诱导小鼠的牙周炎
Summary
在这里,我们提出一个协议,本地诱导小鼠的牙周炎。我们展示如何在老鼠的牙齿上钻一个洞,并暴露它的果肉,以引起局部炎症。研究这种炎症性质的分析方法,如微CT和成体学,也进行了演示。
Abstract
局部诱发炎症的机制可以使用几种可用的动物模型进行研究。其中之一是诱导性牙周炎(AP)。牙周炎是牙根周围牙周组织中炎症性的常见病理学。为了更好地了解这种病理学的性质和机制,在小鼠身上进行手术是有利的。这种牙原性炎症的诱导是通过钻入小鼠牙齿,直到牙髓暴露。其次,牙髓仍然暴露在自然口腔菌群污染随着时间的推移,导致牙周炎。在此时间段之后,动物被牺牲,牙齿和颌骨可以以各种方式进行分析。典型分析包括微CT成像(评估骨吸收)、组织染色、免疫组织化学和RNA表达。该协议可用于口腔生物学领域的研究,以更好地了解在具有统一条件的体内实验环境中的炎症过程。该过程需要仔细处理小鼠和孤立的下颚,并且该技术的视觉演示是有用的。演示了导致诱发性牙周炎的程序的所有技术方面及其在小鼠模型中的特性。
Introduction
该方法的目的是通过污染自然微生物群的顶点来诱导小鼠的牙周炎,然后研究这种病理过程的各种特征。
牙周炎 (AP) 是牙根周围牙周组织中炎症性质的常见病理学。这种牙科疾病可引起剧烈疼痛,必须由牙医治疗。治疗方案包括根管治疗(初级或二级),内淋手术,牙齿提取,或后续取决于临床和放射学发现,以及临床医生的意见。这个炎症过程的机制,虽然研究了几十年1,2,3,仍然没有全面理解。考虑到这种病理学的严重性,因此显然需要研究解决其基本性质的问题。因此,研究AP的系统具有极大的科学意义。
由于AP是一个复杂的病理过程,涉及局部组织和免疫系统,体外研究不足以完全理解过程。由于不同人和不同临床阶段4、5之间的伦理限制和显著变异性,以及因此体内模型的必要性,对这种疾病的临床样本的研究也是有问题的。这些模型是基于将牙髓暴露在污染中的概念,并观察身体对围周组织6、7中这种刺激的炎症反应。常见的体内模型包括啮齿动物或较大的动物,如狗。尽管在治疗具有微型牙齿的非常小的动物小鼠方面面临临床挑战,但小鼠模型的优势是显著的:实际上,与小鼠合作在技术上是简单的设施,而且最具成本效益,在科学上,小鼠是一个研究良好的动物模型,具有现成的遗传和分子工具以及经过深入研究的基因组。事实上,以前的研究使用小鼠模型来研究炎症和骨吸收信号和细胞参与的性月经炎8,9,10,11。因此,需要一个明确的协议,如何使用鼠标模型来研究AP。在这里,我们描述这样的协议。
这里描述的方案有一个很大的优势,是适当的研究淘汰(KO)小鼠,并了解缺乏特定基因如何影响牙齿炎症7,12。该协议的其他有用应用包括研究药物和系统条件对杏齿性牙周炎13的发展的影响,杏齿性牙周炎对下颌骨瘤发展的影响14,15和干细胞治疗骨再生16。
该协议也可以概括为研究局部炎症的模型。为了研究炎症过程,已经开发出几种小鼠模型,其中包括例如诱发结肠炎或关节炎17,18。这些模型具有系统效应,并且在同一动物中没有内置控制。诱导性牙周炎的模型,包括无炎症的反向控制,具有克服这些限制的优势14,19。
因此,下面描述的协议对于对局部炎症过程感兴趣的研究人员很有用。这种炎症的控制性质,其限制在一个特定的位置,和反向控制牙齿,都使得这个协议有价值的研究在这个过程中所涉及的机制。此外,该协议对对围周炎症的临床方面感兴趣的研究人员是有用的。小鼠模型是研究疾病的不同变量的理想选择,此外,在小鼠模型中能够轻松执行基因操作,以研究特定基因在围周炎症中的活性。
从技术上讲,由于小鼠牙齿尺寸小,临床程序难以进行。将此过程可视化,以便了解定位、所需设备和性能,将是有益的。
Protocol
Representative Results
Discussion
本文介绍了一种在小鼠中诱导牙周炎的方法。该方法的目的是利用牙周炎条件来研究这种炎症过程的机制和后果。在6-8周大的小鼠中诱导牙周炎,这个年龄的根完全发育24岁。为了引起本模型中的牙周炎,使用牙毛刺暴露小鼠颌面的牙髓。来自小鼠的口腔菌群的细菌(在SPF条件下)侵入牙齿的果肉和根管,导致牙髓坏死,并将LPS分泌到皮质组织,从而引发牙周炎。
<p class="jove_c…Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我们要感谢奥德·海曼博士在动物定位方面的帮助,拉斐尔·利伯在微CT分析方面的帮助,以及安蒂拉·德·罗西·达尔德根教授关于预加工实验的建议。我们还要感谢西德尼·科恩博士的批判性阅读和编辑。
这项工作得到了Izador I. Cabakoff研究捐赠基金向MK和IA提供的赠款,以及以色列科学和技术部向EG提供的伊扎克·纳文研究金的支持。
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 |
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