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에 나 멜 형성과 가능한 변경 이해 ameloblast 활동의 연구가 필요 합니다. 여기, 마이크로 해 부 분 비 및 성숙 단계 ameloblasts 추가 양적 및 질적 실험 절차에 대 한 사용할 수 있는 포함 하는 나 멜 장기 하는 안정적이 고 일관 된 방법을 설명 합니다.
환경 상태와 생활의 방법에서 발생 하는 나 멜 결함은 그들의 높은 보급 때문에 공중 보건 우려. 이러한 결함 세포 라는 ameloblasts, 사기 질 기관에에 나 멜 합성에 대 한 책임의 변경 된 활동에서 발생할. Amelogenesis, 동안 ameloblasts 확산, 차별화, 그리고 죽음의 이벤트의 구체적이 고 정확한 시퀀스를 따릅니다. 지속적으로 성장 하는 앞 니 쥐 생리 및 병 적인 조건에 ameloblast 활동 및 분화 단계를 공부 하 적당 한 실험 모델입니다. 여기, 마이크로 해 부 이용과 환경에 노출 된 쥐의 사기 질 기관에 안정적이 고 일관 된 방법을 설명 합니다. 마이크로 해 부 치과 epithelia 포함 분 비 및 성숙 단계 ameloblasts 질적 실험 immunohistochemistry 분석 등 현장에서 교 잡, 뿐만 아니라와 같은 정량 분석에 대 한 사용할 수 있는 실시간 정량 Pcr, RNA-seq, 그리고 서 부 럽.
많은 발달에 나 멜 결함 환경 유독 또는 부적 절 한 생활 스타일1,2,,34에서 발생할 수 있습니다. 이벤트 및 현재 설명한 절차를 사용 하 여 amelogenesis의 분자의 여러 유독 노출의 조기 표식으로 결과 나 멜 결함의 사용을 촉진 것입니다 그리고 건강의 역사를 다시 구성 하는 데 도움이 될 수 있습니다. 때에 나 멜은 synthetized1,2주 기간 동안 각 환자. 에 나 멜 합성 ameloblast 활동5에 따라 네 가지 주요 단계로 나눌 수 있습니다. 첫 번째 단계 regroups 전조 세포 및 pre-ameloblast 확산. 두 번째 단계 동안 차별화 된 ameloblasts에 나 멜 매트릭스 단백질 (EMPs), 주로 amelogenin, enamelin 및 ameloblastin, 마지막에 나 멜의 두께 결정 하는 분 비. 따라서, EMP 합성의 중단에 나 멜의 정량적 결함 이끌어 낸다. 전체에 나 멜 두께의 증 착 후 성숙 단계는 시작 됩니다. 이 단계 동안, 인회석 crystallite 성장 폭과 두께에 최대 96% 무게에 의해 생물 학적 조직에 높은 강화 비율을 도달 하는 나 멜을 수 있습니다. 질적 성숙 단계 이어질 동안 발생 하는 방해 이벤트 결함 사기 질. 마지막으로, ameloblasts 설치류, 염색 라고도 후 성숙의 단계를 입력 하 고 돌이킬 수 없는, 돌이킬 수 없는 (있을 경우)에 나 멜 결함을 만드는 치아 분화 동안 apoptosis를 받 다, 따라서 결함의 잠재적인 회고전 기록 제공 ameloblast 고 강조입니다. 설치류, amelogenesis 그들 amelogenesis의 일반적인 과정을 공부 하기 적합 한 모델을 만드는 그들의 앞 니는 지속적으로 성장 하 고, 까다로움과 이벤트의 유사한 순서를 따른다. 따라서, amelogenesis의 중단에 나 멜 품질 및 수량, 방해 이벤트의 기간에 따라 변경 발생합니다. 그런 의미에서 다이옥신, 납, 그리고 내 분 비 방해 화학 물질 (EDCs) 비스 페 놀 A (BPA), genistein, vinclozolin, 등에 노출에 나 멜 hypomineralizations,12,3 생성 하기 위해 표시 되었습니다. ,6,,78. 비대칭 흰색 불투명 반점이 쥐 태아 기간 출생1후 첫 달 동안 낮은 복용량 BPA 복용량에 노출의 앞 니에 확인 되었다. 이 나 멜 결함 쥐, 그리고 인간 어 금 니 니 hypomineralization (MIH)의 그에 유사한 임상, 구조, 및 생 화 확 적인 특성을 공유합니다. MIH는 최근 설명된 치과 나 멜 병 병 인 아직도 남아 있는 많은 인과 요인에도 불구 하 고 불분명9,10 에9,10,11 가상 데 ,12.
