The Journal of Visualized Experiments (JoVE) is a peer reviewed, PubMed-indexed video journal. Our mission is to increase the productivity of scientific research.

Recommend to Librarian

Automatic Translation

This translation into Arabic was automatically generated through Google Translate.
English Version | Other Languages

 JoVE General

الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

1,2,3, 1,2, 1,2,4

1Department of Otology and Laryngology, Harvard Medical School, 2Eaton-Peabody Laboratory, Massachusetts Eye and Ear Infirmary, 3Department of Communication Sciences and Disorders, Emerson College, 4Program in Speech and Hearing Bioscience and Technology, Division of Health Science and Technology, Harvard

 

Video Article Chapters

Cite this Article: الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

Parker, M., Brugeaud, A., Edge, A. S. B. Primary Culture and Plasmid Electroporation of the Murine Organ of Corti. . J. Vis. Exp. (36), e1685, doi:10.3791/1685 (2010).

Abstract: الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

في جميع الثدييات ، ويقع ظهارة حسية عن الاختبار على طول الجهاز المتصاعد كورتي التي تتواجد داخل القوقعة في شكل محارة الأذن الداخلية (أنظر الشكل 1). يتم محاذاة خلايا الشعر في القوقعة النامية ، والتي هي الخلايا mechanosensory النظام السمعي ، في صف واحد من خلايا الشعر الداخلي وثلاثة (في منتصف القاعدة ويتحول) إلى أربعة (في مطلع القمي) صفوف من خلايا الشعر الخارجي التي تمتد على طول جهاز كورتي. خلايا الشعر تنبيغ الصوت الناجم عن الاهتزازات الميكانيكية في الغشاء القاعدي في النبضات العصبية التي يمكن للدماغ تفسيرها. هي سبب معظم حالات فقدان السمع الحسي عليها بالإعدام أو خلل في خلايا الشعر القوقعة.

أداة أساسية على نحو متزايد في مجال البحوث السمعي هو العزلة والثقافة في المختبر لازدراع الجهاز 1،2،9 مرة واحدة معزولة ، يمكن الاستفادة من explants في عدة طرق لتوفير المعلومات المتعلقة المعيارية ، شاذة ، أو علم وظائف الأعضاء العلاجية. التعبير الجيني ، حركية أهداب ساكنة ، الخلية والبيولوجيا الجزيئية ، وكذلك النهج البيولوجية لتجديد خلايا الشعر هي أمثلة على التطبيقات التجريبية للجهاز explants كورتي.

يصف هذا البروتوكول وسيلة لعزل وثقافة جهاز كورتي من الفئران حديثي الولادة. شريط الفيديو المرافق تشمل الاتجاهات متدرج للعزلة العظم الصدغي من الجراء الماوس ، والعزلة لاحقة من القوقعة ، الرباط لولبية ، وجهاز كورتي. مرة واحدة معزولة ، ويمكن مطلي ظهارة حسية وتربيتها في المختبر في مجمله ، أو في شكل تشريح أخرى. عزل الصغيرة التي تفتقر إلى حوف ودوامة لولبية العقدة العصبية باستخدام هذه الطريقة ، يمكن الحفاظ على explants الأولية لمدة 7-10 أيام. كمثال على فائدة هذا الإجراء ، سيتم electroporated جهاز explants كورتي مع الجين مراسل DsRed الخارجية. هذا الأسلوب يوفر تحسنا اكثر من غيرها من أساليب المنشورة لأنها توفر توجيهات يمكن استنساخه ، لا لبس فيها ، ومتدرج للعزلة ، microdissection والثقافة الأساسي للجهاز كورتي.

Protocol: الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

اليوم 1. التعقيم وطلاء الزجاج coverslips.

