Enamel is the hardest tissue in mammalian organisms and is the layer covering the tooth. It consists of hydroxyapatite (HAP) crystallites, which mineralize on a protein scaffold known as the enamel matrix. Enamel matrix assembly is a very complex process mediated by enamel matrix proteins (EMPs). Altered HAP deposition or disintegration of the protein scaffold can cause enamel defects. Various methods have been established for enamel phenotyping, including MicroCT scanning with various resolutions from 9 µm for in vivo imaging to 1.5 µm for ex vivo imaging. With increasing resolution, we can see not only the enamel layer itself but also a detailed map of mineralization. To study enamel microstructure, we combine the MicroCT analysis with scanning electron microscopy (SEM), which enables us to perform element analyses such as calcium-carbon ratio. However, the methods mentioned above only show the result-already formed enamel. Stimulated emission depletion (STED) microscopy provides extra information about protein structure in the form of EMP localization and position before enamel mineralization. A combination of all these methods allows analyzing the same sample on multiple levels-starting with the live animal being scanned harmlessly and quickly, followed by sacrifice and high-resolution MicroCT scans requiring no special sample preparation. The biggest advantage is that samples remain in perfect condition for SEM or STED microscopic analysis. © 2022 Wiley Periodicals LLC. Basic Protocol 1: In vivo MicroCT scanning of mouse Basic Protocol 2: Ex vivo HR-MicroCT of the teeth Basic Protocol 3: SEM for teeth microstructure Basic Protocol 4: Stimulated emission depletion (STED) microscopy.
- Klíčová slova
- Enamel, MicroCT, SEM, mouse models, teeth phenotyping,
- MeSH
- hydroxyapatit MeSH
- kalcifikace zubů * MeSH
- mikroskopie elektronová rastrovací MeSH
- myši MeSH
- rentgenová mikrotomografie MeSH
- zuby * MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Názvy látek
- hydroxyapatit MeSH
Chameleon teeth develop as individual structures at a distance from the developing jaw bone during the pre-hatching period and also partially during the post-hatching period. However, in the adult, all teeth are fused together and tightly attached to the jaw bone by mineralized attachment tissue to form one functional unit. Tooth to bone as well as tooth to tooth attachments are so firm that if injury to the oral cavity occurs, several neighbouring teeth and pieces of jaw can be broken off. We analysed age-related changes in chameleon acrodont dentition, where ankylosis represents a physiological condition, whereas in mammals, ankylosis only occurs in a pathological context. The changes in hard-tissue morphology and mineral composition leading to this fusion were analysed. For this purpose, the lower jaws of chameleons were investigated using X-ray micro-computed tomography, laser-induced breakdown spectroscopy and microprobe analysis. For a long time, the dental pulp cavity remained connected with neighbouring teeth and also to the underlying bone marrow cavity. Then, a progressive filling of the dental pulp cavity by a mineralized matrix occurred, and a complex network of non-mineralized channels remained. The size of these unmineralized channels progressively decreased until they completely disappeared, and the dental pulp cavity was filled by a mineralized matrix over time. Moreover, the distribution of calcium, phosphorus and magnesium showed distinct patterns in the different regions of the tooth-bone interface, with a significant progression of mineralization in dentin as well as in the supporting bone. In conclusion, tooth-bone fusion in chameleons results from an enhanced production of mineralized tissue during post-hatching development. Uncovering the developmental processes underlying these outcomes and performing comparative studies is necessary to better understand physiological ankylosis; for that purpose, the chameleon can serve as a useful model species.
- Klíčová slova
- acrodont dentition, laser-induced breakdown spectroscopy, micro-computed tomography, reptiles,
- MeSH
- čelisti anatomie a histologie MeSH
- dentice * MeSH
- ještěři MeSH
- kalcifikace zubů fyziologie MeSH
- rentgenová mikrotomografie MeSH
- stárnutí MeSH
- zuby anatomie a histologie fyziologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
The mouse third molar (M3) develops postnatally and is thus a unique model for studying the integration of a non-mineralized tooth with mineralized bone. This study assessed the morphogenesis of the mouse M3, related to the alveolar bone, comparing M3 development with that of the first molar (M1), the most common model in odontogenesis. The mandibular M3 was evaluated from initiation to eruption by morphology and by assessing patterns of proliferation, apoptosis, osteoclast distribution, and gene expression. Three-dimensional reconstruction and explant cultures were also used. Initiation of M3 occurred perinatally, as an extension of the second molar (M2) which grew into a region of soft mesenchymal tissue above the M2, still far away from the alveolar bone. The bone-free M3 bud gradually became encapsulated by bone at the cap stage at postnatal day 3. Osteoclasts were first visible at postnatal day 4 when the M3 came into close contact with the bone. The number of osteoclasts increased from postnatal day 8 to postnatal day 12 to form a space for the growing tooth. The M3 had erupted by postnatal day 26. The M3, although smaller than the M1, passed through the same developmental stages over a similar time span but showed differences in initiation and in the timing of bone encapsulation.
