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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.25.2013.tde-04022014-084738
Document
Author
Full name
Senda Charone
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Bauru, 2013
Supervisor
Committee
Buzalaf, Marilia Afonso Rabelo (President)
Carvalho, Juliane Guimarães de
Line, Sergio Roberto Peres
Machado, Maria Aparecida de Andrade Moreira
Santos, Carlos Ferreira dos
Title in Portuguese
Análise proteômica da matriz do esmalte nos estágios de secreção e maturação em camundongos susceptíveis ou resistentes à fluorose dentária, expostos cronicamente ao fluoreto através da água de beber
Keywords in Portuguese
Água potável
Esmalte dentário
Fluoretos
Fluorose dentária
Proteômica
Abstract in Portuguese
Análise proteômica da matriz do esmalte nos estágios de secreção e maturação em camundongos susceptíveis ou resistentes à fluorose dentária, expostos cronicamente ao fluoreto através da água de beber. Os mecanismos pelos quais a ingestão excessiva de fluoreto (F) durante a amelogênese levam à fluorose dentária ainda não são precisamente conhecidos. Tem sido demonstrado que determinadas linhagens de camundongos são mais susceptíveis que outras à fluorose dentária, o que faz destas linhagens o modelo ideal para se estudarem os fenômenos moleculares envolvidos nesta patologia. No presente estudo, foi empregada uma abordagem proteômica para avaliar alterações na expressão de proteínas da matriz do esmalte dentário nos estágios de secreção e maturação, em duas linhagens de camundongos com diferentes susceptibilidades à fluorose (A/J, susceptível e 129P3/J, resistente). Camundongos de ambos os gêneros, representantes das linhagens 129P3/J (n=200) e A/J (n=200) foram distribuídos em dois grupos para cada linhagem, que receberam ração com baixa concentração de F e água de beber contendo 0 (controle) ou 50 mg/L F por 6 semanas. A concentração de F foi analisada no plasma e no esmalte dos incisivos. Para a análise proteômica, foi realizada a raspagem da matriz do esmalte dos incisivos, nos estágios de secreção e maturação. Para a extração das proteínas do esmalte, foram pesados 15 mg de pó da matriz do esmalte, aos quais foi adicionado 1 mL de tampão de lise contendo uréia 7 M, tiouréia 2 M, CHAPS 4 %, DTT 1 %, anfólitos carreadores 0,5 % pH 3-10 e um coquetel de inibidores de proteases. As proteínas do esmalte extraídas para cada grupo foram separadas pela técnica de eletroforese bidimensional e posteriormente submetidas a LC-ESI-MS/MS. A concentração média (±DP) de F encontrada no plasma dos camundongos foi de 0,023±0,010 e 0,019±0,007 mg/L para os animais do grupo controle, das linhagens A/J e 129P3/J, respectivamente, e de 0,151±0,043 e de 0,252±0,060 mg/L de F para os animais das linhagens A/J e 129P3/J, respectivamente, tratados com água contendo 50 mg/L de F. A ANOVA a 2 critérios revelou que houve diferença significativa entre os tratamentos (F= 658,0, p<0,0001), mas não entre as linhagens (F=3,3 p=0,075), tendo havido interação significativa entre estes critérios (F=16,50, p=0,0002). Já a concentração média (±DP) de F incorporado no esmalte dos incisivos dos camundongos foi 471,4±215,8 mg/kg e 151,7±58,8 mg/kg para os animais do grupo controle das linhagens 129P3/J e A/J, respectivamente, e 2711,2±1019,2 mg/kg, 1756,9±921,6 mg/kg para os animais das linhagens 129P3/J e A/J, respectivamente, tratados com água contendo 50 mg/L de F. A ANOVA a 2 critérios encontrou diferença significativa entre as linhagens (F=11,36, p=0,0016) e entre os tratamentos (F=103,50, p<0,0001), sem interação significativa entre ambos (F=2,82, p=0,1004). Os resultados proteômicos mostraram redução na abundância de proteínas no estágio de maturação, quando comparado com o de secreção. Foi observado que o tratamento com F aumentou consideravelmente o número de spots proteicos detectados em ambos os estágios, sendo que este aumento foi maior para os animais da linhagem A/J, indicando uma tentativa de se combater os efeitos deletérios do F e reforçando a maior susceptibilidade aos seus efeitos desta linhagem. A identificação das proteínas com expressão diferencial revelou que tanto a linhagem quanto o tratamento com F levaram à expressão diferencial de proteínas pertencentes a todas as categorias funcionais.