  1. تعقيم جاف coverslips ميكروسكوب في الأوتوكلاف.
  2. ضع coverslips تعقيمها في بئرين من قبل تعقيمها جيدا أربعة خلية طبق الثقافة.
  3. معطف مع coverslips 01:01 بولي - L - الأورنيثين laminin وتستكمل مع مصل بقري جنيني من 20 ٪ (FBS) بين عشية وضحاها في 4 درجات مئوية.
    1. 400 ميكرولتر بولي - L - الأورنيثين (محلول 0.01 ٪ المخزنة في 4 درجات مئوية)
    2. 400 laminin ميكرولتر (50 ميكروغرام / مل محلول المخزون المخزنة في aliquots في -20 درجة مئوية)
    3. 200 ميكرولتر FBS (المخزنة في aliquots في -20 درجة مئوية)
  4. حرارة تعقيم الأدوات تشريح بين عشية وضحاها في حاضنة 150 درجة مئوية.
  5. جعل مستنبت يحتوي على مصل الدم 10 ٪ و 10 الأمبيسيلين ملغ / مل.
    1. 90 مل Dulbecco في التعديل النسر متوسطة
    2. 5 مل FBS (المخزنة في aliquots في -20 درجة مئوية)
    3. 5 مل مصل الحصان (المخزنة في aliquots في -20 درجة مئوية)
    4. الأمبيسيلين 10 ميكرولتر (10 ملغ / مل حل الأسهم المخزنة في 4 درجات مئوية)

اليوم 2. بمعزل عن جهاز كورتي.

  1. تعقيم تشريح تدفق إيجابي غطاء محرك السيارة.
    1. بدوره على ضوء الأشعة فوق البنفسجية لمدة 20 دقيقة
    2. رش جميع الأسطح مع الايثانول 70 ٪ وانتظر 5 دقائق قبل الاستخدام.
  2. قطع رأس الفأر الجرو (P4) في قاعدة ماغنوم الثقبة باستخدام مقص التشغيل.
  3. شطف لفترة وجيزة في الرأس في صحن 10 سم تحتوي على الايثانول 70 ٪.
  4. إزالة البشرة باستخدام شفرة المشرط.
  5. فتح الجمجمة على طول الدرز السهمي باستخدام شفرة المشرط ومن ثم تقسم على الدماغ المقدم. الإبقاء على الدماغ المقدم عجزي عن المزيد من التشريح.
  6. إزالة الدماغ الأمامي ، والمخيخ وجذع الدماغ باستخدام تشريح حادة.
  7. إزالة العظام الزمنية (الشكل 2A) ، وتراجع لفترة وجيزة في الإيثانول منهم 70 ٪ ، ونقلها إلى طبق 3 ملم تحتوي على HBSS العقيمة.
  8. باستخدام ملقط ، إزالة الفقاعة والأنسجة المحيطة بها من الجزء الصخري للعظم الصدغي.
  9. تحديد شكل محارة القوقعة (الشكل 2B) وفصلها عن النظام الدهليزي باستخدام ملقط.
  10. في هذه المرحلة من التنمية ، وليس متاهة العظمية متكلسة تماما ويتم تشريح بسهولة باستخدام ملقط. إزالة التيه العظمي من القوقعة التي فصل دقيق ابتداء من نهاية القاعدية وتتحرك apically باستخدام ملقط.
  11. وملفوف في الرباط الحلزوني وجهاز المرفقة كورتي على طول اللولب عماد القوقعة (الشكل 2C). إزالة بعناية جهاز كورتي من خلال تأمين في الرباط الحلزوني في المنطقة هوك في قاعدة الفك باستخدام ملقط وأنها تقوم بنقل apically.
  12. ابتداء من القاعدة ، وإزالة الرباط دوامة من جهاز كورتي باستخدام الملقط غرامة # 55 (الشكل 2D).
    الجزئي بمعزل عن جهاز كورتي ظهارة حسية (اختياري).
  13. إزالة الجهاز من منطقة كورتي هوك في قاعدة باستخدام اثنين مع 28G U - 100 يعلق بشكل دائم ½ الإبر والمحاقن ملقط الأنسولين ½ سم.
  14. بدءا من قمة ، وإزالة الحوف دوامة من صف من خلايا الشعر الداخلي والمضي قدما basally (التين 2E - F).
    طلي الجهاز من يزدرع كورتي
  15. إزالة الحل poly-L-ornithine/laminin/FBS من الآبار والثقافة ، وإضافة 130 ميكرولتر من المتوسط ​​الثقافة.
  16. نقل الجهاز تشريح كورتي إلى ساترة الزجاج المطلي في الثقافة بشكل جيد وتوجيه يزدرع بحيث أهداب من خلايا الشعر إلى الارتفاع.
  17. إزالة المتوسطة في الثقافة جيدا باستخدام ماصة 200 ميكرولتر. تأكد من أن الغشاء القاعدي يجعل الاتصال متينة مع ساترة الزجاج المطلي.
  18. إضافة بعناية 130 ميكرولتر من مستنبت للجهاز كورتي باستخدام ماصة مل 200. تطبيق نقطتين على سطح الجهاز كورتي ثم إضافة ببطء حجم المتبقية إلى جانب ساترة. تأكد من أن جهاز كورتي لا تطفو في وسائل الإعلام والثقافة ، لكنها لا تزال الملصقة على ساترة.
  19. يحضن بين عشية وضحاها في 37 درجة مئوية في وجود 5 ٪ CO 2.