환경 요인으로 인해 또 다른 중요 한에 나 멜 hypomineralization 병리학은 치과 fluorosis (DF), 과도 한 불 소 흡수의 결과 이다 (> 0.1 m g/k g/일)13,14. 불 소의 주요 소스는 식 수를 보충 하거나 자연스럽 게 불 소 강화입니다. 불 소는 또한 종종 치과 카 리에 스를 방지 하기 위해 처방 이지만 예방 복용량만 50% 보다 낮은 독성 하나 (0.05 mg/kg/day). MIH와 DF, 환경 요인에 노출에서 결과로 두 자주 pathologies EDCs2 등 다른 유독 함께 하는 불 소의 hypomineralizing 효과의 potentiation 인해 특성화 하는 데 필요한 공통 기능을 제공할 수 있습니다. 또는 amoxicillin15.
쥐 사기 질 기관의 ameloblasts 다른 분화 단계에서 포함 된 마이크로 해 부는 ameloblast 활동을 방해 하 고에 나 멜 치아 분화 후 진단 결함을 일으킬 수 있는 분자의 행동의 메커니즘을 이해 하는 데 도움이 됩니다. 즉,에 나 멜 진 식과에 나 멜 매트릭스 구성 환경 유독 때문의 변화 특성에 유독, 노출의 역사의 재구성 있으며 공개에 대 한 환경 안전 모니터링을 용이 하 게 건강입니다.
현재 연구에 사용 된 모든 동물 관리 및 농업 (A-75-06-12)의 프랑스 내각에서 실험 동물의 사용에 대 한 지침에 따라 유지 되었다.
1. 동물 유독 노출
2. Hemi-Mandibles 성인 쥐에서의 해 부
3. 니17,18 의 격리
4. 마이크로-의 해 부 눈 렌즈 아래에 나 멜 기관
5. 추가 조사에 대 한 분리 된 사기 질 기관 직물의 수집
많은 치과 fluorosis12,13, 과도 한 불 소 흡수 때문 환경 조건에서 발생할 수 있습니다 또는 사기 질 hypomineralization와 유사한 MIH 일부 EDCs1, 에 노출 때문에 결함에 나 멜 7,22. 이러한 발달에 나 멜 결함 쥐 (그림 1)1,2,7,,2324에 실험적으로 복제 될 수 있습니다. 쥐 hemi mandible 단일 니는 diastema 라는 갭에 의해 3 개의 금에서 분리를 포함 합니다. 지속적으로 성장 하 고 있는 니 두 광물 화 된 조직, 제작한 odontoblasts, 상 아질 및 ameloblasts 다른 상피 세포 (그림 2)와 나 멜 기관에 의해 생산에 나 멜을 포함 한다. 쥐 나 니 공부는 amelogenesis, 어 금 니, 반대로 동물의 생활 내내 모든 ameloblast 확산/감 별 법 단계를 포함 하는 적당 한 모델을 것 같다.
마이크로 해 부에 나 멜 기관 쥐 니에서 약간의 탈수 후 나타나는 백색 반점의 도움으로 ameloblast 분화 단계에 따라 분리 될 수 있다 그리고이 사이 분 비-전환 단계의 지시자로 사용할 수 있습니다 및 완성 단계19,,2125. 조직 Trichrome Masson에 의해 검사 될 수 있다 마이크로 해 부 멜의 품질 (그림 3A) 얼룩의. 현미경 관찰 일반에 나 멜 상피 세포와 ameloblast 방어벽을 보여주었다. 엽 오염 없는 콜라겐 그린 얼룩 (그림 3A)와 식 (그림 3B)의 부재에 의해 인증 되었습니다. 이 마이크로 해 부 조직 IHC (그림 3C) 등 분에, qualitative analyses 및 실시간 정량 (그림 3B), RNA-seq, 서 부 럽 등 정량 분석에 대 한 사용할 수 있습니다. 예를 들어 안 드로 겐 수용 체는 특별히이 단백질에 대하여 지시 하는 특정 항 체를 사용 하 여 성숙 단계 ameloblasts에 지역화 ( 재료의 표참조) (그림 3C)8. 주요 ameloblast 차별화 단계 마이크로 해 부에 나 멜 기관에 식별할 수 있는 특정 유전자 표현 패턴26 특징입니다. 예를 들어 분 비 단계 ameloblasts 익스프레스 enamelin2 와 성숙 단계 ameloblasts 익스프레스 Kallikrein 4 (KLK4) (그림 3B). 그들은 철에 나 멜27의 주황색 색깔에 책임 있는의 높은 금액을 저장 하는 기능을 부여 하는 ferritin의 높은 수준을 포함.
