Bu makale, birden fazla maksiller molar içeren bir ligatür kaynaklı murine periodontitis modeli nin oluşturulması için bir protokol sunmaktadır, sonraki analizler için ilgili dişeti dokusu ve kemik daha geniş alanlarda sonuçlanan yanı sıra azaltılmış hayvan kullanımı. Oral nötrofilleri insan deneklere benzer bir şekilde değerlendirme tekniği de tanımlanmıştır.
Murine modellerini kullanarak periodontal hastalığın patofizyolojisini incelemenin başlıca avantajları hayvanların düşük maliyeti, genetiği değiştirilmiş suşlar dizisi, hasat edilen yumuşak ve sert dokularda yapilebilen çok sayıda analizdir. Ancak, bu sistemlerin çoğu usule yönelik eleştirilere tabidir. Alternatif olarak, periodontal hastalığın ligatür kaynaklı modeli, lokalize gelişim ve bir disbiyotik oral mikrobiyom tutma tarafından tahrik, istihdam edilebilir, hangi hızla indüklenen ve nispeten güvenilir. Ne yazık ki ligatürkaynaklı murine periodontitis protokolünün varyantları periodontiumun odak bölgelerine izole edilmiştir ve kurulu ligaturun erken avulsiyonuna tabidir. Bu, sonraki analizler için kullanılabilir doku miktarını en aza indirir ve çalışma için gerekli hayvan sayısını artırır. Bu protokol, yukarıda bahsedilenleri azaltan alternatif bir yaklaşımla farelerde oral nötrofillerin kurtarılması için daha iyi tutma ve yeni bir durulama tekniği nin kullanımı ile uzun molar ligatürler yerleştirmek için gerekli kesin manipülasyonları açıklar teknik zorluklar.
Periodontal hastalık (PH) önemli konak morbidite ve ekonomik yük ile ilişkili bir osteolitik durumdur, hangi dişeti iltihabı ve etkilenen dentition için hem yumuşak doku eki ve osseous destek kaybı ile kendini gösterir1,2,3,4. Bu süreç, oral mikrobiyota ve konak doğuştan gelen bağışıklık sistemi arasındaki etkileşimler tarafından yönetilir. Ayrıca diyabet, kardiyovasküler hastalık ve kanser5,6,7,8dahil olmak üzere diğer sistemik inflamatuar hastalıkların alevlenme ile ilişkilidir. Tarihsel olarak, BU PD patogenezpors gibibelirli bakterilerin büyük miktarlarda bağımlı olduğu varsayımında 9. Ancak, son kanıtlar PH mikrobiyal bileşeni diş biyofilm aracılık olduğunu göstermektedir. Biyofilm sağlıklı simbiyotik ve yıkıcı disbiyotik devletlerde var olabilir çok sayıda mikroorganizmaların organize, karmaşık bir topluluktur10,11. Oral biyofilm normalde patojenik bakterilerin foci kurulmasını engelleyerek ev sahibine direnç sağlar ve konak bağışıklık yanıtı 12 düzenlenmesi ile ideal dişeti doku yapısı ve fonksiyonu teşvik12,13. Oral kavite içinde kommensal organizmalar ve konak bağışıklık sistemi arasındaki dengesel ilişkinin perturbations doku homeostaz değişikliklere yol açabilir, dysbacteriosis ve PD damgasını klinik ve radyografik görünümlerin gelişimi ile sonuçlanan5,10,12,13,14.
İlginçtir, oral disbacteriosis kurulması, PD başlatılması için gerekli iken, tüm bireylerde PH sürücü için yeterli değildir, simbiyotik ve disbiyotik durumlar arasında mikrobiyota geçiş bozmak için konak bağışıklık yanıtı yeteneğine doğru kaçan15. Bu pd doğuştan gelen bağışıklık sisteminin önde gelen karakterlerinden biri, yani polimorfonükleer granülosit (PMN) veya nötrofil, yerel ve sistemik bakış açılarından16,17etkiler anlamına belirli bir spot yerleştirir .
İnsanlarda, PMN’ler sağlıklı periodontal bağ dokularında ~2 x 106 hücre/h oranında dolaşımdan alınırlar, burada hakim lökosit popülasyonudur. Burada, daha sonra dişeti kreviküler sıvı bir bileşeni olarak ağız boşluğuna dişeti sulkus atılır. PH varlığında, nötrofili dolaşım ve ağız boşluğu içinde tezahür, Bu efektör hücreleri periodontium yukarıda belirtilen imha yol açan bir hiperinflamatuar fenotip sahipnerede 17,18,19,20,21,22. Bu nedenle, PD ve diğer sistemik inflamatuar durumlarda PMN’lerin rolünü anlamak son derece önemlidir.
