने के लिए एक तेजी से और सरल विधि है ऊतक विविधता से (3) (4) यह यह रहते हैं और मृत कोशिकाओं (6) के बीच भेदभाव यह परिणामस्वरूप कोशिकाओं के कार्यात्मक विश्लेषण परमिट की अनुमति देता है विभिन्न चर का एक साथ विश्लेषण (5) की अनुमति देता है दुर्लभ सेल आबादी के विश्लेषण के लिए सक्षम बनाता है.
प्रयोगात्मक periodontal रोग दौरान मसूड़ों के ऊतकों पर प्रवाह cytometry विश्लेषण प्रदर्शन करने की क्षमता इस प्रक्रिया में शामिल प्रतिरक्षा तंत्र प्रकट करने की हमारी क्षमता को बढ़ाता है. मसूड़ा निम्नलिखित मौखिक रोगजनकों के लिए जोखिम बल्कि मापने की तुलना में अधिक प्रासंगिक जानकारी प्रदान करना चाहिए में होता है कि सेलुलर परिवर्तन का अध्ययन कर अनुदैर्ध्य प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया हैystemically. सूजन मसूड़ों में सहज और अनुकूली भड़काऊ कोशिकाओं के phenotype और कैनेटीक्स का विश्लेषण करते समय इस पहलू को विशेष महत्व का है.
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Disclosures
लेखकों का खुलासा करने के लिए कुछ भी नहीं है.
Acknowledgments
इस शोध ऐडवर्ड्स, आह को युवा जांचकर्ताओं (GIF युवा) के लिए जर्मन इजरायल फाउंडेशन, और डा. मैं करने के लिए इसराइल विज्ञान आह को फाउंडेशन (सं 1418-1411) और (सं 1933-1912) से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया . आह और ऐडवर्ड्स के लिए डेंटल मेडिसिन के हिब्रू विश्वविद्यालय, Hadassah स्कूल में Cabakoff रिसर्च बंदोबस्ती कोष.
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Collagenase Type II | Worthington Biochemical Corp. | CLS-2 | |
DNAse I | SIGMA | DN25-1G | |
EDTA | SIGMA | E6758-100G | |
Dulbecco's PBS | SIGMA | D8537 | |
Fetal Bovine Serum | Biological Industries | 04-121-1 | Heat Inactivated |
Vacuum-Driven Filter | Jet Biofil | FPE-204-500 | |
5 ml Polystyrene Round-Bottom Tube | BD Falcon | 352052 | |
Cell Strainer 70 μm | SPL Lifesciences | 93070 | |
Tissue Culture Dish 35×10 mm | NUNC | 153066 | |
BD Cytofix/Cytoperm | BD | 554714 | |
Anti-mouse CD11c antibody | Biolegend | 117305 | Clone N418 |
Anti-mouse CD45.2 antibody | Biolegend | 109819 | Clone 104 |
Anti-mouse CD4 antibody | Biolegend | 100413 | Clone GK1.5 |
Anti-mouse CD8a antibody | Biolegend | 100733 | Clone 53-6.7 |
Anti-mouse CD3 antibody | Biolegend | 100214 | Clone 17A2 |
Anti-mouse CD326 (Ep-CAM) antibody | Biolegend | 118219 | Clone G8.8 |
Anti-mouse CD207 (Langerin) antibody | Imgenex | DDX0362D | Clone 929F3.01 |
Anti-mouse I-Ad (MHC-II) antobody | Biolegend | 115010 | Clone 39-10-8 |
LSR II Flow Cytometer | BD Biosciences | ||
FlowJo Software v 7.6.5 | Tree Star |
References
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