تحفيز أمراض اللثة المثلى في الفئران
Summary
هنا، نقدم بروتوكول للحث محليا ً على وجود فُبر الأوبيفي في الفئران. نعرض كيفية حفر ثقب في سن الماوس وفضح اللب، من أجل التسبب في التهاب محلي. كما يتم عرض طرق التحليل للتحقيق في طبيعة هذا الالتهاب، مثل التصوير المقطعي المحوسب الدقيق وعلم الأنسجة.
Abstract
يمكن دراسة الآليات التي تنطوي عليها الالتهاب المستحث المحلي باستخدام العديد من النماذج الحيوانية المتاحة. واحدة من هذه هي تحريض من أمراض اللثة apical (AP). التهاب اللثة Apical هو مرض شائع من طبيعة التهابية في أنسجة اللثة المحيطة جذر الأسنان. من أجل فهم أفضل لطبيعة وآلية هذا المرض فمن المفيد لتنفيذ الإجراء في الفئران. يتم تحقيق الحث على هذا الالتهاب odontogenic عن طريق الحفر في سن الماوس حتى يتعرض لب الأسنان. بعد ذلك، لا يزال لب الأسنان عرضة للتلوث بالنباتات الفموية الطبيعية مع مرور الوقت، مما تسبب في إصابة اللثة. بعد هذه الفترة الزمنية ، يتم التضحية بالحيوان ، ويمكن تحليل الأسنان وعظم الفك بطرق مختلفة. وتشمل التحليلات النموذجية التصوير المقطعي المحوسب الدقيق (لتقييم ارتشاف العظام)، وتلطيخ النسيج، والكيمياء المناعية، والتعبير عن الحمض النووي الريبي. هذا البروتوكول مفيد للبحوث في مجال البيولوجيا عن طريق الفم لفهم أفضل هذه العملية الالتهابية في بيئة تجريبية في الجسم الحي مع ظروف موحدة. يتطلب الإجراء التعامل الدقيق مع الفئران والفك المعزول، والعرض البصري للتقنية مفيد. يتم عرض جميع الجوانب التقنية للإجراءات المؤدية إلى أمراض اللثة المستحثة وتوصيفه في نموذج الماوس.
Introduction
والهدف من هذه الطريقة هو الحث على وجود فحولاللثة في الماوس عن طريق تلويث قمة مع البكتيريا الطبيعية ، ومن ثم دراسة مختلف خصائص هذه العملية المرضية.
التهاب اللثة Apical (AP) هو مرض شائع من طبيعة التهابية في أنسجة اللثة المحيطة جذر الأسنان. يمكن أن يسبب هذا المرض الأسنان ألم شديد ويجب أن يعالج من قبل طبيب الأسنان. وتشمل خيارات العلاج علاج قناة الجذر (الابتدائية أو الثانوية)، والجراحة اللبية، واستخراج الأسنان، أو المتابعة اعتمادا على النتائج السريرية والإشعاعية، ورأي الطبيب. آلية هذه العملية الالتهابية ، على الرغم من دراستها لعدة عقود1،2،3، لا تزال غير مفهومة بشكل شامل. وبالنظر إلى شدة هذا المرض ، هناك بالتالي حاجة واضحة للبحوث التي تعالج طبيعته الأساسية. وبالتالي، فإن النظم التي يمكن فيها دراسة AP تحظى باهتمام علمي كبير.