Amelogenesis의 불 소 방해 RNA 추출에 대 한 세포 lysates의 관측에 의해 쉽게 지켜질 수 있다: 제어 성숙 단계 lysates 했다 오렌지, 불 소 치료 그들 이었다 빛 반면 노란색 무색 (그림 4A). 마이크로 해 부 성숙 단계에 나 멜 기관 보여주었다 KLK4 다운 레 귤 레이 션 또한 대규모 transcriptomic 분석에 의해 입증 되었다 불 소 치료 (그림 4B) 시에서 추출한 RNA 수준의 분석 보고 최근2. 특정 단백질 중 하나에 의해 분 비 또는 성숙-단계 사용 하 여 마이크로 해 부에 나 멜 기관28ameloblasts를 지역화할 수 표현. 예를 들어 안 드로 겐 수용 체는 마이크로 해 부에 나 멜 기관8,28를 사용 하 여 지역화 특히 했다.
그림 1: 조합에서 또는 bisphenol A (BPA)와 함께 불 소 (NaF)에 노출 된 쥐에서 관찰 하는 결함을 사기 질. (A) Wistar 쥐 쥐에 적용 된 서로 다른 환경 조건에 의존 하는 그룹을 현재 연구에 대 한 구성의 4 개의 실험적인 그룹의 도식 적인 표현입니다. 21 (P21) 이유 일까 임신 하루 1 (fecondation)에서 5 µ g/k g BPA 옥수수 기름 0.5 mL에 구두로 관리 되었다 gavage에 의해 매일 임신과 lactating 여성, 혼자 옥수수 오일 컨트롤 그룹을 관리 하는 반면. 이유, 후 각 댐 확인 되었고 해당 두 그룹 중 하나에 무작위로 배포. 남자 쥐가이 연구를 위해 선정 되었고 5 µ g/k g/일 BPA 혼자, 5mm, NaF에 노출 또는 출생 (P65) 후 65 일까지 동일한 복용량에 둘 다. 제어 그룹 용 매 혼자 주어졌다. (B) 출생 후 하루 30 (P30), 만성 낮은 복용량 BPA에 노출 된 쥐 흰색 불투명 명소 전시 하 고 더 이상 분명 치과 형 성인 쥐 (P65)에 대 한 확인 되었습니다. 일반적인 치과 fluorosis (DF)의 교체 백색과 오렌지 밴드 NaF로 치료 하는 쥐에서 관찰 되었다. 중요 한 니 변색 특징 더 심한 표현 형 두 에이전트에 노출 된 쥐에서 확인 되었다. 균질 오렌지 incisal에 나 멜 대표 제어 쥐 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 2: 절차의 도식 대표. Ameloblasts에서 분 비-성숙-단계 마이크로 해 부에 나 멜 기관에서의 절연. 쥐 hemi mandible 3 어 금 니와 지속적으로 성장 하 고 있는 니 두 광물 화 된 조직, odontoblasts (노란색)에 의해 생산 하는 상 아질과 ameloblasts (오렌지)에 의해 생산에 나 멜 포함 되어 있습니다. 니 절연 약간 탈수 때 입술의 꼭대기 부분 근처 백색 반점 관찰 이다. 전환 단계 간의 분 비-그리고 완성-단계 커버 차별화의 ameloblast 단계를 식별 하기 위해 도움이 됩니다. 에 나 멜 장기 이며 신중 하 게 마이크로 해 부, ameloblast 분화 단계에 따라 3 개 부품에서 분리 (조직학) 분석 질적 또는 양적 실험 방법을 사용 (실시간 정량 Pcr에 의해 mRNA 및 단백질 분석 및 서쪽에 게 더 럽 히기, 각각)입니다.
