Индуцирование априкового пародонтита у мышей
Summary
Здесь мы представляем протокол локально индуцировать актикпаронтит у мышей. Мы показываем, как просверлить отверстие в зубе мыши и разоблачить его пульпу, чтобы вызвать местное воспаление. Также демонстрируются методы анализа для исследования характера этого воспаления, такие как микроКТ и гистология.
Abstract
Механизмы, участвующие в локальном индуцированном воспалении, могут быть изучены с помощью нескольких доступных моделей животных. Одним из них является индукция априкового пародонтита (AP). Апригальный пародонтит является распространенной патологией воспалительного характера в пародонтальных тканях, окружающих корень зуба. Для того, чтобы лучше понять природу и механизм этой патологии, выгодно проводить процедуру у мышей. Индукция этого одонтогенного воспаления достигается путем бурения в зуб мыши, пока зубной пульпы подвергается. Далее, пульпа зуба остается загрязненной естественной флоры полости рта с течением времени, вызывая акический пародонтит. По истечении этого периода животное приносится в жертву, а зуб и челюстную кость можно анализировать различными способами. Типичные анализы включают микро-КТ изображения (для оценки костной резорбции), гистологическое окрашивание, иммуногистохимия, и экспрессия РНК. Этот протокол полезен для исследований в области устной биологии, чтобы лучше понять этот воспалительный процесс в экспериментальной обстановке in vivo с однородными условиями. Процедура требует тщательного обращения с мышами и изолированной челюстью, а визуальная демонстрация техники полезна. Продемонстрированы все технические аспекты процедур, приводящих к индуцированному акциклонантиту и его характеристике в модели мыши.
Introduction
Цель этого метода состоит в том, чтобы вызвать актикальный пародонтит у мыши, загрязняя вершину с естественной микрофлорой, а затем изучить различные характеристики этого патологического процесса.
Апригальный пародонтит (АП) является распространенной патологией воспалительного характера в пародонтальных тканях, окружающих корень зуба. Это стоматологическое заболевание может вызвать сильную боль и должны рассматриваться стоматологом. Варианты лечения включают лечение корневого канала (первичное или вторичное), эндодонтическую хирургию, удаление зуба или последующее наблюдение в зависимости от клинических и радиографических результатов, а также мнение врача. Механизм этого воспалительного процесса, хотя и изучался в течение нескольких десятилетий1,2,3, до сих пор не всесторонне понял. Учитывая тяжесть этой патологии, таким образом, существует явная необходимость в исследованиях, посвященных ее фундаментальному характеру. Таким образом, системы, в которых возможно изучение АП, представляют большой научный интерес.
Поскольку AP является сложным патологическим процессом с участием местных тканей и иммунной системы, исследования in vitro недостаточны для полного понимания процессов. Изучение клинических образцов этого заболевания также проблематично из-за этических ограниченийи значительной изменчивости между разными людьми и различных клинических стадий 4,5, и, следовательно, необходимость in vivo моделей. Эти модели основаны на концепции подвергая зубной пульпы загрязнения и наблюдения воспалительной реакции организма на этот стимул в периапических тканях6,7. Общие модели vivo включают грызунов или крупных животных, таких как собаки. Несмотря на клиническую задачу в лечении мышей, которые являются очень маленькими животными с миниатюрными зубами, преимущества мышиной модели значительны: практически, работа с мышами технически проста с точки зрения удобств и наиболее рентабельна, и Научно, мышь является хорошо изученной моделью животных с легкодоступными генетическими и молекулярными инструментами и хорошо изученным геномом. Действительно, предыдущие исследования использовали модель мыши для изучения воспалительных и костной резорбции сигналов и клеток, участвующих в априковой пародонтит8,9,10,11. Поэтому необходим четкий протокол о том, как использовать модель мыши для изучения AP. Здесь мы описываем такой протокол.
Протокол, описанный здесь имеет большое преимущество в целесообразности изучения нокаута (KO) мышей и узнать, как отсутствие конкретного гена влияет на воспаление зубов7,12. Другие полезные применения этого протокола включают изучение влияния лекарств и системных условий на развитие апфического пародонтита13, влияние апфического пародонтита на развитие остеонекроза челюстей14 , 15 и терапия стволовыми клетками для регенерации костей16.
Этот протокол также может быть обобщен в качестве модели для изучения местного воспаления. Для изучения воспалительного процесса, несколько моделей мыши были разработаны, которые включают, например, индуцированный колит или артрит17,18. Эти модели имеют системный эффект и не имеют встроенного контроля в одном животном. Модели индуцированного актонетита, которые включают контралатеральный контроль без воспаления, имеют преимущество преодоления этих ограничений14,19.
Таким образом, описанный ниже протокол полезен для исследователей, интересующихся локальными воспалительными процессами. Контролируемый характер этого воспаления, его заточение в определенном месте, и контралатеральный контроль зуба, все это ценнодля для изучения механизмов, участвующих в этом процессе. Кроме того, протокол полезен для исследователей, интересующихся клиническими аспектами периапического воспаления. Модель мыши идеально подходит для изучения различных переменных заболевания, в дополнение к преимуществу возможности легко выполнять генетические манипуляции в модели мыши, чтобы исследовать активность конкретных генов в периапическом воспалении.
Технически, клиническая процедура является сложной для выполнения из-за небольших размеров зубов мышей. Это будет полезно визуализировать эту процедуру для того, чтобы узнать о позиционировании, оборудование необходимо, и производительность.
Protocol
Representative Results
Discussion
Здесь вводится метод индукции априкового пародонтита у мышей. Целью метода является использование акическом пародонтита для изучения механизмов и последствий этого воспалительного процесса. Апригальный пародонтит был индуцирован у 6-8 недельных мышей, возраст, в котором корни …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы хотели бы поблагодарить д-ра Одеда Хеймана за его помощь в позиционировании животных, Рафаэля Либера за помощь в анализе микро-КТ и профессора Андиару Де Росси Далдегана за совет ы по подготовке эксперимента. Мы также хотели бы отметить д-ра Сидни Коэна за критическое чтение и редактирование.
Эта работа была поддержана грантом научно-исследовательского фонда д-ра Изадора И. Кабакова Для МК и ИА, а также стипендией Ицхака Навона от Министерства науки и технологий Израиля в 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 |
References
- 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).