منذ AP هي عملية مرضية معقدة تنطوي على الأنسجة المحلية والجهاز المناعي، والدراسات في المختبر غير كافية لفهم كامل للعمليات. دراسة العينات السريرية لهذا المرض هي أيضا إشكالية بسبب القيود الأخلاقية والتباين الكبير بين مختلف الناس والمراحل السريرية المختلفة4،5، وبالتالي ضرورة في نماذج الجسم الحي. وتستند هذه النماذج على مفهوم تعريض لب الأسنان للتلوث ومراقبة رد الفعل الالتهابي للجسم لهذا التحفيز في الأنسجة المحيطة6،7. وتشمل النماذج الشائعة في الجسم الحي القوارض أو الحيوانات الأكبر مثل الكلاب. على الرغم من التحدي السريري في علاج الفئران، والتي هي الحيوانات الصغيرة جدا مع أسنان مصغرة، ومزايا نموذج الماوس كبيرة: عمليا، والعمل مع الفئران هو بسيط من الناحية الفنية من حيث المرافق وأكثر فعالية من حيث التكلفة، و من الناحية العلمية، الماوس هو نموذج حيواني مدروس جيدا مع الأدوات الوراثية والجزيئية المتاحة بسهولة والجينوم مدروسة جيدا. في الواقع، استخدمت الدراسات السابقة نموذج الماوس لدراسة إشارات التهابية وارتشاف العظام والخلايا المشاركة في التهاب اللثة apical8،9،10،11. لذلك، هناك حاجة إلى بروتوكول واضح حول كيفية استخدام نموذج الماوس لدراسة AP. هنا، نحن نصف مثل هذا البروتوكول.
البروتوكول الموصوف هنا لديه ميزة كبيرة من كونها مناسبة لدراسة خروج المغلوب (KO) الفئران وتعلم كيف يؤثر عدم وجود جين معين التهاب الأسنان7،12. وتشمل التطبيقات المفيدة الأخرى لهذا البروتوكول دراسة آثار الأدوية والظروف النظامية على تطور التهاب اللثة الapical13، وتأثير التهاب اللثة الأوبيعلى تطور نخر العظم في الفكين14 , 15 والعلاج بالخلايا الجذعية لتجديد العظام16.
ويمكن أيضا تعميم هذا البروتوكول كنموذج لدراسة الالتهاب المحلي. لدراسة العملية الالتهابية ، تم تطوير العديد من نماذج الماوس ، والتي تشمل على سبيل المثال التهاب القولون المستحث أو التهاب المفاصل17،18. هذه النماذج لها آثار نظامية وليس لها سيطرة مدمجة في نفس الحيوان. نماذج لالتهاب اللثة apical المستحثة، والتي تشمل السيطرة المضادة دون التهاب، لديها ميزة التغلب على هذه القيود14،19.
ولذلك فإن البروتوكول الموضح أدناه مفيد للباحثين المهتمين بالعمليات الالتهابية المحلية. الطبيعة الخاضعة للرقابة من هذا الالتهاب، وحبسه إلى موقع معين، والأسنان السيطرة المضادة، وكلها تجعل هذا البروتوكول قيمة لدراسة الآليات التي تنطوي عليها هذه العملية. وعلاوة على ذلك، فإن البروتوكول مفيد للباحثين المهتمين في الجوانب السريرية للالتهاب المحيط. نموذج الماوس مثالية لدراسة متغيرات مختلفة من المرض، بالإضافة إلى ميزة القدرة على إجراء التلاعب اتلاف وراثي بسهولة في نموذج الماوس، للتحقيق في نشاط جينات محددة في التهاب حول اللبأ.
من الناحية الفنية، فإن الإجراء السريري يشكل تحديا لتنفيذ بسبب الأبعاد الصغيرة للأسنان الفئران. سيكون من المفيد تصور هذا الإجراء من أجل معرفة المزيد عن تحديد المواقع، والمعدات اللازمة، والأداء.
Protocol
Representative Results
Discussion
يتم إدخال طريقة هنا لتحريض من أمراض اللثة apical في الفئران. والهدف من هذه الطريقة هو استغلال شرط التهاب اللثة apical لدراسة آليات ونتائج هذه العملية الالتهابية. وقد تسبب في أمراض اللثة Apical في الفئران 6-8 أسابيع القديمة، وهو العمر الذي يتم تطوير الجذور بشكل كامل24. من أجل التسب?…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نود أن نعرب عن تقديرنا للدكتور أويد هيمان لمساعدته في تحديد مواقع الحيوانات، ورافاييل ليبر للمساعدة في تحليل التصوير المقطعي المحوسب الصغير، والبروفيسور أنديارا دي روسي دالديغان للحصول على المشورة بشأن تشكيل التجربة مسبقاً. ونود أيضا أن نعرب عن تقديرنا للدكتور سيدني كوهين للقراءة والتحرير النقديين.
