Amputation et régénération des chiffres de souris adultes : un modèle simple pour étudier la formation d'blastema de mammifères et l'ossification intramembrane

Les mammifères, y compris les humains et les souris, ont la capacité de régénérer les pointes de leurs chiffres après l’amputation distale de la phalange terminale (P3)^1,2^,3. Chez la souris, la réponse de régénération est dépendante de l’amputation; les amputations de chiffre de plus en plus proximales affichent une réponse régénérative progressivement atténuée jusqu’à l’échec régénératif complet aux amputations transectant et proximal à la matrice d’ongle de P3^{4,5,6 , 7 Annonces , 8}. La régénération de P3 est médiée par la formation d’un blastma, défini comme une population de cellules proliférantes qui subissent la morphogénèse pour régénérer les structures amputées⁹. La formation d’un blastma pour régénérer les structures perdues par amputation, un processus appelé régénération épimorphe, distingue la réponse de régénération P3 multi-tissu-niveau de la réparation traditionnelle de tissu après blessure^{6, 10}. La régénération de P3 est un modèle reproductible et procéduralement simple pour étudier les processus régénératifs complexes comprenant la guérison de blessure^11,12, histolyse d’os^11,12, revascularisation¹³, régénération nerveuse périphérique¹⁴, et conversion blastmalà l’os par ossification intramembrane1 .

Des études antérieures utilisant l’immunohistochimie ont démontré que le blastema est hétérogène, avascular, hypoxique, et fortement proliférant^11,13,15,16. Après l’amputation distale de P3, le blastema tôt est au commencement associé au périosteum et à l’endosteum de P3 et est caractérisé par la prolifération robuste et l’ostéogenèse naissante adjacente à la surface d’os^15. Après la dégradation d’os et la fermeture de blessure, le blastma hétérogène est formé par la fusion des cellules periosteal et endosteal-associées, suivie par la différenciation des composants blastmal comprenant l’os par l’ossification ^{intramembrane 15}.

La réparation osseuse en réponse à des blessures se produit généralement par ossification endochondrale, c’est-à-dire par l’intermédiaire d’un callus cartilagineux initial qui forme un modèle pour la formation osseuse ultérieure^17,18. L’ossification intramembrane à long os, c.-à-d., formation d’os sans intermédiaire cartilagineux, est généralement induite utilisant des dispositifs complexes de distraction ou la fixation chirurgicale^19,20. La réponse de régénération de chiffre est un modèle préclinique qui offre des avantages au-dessus des modèles conventionnels d’ossification intramembrane : 1) il n’exige pas la blessure externe ou interne de poteau de fixation pour stimuler l’ossification intramembrane, 2) il est réalisée à l’aide de 4 chiffres de chaque animal, maximisant ainsi les échantillons tout en minimisant l’utilisation des animaux, et 3) l’analyse de la tomographie microcomputée in vivo séquentielle peut être effectuée avec facilité et rapidité.

Dans la présente étude, nous montrons le plan standardisé d’amputation de P3 pour réaliser une réponse reproductible et robuste de régénération. En outre, nous démontrons un protocole optimisé d’immunohistochemistry de fluorescence utilisant des sections de paraffine pour visualiser la formation de blastma, la revascularisation dans le contexte de la régénération, et la conversion blastmal à l’os par l’intermédiaire intramembranous Ossification. Nous démontrons également l’utilisation de l’invivo séquentiel pour identifier des changements dans la morphologie, le volume, et la longueur d’os dans le même chiffre au cours de la régénération. L’objectif de ce protocole est d’étudier la formation de blastma mammifère après l’amputation et de démontrer 2 techniques, l’immunohistochemistry de fluorescence et le TCT in vivo séquentiel, pour l’étude de la régénération osseuse intramembrane.