Title in English
Proteomic analysis of secretory and maturation-stage enamel matrix in mice susceptible or resistant to dental fluorosis, chronically exposed to fluoride in the drinking water
Keywords in English
Dental enamel
Drinking water
Fluorides
Fluorosis dental
Proteomics
Abstract in English
The mechanisms by which excessive ingestion of fluoride (F) during amelogenesis leads to fluorosis are still not precisely known. It has been shown that certain strains of mice are more susceptible to dental fluorosis than others, which turns these strains the ideal model for studying the molecular phenomena involved in this pathology. In the present study, we employed a proteomic approach to identify and evaluate changes in protein expression of secretory and maturation-stage enamel matrix in two strains of mice with different susceptibilities to dental fluorosis (A/J, susceptible and 129P3/J, resistant). Mice of both genders, from 129P3/J (n=200) and A/J (n=200) strains were divided into two groups for each strain. They received a low-F diet and drinking water containing 0 (control) or 50 mg/L F for 6 weeks. The F concentration was analyzed in plasma and enamel incisors. For proteomic analysis, the enamel matrix of secretory and maturation stages (incisors) was scrapped. For the extraction of enamel proteins, 1 ml of lysis buffer containing 7 M urea, 2 M thiourea, 4% CHAPS, 1% DTT, 0.5% ampholytes carriers pH 3-10 and a cocktail of protease inhibitors was added to 15 mg of enamel matrix powder. The enamel proteins extracted for each group were separated by two-dimensional electrophoresis and subsequently subjected to LC-ESIMS/ MS. The mean (± SD) F concentrations found in plasma were 0.023 ± 0.010 and 0.019 ±0.007 mg/L for the control group, A/J and 129P3/J strains, respectively; and 0.151 ± 0.043 and 0.252 ± 0.060 mg/L F for A/J and 129P3/J mice, respectively, treated with water containing 50 mg/L F. Two-way ANOVA revealed significant differences between treatments (F = 658.0, p <0.0001), but not between strains (F = 3.3 p = 0.075), with was significant interaction between these criteria (F = 16.50, p = 0.0002). The mean (± SD) F concentrations in the enamel of the incisors were 471.4 ± 215.8 mg/kg and 151.7 ± 58.8 mg/kg for the control group of 129P3/J and A/J strains, respectively; and 2711.2 ± 1019.2 mg/kg and 1756.9 ± 921.6 mg/kg for 129P3/J and A/J mice, respectively, treated with water containing 50 mg/L F. Two-way ANOVA detected significant differences between the strains (F=11.36, p=0.0016) and between treatments (F=103.50, p <0.0001), without significant interaction between these criteria (F=2.82, p=0.1004). The proteomic results revealed a reduction in the abundance of proteins in the maturation stage, as compared with the secretory stage. Treatment with F greatly increased the number of protein spots detected in both stages. This increase was greater for A/J mice, indicating an attempt to fight the deleterious effects of F and, thus, reinforcing the susceptibility of this strain to the effects of F. The identification of differentially expressed proteins revealed that both the strain and the treatment with F led to differential expression of proteins belonging to all functional categories.
 
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SendaCharone_Rev.pdf (18.05 Mbytes)
Publishing Date
2014-02-04
 
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