وقد تم دعم هذا العمل بمنحة من صندوق الهبات البحثي للدكتور إيزادور إ. كاباكوف إلى عضو الكنيست وIA، وزمالة إسحاق نافون من وزارة العلوم والتكنولوجيا الإسرائيلية إلى شركة EG.
Materials
| Atipamezole hydrochloride | Eurovet Animal Health | CAS 104075-48-1 | |
| ATR | dentsply | tecnika | |
| blocking machine | Leica | EG1150H | |
| buprenorphine | vetmarket | 163451 | |
| clinical microscope/binocular | Olympus | Sz61 | |
| dental bur | Komet dental | ZR8801L 315 008 | |
| dental spatula | Premier | 1003737 | |
| EDTA | J.T Baker | 8993 | |
| entelan | mercury | 1.07961 | |
| Eosin Y solution, alcoholic | SIGMA | HT110116 | |
| hematoxylin solution, Mayer's | SIGMA | MHS 16 | |
| Ketamine hydrochloride | Vetoquinol | CAS 1867-669 | |
| Medetomidine hydrochloride (cepetor) | CP-pharma GmbH | CAS 86347-15-1 | |
| Mepivacaine HCl 3% | Teva | CAS 96-88-8 | |
| microbrushes- adjustable precision applicators | PARKELL | S379 | |
| micro-ct scanner | scanco | uCT 40 | |
| parafin | Leica | 39602004 | |
| PBS | SIGMA | D8537 | |
| PFA | EMS | 15710 | |
| Chloramphenicol eye ointment (5%) | Rekah pharmaceutical | CAS 56-75-7 | |
| tweezers | WAM | Ref-CT | |
| xylazine | Eurovet Animal Health | CAS 7361-61-7 | |
| xylene | Gadot | CAS 1330-20-7 |
Riferimenti
- Azuma, M. M., Samuel, R. O., Gomes-Filho, J. E., Dezan-Junior, E., Cintra, L. T. The role of IL-6 on apical periodontitis: a systematic review. International Endodontics Journal. 47 (7), 615-621 (2014).
- Marton, I. J., Kiss, C. Overlapping protective and destructive regulatory pathways in apical periodontitis. Journal of Endodontics. 40 (2), 155-163 (2014).
- Graunaite, I., Lodiene, G., Maciulskiene, V. Pathogenesis of apical periodontitis: a literature review. Journal of Oral and Maxillofacial Research. 2 (4), e1 (2012).
- Hussein, F. E., Liew, A. K., Ramlee, R. A., Abdullah, D., Chong, B. S. Factors Associated with Apical Periodontitis: A Multilevel Analysis. Journal of Endodontics. 42 (10), 1441-1445 (2016).
- Takahashi, K., MacDonald, D. G., Kinane, D. F. Analysis of immunoglobulin-synthesizing cells in human dental periapical lesions by in situ hybridization and immunohistochemistry. Journal of Oral Pathology Medicine. 25 (6), 331-335 (1996).
- Lin, D., et al. Enterococcus faecalis lipoteichoic acid regulates macrophages autophagy via PI3K/Akt/mTOR pathway. Biochemical and Biophysical Research Community. 498 (4), 1028-1036 (2018).
- Wu, Y., Sun, H., Yang, B., Liu, X., Wang, J. 5-Lipoxygenase Knockout Aggravated Apical Periodontitis in a Murine Model. Journal of Dental Research. 97 (4), 442-450 (2018).
- Barreiros, D., et al. Immunohistochemical and mRNA expression of RANK, RANKL, OPG, TLR2 and MyD88 during apical periodontitis progression in mice. Journal of Applied Oral Science. 26, e20170512 (2018).
- Barreiros, D., et al. MMP2 and MMP9 are Associated with Apical Periodontitis Progression and Might be Modulated by TLR2 and MyD88. Brazillian Dentistry Journal. 29 (1), 43-47 (2018).
- Virtej, A., Papadakou, P., Sasaki, H., Bletsa, A., Berggreen, E. VEGFR-2 reduces while combined VEGFR-2 and -3 signaling increases inflammation in apical periodontitis. Journal of Oral Microbiology. 8, 32433 (2016).
