Published November 8, 2022
| Version v1
Publication
Open
Increased joint loading induces subchondral bone loss of the temporomandibular joint via the RANTES-CCRs-Akt2 axis
Creators
- 1. Pain and Headache Center
- 2. National Clinical Research Center for Digestive Diseases
- 3. Peking University
- 4. Shanghai Institute of Ceramics
- 5. Chinese Academy of Sciences
- 6. University of Chinese Academy of Sciences
- 7. Ng Teng Fong General Hospital
- 8. National University Health System
- 9. National Dental Centre of Singapore
- 10. SingHealth
- 11. Duke-NUS Medical School
Description
Early-stage temporomandibular joint osteoarthritis (TMJOA) is characterized by excessive subchondral bone loss. Emerging evidence suggests that TMJ disc displacement is involved, but the pathogenic mechanism remains unclear. Here, we established a rat model of TMJOA that simulated disc displacement with a capacitance-based force-sensing system to directly measure articular surface pressure in vivo. Micro-CT, histological staining, immunofluorescence staining, IHC staining, and Western blot were used to assess pathological changes and underlying mechanisms of TMJOA in the rat model in vivo as well as in RAW264.7 cells in vitro. We found that disc displacement led to significantly higher pressure on the articular surface, which caused rapid subchondral bone loss via activation of the RANTES–chemokine receptors–Akt2 (RANTES-CCRs-Akt2) axis. Inhibition of RANTES or Akt2 attenuated subchondral bone loss and resulted in improved subchondral bone microstructure. Cytological studies substantiated that RANTES regulated osteoclast formation by binding to its receptor CCRs and activating the Akt2 pathway. The clinical evidence further supported that RANTES was a potential biomarker for predicting subchondral bone loss in early-stage TMJOA. Taken together, this study demonstrates important functions of the RANTES-CCRs-Akt2 axis in the regulation of subchondral bone remodeling and provides further knowledge of how disc displacement causes TMJOA.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
يتميز الفصال العظمي المفصلي الصدغي الفكي (TMJOA) في المرحلة المبكرة بفقدان مفرط للعظام تحت الغضروف. تشير الأدلة الناشئة إلى أن نزوح القرص المفصلي الصدغي الفكي ينطوي على ذلك، لكن الآلية المسببة للأمراض لا تزال غير واضحة. هنا، أنشأنا نموذج الفئران لـ TMJOA الذي يحاكي إزاحة القرص مع نظام استشعار القوة القائم على السعة لقياس ضغط السطح المفصلي مباشرة في الجسم الحي. تم استخدام الأشعة المقطعية الدقيقة، والتلوين النسيجي، وتلوين التألق المناعي، وتلوين الهيدروكانابينول، واللطخة الغربية لتقييم التغيرات المرضية والآليات الكامنة وراء TMJOA في نموذج الفئران في الجسم الحي وكذلك في خلايا RAW264.7 في المختبر. لقد وجدنا أن إزاحة القرص أدت إلى ضغط أعلى بكثير على السطح المفصلي، مما تسبب في فقدان سريع للعظام تحت الغضروف عن طريق تنشيط مستقبلات رانتس- كيموكين- محور AKT2 (RANTES - CCRs - Akt2). تثبيط فقدان العظام تحت الغضروف الموهن أو AKT2 وأدى إلى تحسين البنية المجهرية للعظام تحت الغضروف. أثبتت الدراسات الخلوية أن RANTES نظمت تكوين ناقضة العظم من خلال الارتباط بمستقبلاتها CCRs وتنشيط مسار Akt2. كما دعمت الأدلة السريرية أن RANTES كان مؤشراً حيوياً محتملاً للتنبؤ بفقدان العظام تحت الغضروف في المرحلة المبكرة من TMJOA. توضح هذه الدراسة، مجتمعة، وظائف مهمة لمحور RANTES - CCRs - Akt2 في تنظيم إعادة تشكيل العظام تحت الغضروف وتوفر مزيدًا من المعرفة حول كيفية تسبب إزاحة القرص في TMJOA.Translated Description (French)
L'arthrose temporo-mandibulaire de l'articulation à un stade précoce (ATMJO) se caractérise par une perte osseuse sous-chondrale excessive. Des preuves émergentes suggèrent que le déplacement du disque de l'ATM est impliqué, mais le mécanisme pathogène reste flou. Ici, nous avons établi un modèle rat de TMJOA qui simulait le déplacement du disque avec un système de détection de force basé sur la capacité pour mesurer directement la pression de surface articulaire in vivo. Micro-CT, coloration histologique, coloration par immunofluorescence, coloration IHC et Western blot ont été utilisés pour évaluer les changements pathologiques et les mécanismes sous-jacents de TMJOA dans le modèle de rat in vivo ainsi que dans les cellules RAW264.7 in vitro. Nous avons constaté que le déplacement du disque entraînait une pression significativement plus élevée sur la surface articulaire, ce qui entraînait une perte osseuse sous-chondrale rapide via l'activation de l'axe des récepteurs RANTES-chimiokines-Akt2 (RANTES-CCRs-Akt2). L'inhibition de RANTES ou Akt2 a atténué la perte osseuse sous-chondrale et a entraîné une amélioration de la microstructure osseuse sous-chondrale. Des études cytologiques ont prouvé que RANTES régulait la formation d'ostéoclastes en se liant à ses récepteurs CCR et en activant la voie Akt2. Les preuves cliniques ont en outre confirmé que RANTES était un biomarqueur potentiel pour prédire la perte osseuse sous-chondrale au stade précoce de l'ATMJO. Prises ensemble, cette étude démontre des fonctions importantes de l'axe RANTES-CCRs-Akt2 dans la régulation du remodelage osseux sous-chondral et fournit des connaissances supplémentaires sur la façon dont le déplacement du disque provoque l'AJMOT.Translated Description (Spanish)