Kronik hastalıkların PH’ye karşılıklı olarak bağlı olduğu yaygın olarak kabul edilse de, altta yatan mekanizmalar henüz açıklığa kavuşturulamamıştır ve bu morbid ve potansiyel olarak ölümcül sistemik durumların yönetiminde zorluklara katkıda bulunmaktadır. Birden fazla deneysel hayvan modelleri, her biri benzersiz avantajları ve dezavantajları ile, PD23,24patofizyolojisi çalışmak için kullanılmıştır. Özellikle murine modellerine odaklanan pd çalışmasının kolaylaştırıldığı çeşitli protokoller vardır; ancak, çeşitli teknik ve fizyolojik eksiklikleri sahip25,26,27,28,29,30,31.
İlk olarak, oral gavage fare modeli dişeti iltihabı ve kemik kaybı oluşturmak için insan periodontal patojenlerin çok sayıda oral aşılama gerektirir. Ayrıca, genellikle antibiyotik tedavisi bir süre önce murine commensal oral flora yıkmak için25. Bu model genellikle güvenli bir şekilde oral gavaj gerçekleştirmek için özel eğitim gerektirir, daha karmaşık insan oral mikrobiyom periodontal patojenlerin sadece küçük bir kısmını kullanır, ve alveoler kemik kaybı kurmak için birkaç ay gerektirir.
Buna karşılık, kimyasal olarak indüklenen mürin modelleri trinitrobenzen sülfonik asit oral teslim kullanmak (TNBS) veya dekstran sülfat sodyum (DSS), ajanlar genellikle periodontal kemik kaybı neden birkaç aylık bir süre içinde kolit murine modelleri kurulmasında kullanılan26. Dorsumun mürin ifilsorve dokularının yanı sıra kalvaryum içeren intraoral ve ekstraoral apse bazlı modeller mevcuttur. Eski apse modelinde, bakteri çeşitli enjeksiyonlar uygulanır, birden fazla dişeti apse ve alveoler kemik kaybı eksikliği oluşturarak, PH çalışmada kullanımını sınırlayan. İkinci apse modelleri önemli ölçüde daha bakteriyel virülans çalışmaya apt, inflamasyon, ve ağız boşluğu dışında sitelerde kemik rezorpsiyonu, periodontium ve oral mikrobiyom değerlendirme ortadan kaldırır27,28,29,30,31.
Periodontitin ligatür kaynaklı modeli kullanılarak, örgülü ipek dikiş genellikle ikinci azı dişleri etrafında çevresel olarak yüklenmiştir. Alternatif olarak, dikiş malzemesinin tek bir doğrusal segmenti birinci ve ikinci azı dişleri arasına eklenebilir32,33. Ligatür yerleşiminin amacı bakteri birikimini kolaylaştırmak ve dişeti sülfür içinde disbiyoz oluşturmak, periodontal doku iltihabı ve periodontium oluşturan dokuların imha ile sonuçlanan. En önemlisi, Bu model daha yaygın olarak kullanılan oral gavage modeli34ile karşılaştırıldığında önemli ölçüde daha alveoler kemik kaybı üretme yeteneğine sahiptir. Oral gavaj modelinin kullanımını daha da zorlaştıran şey, farelerin çeşitli suşlarının (c57BL/6) alveoler kemik kaybına karşı doğal direncidir. Bu aynı zamanda sorunludur, çünkü bu tür en sık kullanılan rürin bazlı hayvanaraştırmalarında 35′tir.
Marchesan ve ark. ve Abe ve Hajishengallis tarafından açıklanan mevcut prosedürler ligature33,36yerleştirerek teknik hareket basitleştirmek için icat edilebildi. Ne yazık ki, eski protokol özel 3D baskılı ekipman gerektirir ve erken ligatür kaybı potansiyeline sahip, bu nedenle artan hayvan kullanımı ve ameliyathanede harcanan ek zaman ile ilgili maliyetler. Ayrıca, her iki protokol de bir çalışma için mevcut hastalıklı periodontium sadece küçük bölgeler oluşturur.