اليوم 3. Electroporation من الجينات في الجهاز الصحافي المثقف كورتي.

  1. إزالة مستنبت من الجهاز للثقافة كورتي.
  2. إضافة ميكرولتر 130 H 2 O : 1 دقيقة ثم إزالة باستخدام ماصة 200 ميكرولتر.
  3. إضافة 30 ميكرولتر من مراسل DsRed البلازميد (2mg / مل H 2 O المخزنة في -20 درجة مئوية).
  4. تقدم الأقطاب من electroporator باستخدام micromanipulator بحيث الأنود aالثانية هي الكاثود على جانبي الثقافة.
  5. توليد نبضة (27V ، و 30 مللي ثانية مدتها 10 نبضة القطارات) لمراسل electroporate الجين في الجهاز الثقافة يزدرع كورتي.
    1. اختياري : عكس القطبية للنبض لضمان electroporation من التحوير على modiolar كلا الجانبين والرباط دوامة من ازدراع.
  6. انتظر 5 دقائق.
  7. إضافة 130 ميكرولتر من Fugene 6 : حل الحمض النووي (3 أجزاء الحمض النووي للأجزاء Fugene 2). وينبغي إعداد هذا الحل قبل بدء الإجراء electroporation (الخطوة 20) باستخدام جولة 3 مل أسفل البوليسترين في أنبوب اختبار تدفق الصفحي هود. لجعل هذا الحل :
    1. إضافة 2.4 ميكرولتر من OPTI - MEM (المخزنة في 4 درجات مئوية) في أنبوب اختبار.
    2. إضافة 0.6 ميكرولتر من 6 كاشف Fugene (المخزنة في 4 درجات مئوية) في أنبوب اختبار. تأكد من إضافة Fugene مباشرة إلى OPTI - MEM وتجنب الاتصال المباشر مع الجانبين للأنبوب اختبار.
    3. دوامة لمدة 1 ثانية.
    4. احتضان 5 دقائق في درجة حرارة الغرفة.
    5. إضافة 2.0 ميكرولتر مراسل البلازميد DsRed مضاعفة الحمض النووي الذين تقطعت بهم السبل (المخزنة في -20 درجة مئوية في الحمض النووي ميكروغرام / 100 مل aliquots H 2 O).
    6. دوامة لمدة 1 ثانية.
    7. احتضان لمدة 15 دقيقة في درجة حرارة الغرفة.
    8. إضافة 200 ميليلتر من مستنبت.
    9. دوامة لمدة 1 ثانية.
  8. يحضن بين عشية وضحاها في 37 درجة مئوية في ثاني 5 ٪ 2.
  9. إضافة 2 مل مستنبت للثقافة بشكل جيد واحتضان لمدة 37 درجة مئوية لمدة تصل إلى 10 يوما.

ممثل النتائج

نقدم طريقة لعزل الجهاز كورتي من ماوس حول الولادة. ويمكن استخدام هذا الإجراء بالنسبة للفئران لم يتجاوزن اليوم الجنينية تصل إلى حوالي 16 يوما بعد الولادة 6 ، وعند هذه النقطة يصبح متكلسة بصورة كافية لجعل التيه العظمي تشريح مرهقة. مرة واحدة يتم تشريح الجهاز كورتي ، قد يكون مطلي انه مثقف وإما في مجملها (الشكل 3) أو الجزئي معزولة ظهارة حسية (التين 4). قدمنا ​​كذلك تقنية للتعبير جينات دخيلة في جهاز مثقف كورتي. ثقافة عضوي النمط مفيد لأنواع أخرى عديدة من الدراسة ، مثل جهاز تحليل التعبير الجيني كورتي باستخدام RT - PCR أو التهجين في الموقع ، جهاز كورتي شارك في الثقافة مع خلايا العقدة الحلزونية أو الخلايا الجذعية الخارجية باستخدام عزل متناهية الصغر 3 ، أو في التحليل المختبري من موت الخلايا الشعر والتجدد.