La osteoartritis de la articulación temporomandibular en etapa temprana (ATMJ) se caracteriza por una pérdida ósea subcondral excesiva. La evidencia emergente sugiere que el desplazamiento del disco de la ATM está involucrado, pero el mecanismo patógeno sigue sin estar claro. Aquí, establecimos un modelo de rata de TMJOA que simulaba el desplazamiento del disco con un sistema de detección de fuerza basado en la capacitancia para medir directamente la presión superficial articular in vivo. Se utilizaron micro-CT, tinción histológica, tinción de inmunofluorescencia, tinción IHC y transferencia Western para evaluar los cambios patológicos y los mecanismos subyacentes de TMJOA en el modelo de rata in vivo, así como en células RAW264.7 in vitro. Encontramos que el desplazamiento del disco condujo a una presión significativamente mayor en la superficie articular, lo que causó una rápida pérdida ósea subcondral a través de la activación del eje RANTES-receptores de quimiocinas-Akt2 (RANTES-CCRs-Akt2). La inhibición de RANTES o Akt2 atenuó la pérdida ósea subcondral y dio como resultado una mejor microestructura ósea subcondral. Los estudios citológicos demostraron que RANTES regulaba la formación de osteoclastos al unirse a sus receptores CCR y activar la vía Akt2. La evidencia clínica respaldó además que RANTES era un biomarcador potencial para predecir la pérdida ósea subcondral en TMJOA en etapa temprana. En conjunto, este estudio demuestra funciones importantes del eje RANTES-CCRs-Akt2 en la regulación de la remodelación ósea subcondral y proporciona un mayor conocimiento de cómo el desplazamiento del disco causa TMJOA.Files
pdf.pdf
Files
(6.4 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:c338d5be7d39fd7b7cb31904543cc936
|
6.4 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- تؤدي زيادة تحميل المفصل إلى فقدان العظم تحت الغضروف للمفصل الصدغي الفكي عبر محور RANTES - CCRs - Akt2
- Translated title (French)
- L'augmentation de la charge articulaire induit une perte osseuse sous-chondrale de l'articulation temporo-mandibulaire via l'axe RANTES-CCRs-Akt2
- Translated title (Spanish)
- El aumento de la carga articular induce la pérdida ósea subcondral de la articulación temporomandibular a través del eje RANTES-CCRs-Akt2
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4297965292
- DOI
- 10.1172/jci.insight.158874
References
- https://openalex.org/W1867595216
- https://openalex.org/W1935976240
- https://openalex.org/W1977114240
- https://openalex.org/W1978137238
- https://openalex.org/W1979074939
- https://openalex.org/W1981056356
- https://openalex.org/W1984284122
- https://openalex.org/W1988552982
- https://openalex.org/W1995392360
- https://openalex.org/W1999589417
- https://openalex.org/W2001738233
- https://openalex.org/W2011545725
- https://openalex.org/W2043834774
- https://openalex.org/W2058435889
- https://openalex.org/W2058464883
- https://openalex.org/W2061261019
- https://openalex.org/W2077665257
- https://openalex.org/W2096359252
- https://openalex.org/W2096414563
- https://openalex.org/W2098119273
- https://openalex.org/W2103949219
- https://openalex.org/W2106416119
- https://openalex.org/W2111562499
- https://openalex.org/W2154078483
- https://openalex.org/W2167795966
- https://openalex.org/W2175452520
- https://openalex.org/W2434163550
- https://openalex.org/W2522694580
- https://openalex.org/W2565259322
- https://openalex.org/W2565710416
- https://openalex.org/W2588934015
- https://openalex.org/W2763797330
- https://openalex.org/W2765400925
- https://openalex.org/W2766137274
- https://openalex.org/W2774044721
- https://openalex.org/W2782460880
- https://openalex.org/W2793648078
- https://openalex.org/W2804273587
- https://openalex.org/W2884655975
- https://openalex.org/W2899629699
- https://openalex.org/W2900828618
- https://openalex.org/W2914211025
- https://openalex.org/W2924232389
- https://openalex.org/W2932071768
- https://openalex.org/W2940575726
- https://openalex.org/W2948073747
- https://openalex.org/W2949448201
- https://openalex.org/W2959651245
- https://openalex.org/W2970800333
- https://openalex.org/W3009853031
- https://openalex.org/W3012985855
- https://openalex.org/W3013680224
- https://openalex.org/W3040224776
- https://openalex.org/W3081228577
- https://openalex.org/W3082840542
- https://openalex.org/W3096429227
- https://openalex.org/W3135754864
- https://openalex.org/W3138613518
- https://openalex.org/W4200420896
- https://openalex.org/W4210787540
- https://openalex.org/W4295837929