그림 3: 품질 관리의 마이크로 해 부 분 비-및-의 완성 단계에 나 멜 기관. 쥐 사기 질 기관 자 궁 경부 루프, 분 비 단계 ameloblasts, 그리고 성숙 단계 ameloblasts 3 부분으로 구분 됩니다. (A) Trichrome Masson의 마이크로 해 부 부품의 얼룩이 보여 다른 상피 세포와 간 엽 세포의 부재. 눈금 막대, 100 µ m. (B) 분 비 및 성숙 단계에 나 멜 기관에서 추출 하는 RNAs의 실시간 정량 Pcr 실험에 의해 유전자 표정 분석. 콜라겐 1 중간 엽 세포에서 예상의 부재 뿐만 아니라 enamelin과 KLK4 식의 전형적인 패턴 관찰 되었다. 사용 얼룩 (C) 형광 항 체 특히 성숙 단계 ameloblasts에 의해서만 표현 안 드로 겐 수용 체에 대 한 감독 ( 재료의 표참조). 눈금 막대, 20 µ m. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
그림 4: 대표적인 결과 얻은 마이크로 해 부 쥐 사기 질 기관. (A) 세포에서 RNA 추출에 대 한 세포의 용 해 버퍼 resuspended 했다 ( 재료의 표참조), 포함 하는 안료 ameloblasts 성숙 단계 조직 제어 및 BPA 처리 조건에서 오렌지 등장. 분 비 단계 부분 조건에 상관 없이 노란색 이다. NaF 치료, 모든 lysates 빛은 무색에 노란색. (B) 다양 한 환경 조건에 제출 하는 쥐의 사기 질 기관에서 RNA 준비로 얻은 실시간 정량 데이터의 예입니다. NaF 다운-KLK4 성숙 단계에 및 규제 BPA 증가 분 비 단계에 enamelin 식. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
변경 된 ameloblast 활동 또는 방해 ameloblast 확산, 차별화, 그리고 성숙 프로세스 리드 돌이킬 수 없는 사기 질 결함을, 차례로,에 나 멜 결함의 특성은 변경의 이해 도움이 될 수 있습니다. amelogenesis 중 ameloblast 활동입니다. 따라서, 고립 된 사기 질 기관에 학문은 사기 질 결점 든 그들의 근원, 환경 또는 유전을 선도 병 적인 이벤트를 명료 하 게 하는 결정.
이 기술은 원래 Hiller 그 외 여러분 에 의해 설명 하 고 17 와 로빈슨 외. 18에 나 멜 기관 분화의 각 단계에 특정 효과 입증 하는 데 사용 됩니다. 다음 EMP 기사19,,2425에 대 한 적응 되었습니다. 우리가 현재이 절차에 사기 질 기관의 주요 부분을 분리 하 고 분석 RNAs 단백질 (아마도 내부 및 여분 cellular 단백질) 양적 및 질적 사용 하 여 다른 환경 조건에서 생물 학적 샘플을 수집 기술입니다.
마이크로 해 부의 정밀도 응용, 엽 오염 및 모든 조직 파괴 방지 보존된에 나 멜 오르간의 컬렉션 하 고 전에 상당한 훈련이 필요 합니다. 또한, 쥐 또는 작은 쥐와 함께 성공 하기 매우 어렵습니다. 실제로, 절차의 까다로운 부분 조직 형태학, 조직학, 및 일반적으로이 두 가지 방법에 대 한 앞 니에 수행 고전적인 기법 반대 IHC와 ISH, 방향 유지 것입니다.