- De Rossi, A., et al. Cementocytes Express Receptor Activator of the Nuclear Factor Kappa-B Ligand in Response to Endodontic Infection in Mice. Journal of Endodontics. 42 (8), 1251-1257 (2016).
- Rider, D., et al. Elevated CD14 (Cluster of Differentiation 14) and Toll-Like Receptor (TLR) 4 Signaling Deteriorate Periapical Inflammation in TLR2 Deficient Mice. Anatomy Records (Hoboken). 299 (9), 1281-1292 (2016).
- Martins, C. M., Sasaki, H., Hirai, K., Andrada, A. C., Gomes-Filho, J. E. Relationship between hypertension and periapical lesion: an in vitro and in vivo study. Brazillian Oral Research. 30 (1), e78 (2016).
- Rao, N. J., Wang, J. Y., Yu, R. Q., Leung, Y. Y., Zheng, L. W. Role of Periapical Diseases in Medication-Related Osteonecrosis of the Jaws. Biomedical Research International. 2017, 1560175 (2017).
- Song, M., et al. Preexisting Periapical Inflammatory Condition Exacerbates Tooth Extraction-induced Bisphosphonate-related Osteonecrosis of the Jaw Lesions in Mice. Journal of Endodontics. 42 (11), 1641-1646 (2016).
- Wu, Y., et al. Hypoxic Preconditioning Enhances Dental Pulp Stem Cell Therapy for Infection-Caused Bone Destruction. Tissue Engineering Part A. 22 (19-20), 1191-1203 (2016).
- Eichele, D. D., Kharbanda, K. K. Dextran sodium sulfate colitis murine model: An indispensable tool for advancing our understanding of inflammatory bowel diseases pathogenesis. World Journal of Gastroenterology. 23 (33), 6016-6029 (2017).
- Choudhary, N., Bhatt, L. K., Prabhavalkar, K. S. Experimental animal models for rheumatoid arthritis. Immunopharmacology and Immunotoxicology. 40 (3), 193-200 (2018).
- Shah, A., et al. Clastic cells are absent around the root surface in pulp-exposed periapical periodontitis lesions in mice. Oral Disease. 24 (1-2), 57-62 (2018).
- Wan, C., et al. MMP9 deficiency increased the size of experimentally induced apical periodontitis. Journal of Endodontics. 40 (5), 658-664 (2014).
- Bezerra da Silva, R. A., et al. MyD88 knockout mice develop initial enlarged periapical lesions with increased numbers of neutrophils. International Endod Journal. 47 (7), 675-686 (2014).
- Mehrazarin, S., Alshaikh, A., Kang, M. K. Molecular Mechanisms of Apical Periodontitis: Emerging Role of Epigenetic Regulators. Dental Clinics of North America. 61 (1), 17-35 (2017).
- Metzger, Z. Macrophages in periapical lesions. Endodontics Dentisrty and Traumatology. 16 (1), 1-8 (2000).
- Lungova, V., et al. Tooth-bone morphogenesis during postnatal stages of mouse first molar development. Journal of Anatomy. 218 (6), 699-716 (2011).
- Zilberstein, L. F., Moens, Y. P., Leterrier, E. The effect of local anaesthesia on anaesthetic requirements for feline ovariectomy. Veterinary Journal. 178 (2), 214-218 (2008).
- Kaufman, E., Epstein, J. B., Gorsky, M., Jackson, D. L., Kadari, A. Preemptive analgesia and local anesthesia as a supplement to general anesthesia: a review. Anesthesia Progress. 52 (1), 29-38 (2005).
- Song, M., et al. Development of a Direct Pulp-capping Model for the Evaluation of Pulpal Wound Healing and Reparative Dentin Formation in Mice. Journal of Visual Experimentalization. (119), (2017).
- Yoneda, N., et al. Development of a root canal treatment model in the rat. Scientific Reports. 7 (1), 3315 (2017).
- AlShwaimi, E., et al. Regulatory T cells in mouse periapical lesions. Journal of Endodontics. 35 (9), 1229-1233 (2009).