- MeSH
- apoptóza fyziologie MeSH
- biologické markery analýza MeSH
- fibroblastový růstový faktor 4 analýza MeSH
- hybridizace in situ MeSH
- izoenzymy analýza MeSH
- kalcifikace zubů fyziologie MeSH
- kyselá fosfatasa rezistentní k tartarátu MeSH
- kyselá fosfatasa analýza MeSH
- mandibula anatomie a histologie růst a vývoj MeSH
- molár třetí anatomie a histologie růst a vývoj MeSH
- moláry anatomie a histologie růst a vývoj MeSH
- morfogeneze fyziologie MeSH
- myši MeSH
- odontogeneze fyziologie MeSH
- orgán skloviny anatomie a histologie růst a vývoj MeSH
- osteoblasty fyziologie MeSH
- osteogeneze fyziologie MeSH
- osteoklasty fyziologie MeSH
- počítačové zpracování obrazu metody MeSH
- processus alveolaris anatomie a histologie růst a vývoj MeSH
- proliferace buněk MeSH
- proliferační antigen buněčného jádra analýza MeSH
- prořezávání zubů fyziologie MeSH
- proteiny hedgehog analýza MeSH
- resorpce kosti patologie patofyziologie MeSH
- techniky tkáňových kultur MeSH
- zobrazování trojrozměrné metody MeSH
- zubní kořen anatomie a histologie růst a vývoj MeSH
- zubní zárodek anatomie a histologie růst a vývoj MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- myši MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
- srovnávací studie MeSH
- Názvy látek
- biologické markery MeSH
- Fgf4 protein, mouse MeSH Prohlížeč
- fibroblastový růstový faktor 4 MeSH
- izoenzymy MeSH
- kyselá fosfatasa rezistentní k tartarátu MeSH
- kyselá fosfatasa MeSH
- proliferační antigen buněčného jádra MeSH
- proteiny hedgehog MeSH
- Shh protein, mouse MeSH Prohlížeč
- MeSH
- chemické jevy MeSH
- chemie MeSH
- dentin * MeSH
- fosfoproteiny MeSH
- kalcifikace zubů * MeSH
- kolagen MeSH
- lidé MeSH
- proteiny * MeSH
- zuby * MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Názvy látek
- fosfoproteiny MeSH
- kolagen MeSH
- proteiny * MeSH
- MeSH
- dentin fyziologie MeSH
- draslík MeSH
- kalcifikace zubů * MeSH
- lidé MeSH
- sírany MeSH
- zubní sklovina fyziologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- anglický abstrakt MeSH
- časopisecké články MeSH
- Názvy látek
- draslík MeSH
- sírany MeSH
- MeSH
- dítě MeSH
- kalcifikace zubů * MeSH
- lidé MeSH
- mandibula růst a vývoj MeSH
- mladiství MeSH
- předškolní dítě MeSH
- věkové faktory * MeSH
- zuby růst a vývoj MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- předškolní dítě MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- anglický abstrakt MeSH
- časopisecké články MeSH
- MeSH
- fluoridy analýza metabolismus farmakologie MeSH
- kalcifikace zubů účinky léků MeSH
- krysa rodu Rattus MeSH
- oxytetracyklin analýza metabolismus MeSH
- řezáky MeSH
- sodík farmakologie MeSH
- tetracyklin analýza metabolismus MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu Rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Názvy látek
- fluoridy MeSH
- oxytetracyklin MeSH
- sodík MeSH
- tetracyklin MeSH
- MeSH
- chloridy * MeSH
- citráty analýza MeSH
- fluoridy farmakologie MeSH
- kalcifikace zubů účinky léků MeSH
- krysa rodu Rattus MeSH
- řezáky analýza MeSH
- sodík MeSH
- stroncium farmakologie MeSH
- tetracyklin farmakologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu Rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- srovnávací studie MeSH
- Názvy látek
- chloridy * MeSH
- citráty MeSH
- fluoridy MeSH
- sodík MeSH
- stroncium MeSH
- tetracyklin MeSH
- MeSH
- hypoplazie zubní skloviny chemicky indukované MeSH
- kalcifikace zubů účinky léků MeSH
- lidé MeSH
- předškolní dítě MeSH
- tetracyklin škodlivé účinky MeSH
- změna barvy zubů chemicky indukované MeSH
- zuby mléčné účinky léků MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- předškolní dítě MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Názvy látek
- tetracyklin MeSH
- MeSH
- dentin metabolismus MeSH
- kalcifikace zubů účinky léků MeSH
- krysa rodu Rattus MeSH
- modely nemocí na zvířatech MeSH
- řezáky MeSH
- tetracyklin škodlivé účinky MeSH
- změna barvy zubů chemicky indukované MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu Rattus MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Názvy látek
- tetracyklin MeSH