الشكل 1
الشكل 1. المقطع العرضي للجهاز P4 الفئران كورتي. (أ) من المقطع العرضي بدوره القاعدية من القوقعة cryosectioned تم الحصول عليها من ماوس P4 يوضح الهياكل العامة للالقوقعة الفئران الموصوفة في هذا البروتوكول. يحدها من قبل وسائل الإعلام سكالا في الرباط الحلزوني وعائي السطور أفقيا ، وغشاء Reissner ق متفوق ، وحوف دوامة بشكل إعلامي ، والغشاء القاعدي دون المستوى. وأشار مربع في المنطقة الموسعة في باء (B) ويقع الجهاز كورتي على الجانب العلوي للغشاء القاعدي ، ويشمل صف واحد من خلايا الشعر الداخلية ، ثلاثة صفوف من خلايا الشعر الخارجي ، ودعم كل منها الخلايا. 1 يشير إلى خط متقطع الموقع على طول الغشاء القاعدي أن تتم إزالة هذا الجهاز خلال التشريح كورتي. 2 خط متقطع يشير الموقع على طول الغشاء القاعدي أن تتم إزالة أثناء إجراء الدقيقة العزلة. تشير العلامات الخضراء المناعى من calbindin ، التي تصف الخلايا بين الأسنان من دوامة حوف ، وخلايا شعر القوقعة ، العقدة العصبية لولبية ، وكذلك الخلايا في الرباط الحلزوني وعائي السطر 7. دابي وسم نوى في الزرقاء.

الشكل 2
الشكل 2. تشريح جهاز كورتي. صور من شريط الفيديو المرافق للجهاز من تسليط الضوء على تشريح كورتي أ) النظام الدهليزي القوقعة والتي تقع داخل العظم الصدغي معزولة (الحمراء) ، B) في متاهة من القوقعة العظمية ، C) في الرباط ودوامة المرفقة جهاز كورتي بعد إزالة المتاهة العظمية ، D) إزالة الرباط الحلزوني وعائي السطر (أحمر) من جهاز كورتي ، E) الصغيرة عزلة ظهارة حسية من دوامة حوف (الحمراء) ، وواو) معزولة دوامة حوف (يسار) وظهارة حسية (يمين).

الشكل 3
الشكل 3. عضو مثقف من يزدرع كورتي. صورة تظهر مدينة دبي للإنترنت من الجهازكورتي للماوس Atoh1 - P4 nGFP التي كانت معزولة ، مطلي ، وتربيتها لمدة خمسة أيام كما هو موضح. وقد تم هذا الفأر وراثيا بحيث الخلايا التي تعبر عن الجين الخلايا الموالية للشعر واهن homolog 1 (الملقب Atoh1 Math1) يحمل بروتين الفلورية الخضراء التي يتم المترجمة إلى النواة 8. أجهزة كورتي من هذه الفئران يحمل تسمية GFP النووي في نواة الخلية كل الشعر ، وبالتالي السماح لرؤية سهلة للظهارة حسية باستخدام المجهر epifluorescent. ويمكن أن ينظر إلى دوامة كبيرة نسبيا حوف الوحشي للظهارة حسية. خلايا اللحمة المتوسطة هاجروا التي نشأت من جهاز كورتي بعيدا عن ازدراع. التسمية النووية الأزرق دابي.

الشكل 4
الشكل 4. الصغيرة المعزولة ظهارة حسية. Epifluorescent صورة تم الحصول عليها من ظهارة حسية الذي تم عزله من الجهاز P4 الفئران كورتي كما هو موضح والمثقف بين عشية وضحاها. تم إصلاح ثم عزل في الدقيقة بارافورمالدهيد 4 ٪ ومعالجتها للimmunolabeling 7A من الميوسين الذي تسميات خلايا الشعر القوقعة. لاحظ غياب حوف دوامة أكبر نسبيا من الرقم 3. التسمية النووية الأزرق دابي.