에 나 멜 RNAs의 유지 보수 및 치료 후 컬렉션의 부족 덕분에 단백질 광된 전체 hemi mandible에 비해 마이크로 해 부에 나 멜 오르간을 사용 하 여의 주요 장점 중 하나입니다. 마이크로 해 부에 나 멜 기관 직접 선택 하거나 세포를 배양 하지 않고 분자 생물학과 생화학의 모든 기술을 사용할 수 있습니다. 이 절차의 이점은 특정 ameloblasts에 생체 내에서 생리 적 또는 병 적인 조건에 있는 그들의 수량을 반영 하는 RNA와 단백질 수준의 직접 측정 이다. 또한, 일부 유독 작동할 한 분화 단계에 특히, 불 소, 성숙 단계 ameloblasts에 그리고 분 비 단계 사람23,24에 역할을 하는 경우. 마이크로 해 부의에 나 멜 오르간의 다른 지역에는 일부 유독 또는 효과 전체에 나 멜 기관에 또는 고립 된 세포에 감지 수 있습니다 특정 유전자의 행동의 메커니즘의 연구 수 있습니다. 실제로, ameloblasts, 특히 그들, 수집 하기가 및 문화 체 외, 연구 주제에 보고의 부족에 의해 인증 되는 차별. 고립 될 수 있는 유일한 치과 상피 세포는 사전 ameloblasts 및 자 궁 경부 루프20줄기 세포. 또한, 주로 쥐 모자-729, 마우스 LS830, ALC31, 그리고 인간의 오전-132, 종종 ameloblasts vivo에서 의 차별화 특성을 잃게 보고 ameloblastic 셀 라인: 그들은 익스프레스 성숙 단계 ameloblasts8, 등 유사 하 게 분 비 단계 ameloblasts, 그리고 또한 KLK4 또는 SLC26A4/pendrin, ameloblastin 등의 세포 외 기질 단백질 (EMPs) 하지만 않은 다소 표현 amelogenin을 형성할 수 있는 에 나 멜 생산 하는 매트릭스입니다. 치과 상피 줄기 세포 및 배아 ameloblasts 격리 ameloblast 차별화의 첫 번째 단계를 공부 하는 옵션을 구성 수 있습니다 하지만 터미널 사기 질 강화 작용 과정에 연구 수 없습니다 수 다르게 보다 함께 실시 vivo에서 모델입니다. Amelogenesis의이 마지막 부분에 나 멜 질에 대 한 결정 이다. 노치, Bmp, Msx, Fgf, 치아 개발에 관련 된 핵심 요소 반면 쉬, Wnt는 잘 설명된33,34에 나 멜 질에 밀접 하 게 관련 된 그는 여전히 저조한 이해. 에 나 멜 질에 주요 요인의 특성은 치과 감퇴를 해독 하 고 치과 감퇴에 대 한 혁신적인 치료 또는 예방 치료 하는 데 필요한는 세계에서 오래 된 성인 20 ~ 64 년의 92%는 중요 한 공중 위생 문제를 구성 또는 하나 이상의 카 리에 스35,,3637했다.
설치류 환경 유독 amelogenesis 하 고에 나 멜 질을 바꿀 수에 노출 환경 요인에 대 한 연구에 대 한 좋은 모델을 구성 수 있습니다. 비슷한 절차의 amelogenesis에 직접 또는 간접적으로 관여 유전자 기능 연구에도 사용할 수 있었습니다. 마이크로 해 부에 나 멜 기관 유독와 그들의 타겟 유전자 vivo에서 피 어떤 실험적인 바이어스의 행동의 메커니즘을 특성화 하기 위해 적합 한 소재입니다. 발달에 나 멜 결함 특성화 될 것입니다 때 이러한 접근 방식은 새로운 오염 물질의 잠재적인 병 적인 영향의 예측 모델로 사용 될 수 있습니다.
저자는 공개 관심의 없습니다 충돌 있다.
이 작품 Odontological 연구 (IFRO) 대학 파리 디드로, 프랑스 국립 건강 연구소 및 의료 연구 (INSERM), 그리고 프랑스 연구소에 의해 투자 되었다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Bisphenol A | Sigma Aldrich, Saint Louis MO | 239658 | |
formalin 10% | Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO | HT5012 | |
Tri-Reagent | Euromedex, France | TR118 | |
RLT buffer | Qiagen, Les Ulis, France | 74126 | RNeasy Protect Mini Kit |
Androgen receptor antibody | Santa Cruz Biotechnology, Santa Cruz, CA) | sc-816 | rabbit polyclonal antibody |
PBS 10x | EUOMEDEX | ET330.A | |
Sodium fluoride (NaF) | Sigma-Aldrich, Saint Louis, MO | S-1504 | |
paraplast regular | Leica microsystems, Nanterre cedex, France | 39601006 | called was/parafin in the text |
tissue OCT | VWR, Fontenay-sous-Bois, France | 411243 | |
Extra Fine Bonn Scissors - Straight/8.5 cm | PHYMEP , Paris, France | 14084-08 | |
Handle for Scalpel Blades - 12.5 cm | PHYMEP, Paris, France | 10035-12 | |
Curved Scalpel Blade | PHYMEP , Paris, France | 10035-20 | |
Dissecting Knife - Fine/Straight Tip | PHYMEP , Paris, France | 10055-12 | |
Circle Knife | PHYMEP, Paris, France | 10059-15 | |
scalpel blades n°11 Swann-Morton | VWR, Fontenay-sous-Bois, France | 233-0024 | |
binocular lens | Leica biosystems, Nanterre cedex, France | MZFLIII |
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