Bu teknikle yatan avantajlar, periodontium’u yöneten oral disbiyoz ve immünolojinin eşzamanlı çalışmasında, farklı genetik geçmişe sahip düşük maliyetli hayvanların kullanımı ve basit barınma ve hayvancılık uygulamalarında temellenmiştir. Bu nedenle, hedefler hastalıklı doku hacimlerini en üst düzeye çıkarmak ve hayvan araştırmalarında azaltma ilkelerini uygulama girişimlerinde, hayvan tüketimini mümkün olduğunca düşük bir seviyeye düşürmek olmalıdır. Bu, tüm hayvanların deneysel analizlere dahil edilme lerini sağlamayı gerektirir37. Ancak, periodontal hastalığın hangi hayvan modeli kullanılırsa kullanılsın, insan PH patofizyolojisinin her unsurunu kapsayan tek bir model olmadığı unutulmamalıdır.
Bu yeni protokol, çoğu laboratuvarda bulunan enstrümantasyon ve malzemeler kullanılarak birden fazla maksiller azı dişinin etrafına bir bağ yerleştirilmelerini sağlar. Kolayca ve güvenle erken avulse olası olmayan bir ligatür yüklemek için yeterli miktarda zaman sağlar. Son olarak, PMN’ler PD’deki periodontium’un yok oluşunun koordinasyonu yla, oral nötrofilleri insanlara benzer bir şekilde kurtarmak için yeni bir metodoloji de sunulmuştur.
Periodontitin murin ligatür kaynaklı modelinin kullanımı ile ilişkili en kritik unsur, kurban veya kasıtlı olarak çıkarılma zamanına kadar bağın tutulması etrafında ortalanır. Yüklü biyofilm-retentive ligatür az 6 gün içinde alveoler kemik yüksekliği önemli bir kayıp indükleyen yeteneğine sahiptir, 11-16 günlük dönem arasında platolama39. Kemik kaybının en üst düzey döneminden önce hayvan denekleri kurban etme kararı, bunu ligatür kaynaklı periodontitin çok…
The authors have nothing to disclose.
J. W. C. Kanada Sağlık Araştırmaları Enstitüleri (CIHR) tarafından desteklenir. Yazarlar trypan mavi boyama performans onu yardım için Dr Chunxiang Sun teşekkür etmek istiyorum.
Anti-mouse F4/80 Antibody | BioLegend | 123131 | BV421, Clone BM8 |
Anti-mouse Ly6G Antibody | BD | 560602 | PerCP-Cy5.5, Clone 1A8 |
C57BL/6 Male Mice | Charles River | 8 to 12 weeks old | |
Conical Centrifuge Tube | FroggaBio | TB15-500 | 15 mL |
Conical Centrifuge Tube | FroggaBio | TB50-500 | 50 mL |
FACS Buffer | Multiple | 1% BSA (BioShop), 2mM EDTA (Merck), 1x HBSS-/- (Gibco) | |
FACSDiva | BD | v8.0.1 | |
Fibre-Lite | Dolan-Jenner | Model 180 | |
FlowJo | Tree Star | v10.0.8r1 | |
Heat Therapy Pump | Hallowell | HTP-1500 | |
Hot Glass Bead Sterilizer | Electron Microscopy Sciences | 66118-10 | Germinator 500 |
Iris Scissors | Almedic | 7602-A8-684 | Straight |
Ketamine | Vetoquinol | 100mg/mL | |
LSRFortessa | BD | X-20 | |
Mouse Serum | Sigma | M5905-5ML | |
Nylon Mesh Filter | Fisher Scientific | 22-363-547 | 40 µm |
Paraformaldehyde | Fisher Scientific | 28908 | 16% (w/v), Methanol Free |
Phosphate-buffered Saline | Sigma | D1408-500ML | Without CaCl2 and MgCl2, 10x |
Plastic Disposable Syringes | BD | 309659 | 1 mL |
Rat Serum | Sigma | R9759-5ML | |
Silk Suture | Covidien | SS652 | C13 USP 5-0 |
Splinter Forceps | Almedic | 7726-A10-700 | #1 |
Splinter Forceps | Almedic | 7727-A10-704 | #5 |
Stereo Dissecting Microscope | Carl Zeiss | 28865 | Photo-Zusatz |
Sterile Hypodemic Needle | BD | 305111 | 26G X 1/2" |
Syringe | BD | 309659 | 1 mL |
Xylazine | Rompun | 20mg/mL |