الشكل 5
الشكل 5. Electroporation من الجينات مراسل DsRed في الجهاز مثقف كورتي. عزلت أجهزة الجامعة كورتي من الجراء P4 الماوس Atoh1 - nGFP ، مطلي ، وelectroporated ثم مع الجين مراسل DsRed كما هو موضح ومن ثم ينظر تحت المجهر epifluorescent. خلايا جهاز كورتي يزدرع أن أعرب عن البروتينات المعدلة وراثيا مراسل DsRed يحمل خلايا الدم الحمراء ومضان الذاتية للمعرض ظهارة حسية ومضان أخضر النووية. ويمكن رؤية الخلايا المعدلة وراثيا في جميع أنحاء حوف دوامة وظهارة حسية.

Discussion: الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

هناك العديد من التفاصيل التي تعتبر حاسمة بالنسبة لنجاح هذا الإجراء. وأقصر وقت من العزلة العظم الصدغي للجهاز حضانة كورتي ، زادت فرصة أن الأجهزة سوف نعلق على ساترة ، ويؤدي في الثقافات الجهاز قابلة للحياة. لذا ، فمن المهم للحد من مقدار الوقت بين التشريح ووضع الأجهزة في الحاضنة. اختيار المضادات الحيوية أمر حاسم أيضا ، لأن المضادات الحيوية أمينوغليكوزيد كثيرة السامة ، وسوف يؤدي إلى موت الخلايا الشعر. على الرغم من أنه من الأفضل التخلي عن استخدام المضادات الحيوية تماما ، وهذا يترك الباب مفتوحا أمام إمكانية للتلوث. لذا ، نقترح استخدام 10 ميكروغرام / مل الأمبيسيلين كقاعدة عامة للتغلب على مشاكل التلوث المحتملة.

الجانب الأكثر إزعاجا من ذلك ، وغيرها من الإجراءات لثقافة الرئيسي للهيئة في كورتي ، والميل للأجهزة لتطفو قبالة لوحات أثناء الحضانة. على الرغم من الثقافات الجهاز عائمة يمكن أن تبقى صالحة لمدة 5-7 أيام ، وهناك عيوب أجهزة زراعة العائمة. على سبيل المثال ، والثقافات الجهاز العائمة أضعاف في كثير من الأحيان على أنفسهم بعد 4-5 أيام تقديم المجهري للمشاكل. بعد ذلك ، يمكن أن تصبح خطر على السلامة الهيكلية للجهاز بالمقارنة مع الأجهزة التي تم اضافته الى ساترة. لقد وجدنا أن تساعد الطرق التالية للتأكد من أن جهاز كورتي لا تطفو في وسائل الإعلام والثقافة ، لكنها لا تزال الملصقة على ساترة. أولا ، ومعطف الزجاج coverslips في polyornithine 1:1 / laminin تستكمل مع FBS 20 ٪ كما هو موضح. وبين عشية وضحاها حضانة دعا في هذا البروتوكول هو الحد الأدنى من الوقت الذي يجب أن تطلى اللوحة. في المختبر لدينا ، فإننا كثيرا ما معطف جميع لوحات أننا في حاجة لمدة اسبوع والاحتفاظ بها في 4 درجات مئوية حتى قبل يوم ونحن لاستخدامه عند نقلها إلى حاضنة لتفريخ بين عشية وضحاها. الثانية ، بعد أن يتم نقلها إلى أجهزة coverslips المغلفة ، وتوجيه يزدرع بحيث أهداب من خلايا الشعر مواجهة. وهذا التوجه تسهيل انضمام الغشاء القاعدي للصحن الثقافة. ثالثا ، إزالة وسائل الإعلام داخل البئر ليضعوا على لازدراع الطبق المطلي. وهذا ضمان الاتصال بين الطبق والثقافة ، والغشاء القاعدي وتعزيز قدرة explants التمسك الزجاج. هذا سوف يساعد أيضا في الحفاظ على السلامة الهيكلية للصفوف من خلايا الشعر. أخيرا ، بالتنقيط بعناية 2 قطرات من الثقافة المتوسطة على سطح الجهاز كورتي باستخدام ماصة سعة 200 ميكرولتر ثم ملء ببطء البئر بواسطة نازف حجم المتبقية (من مجموع 130 ميكرولتر) على جانب من ساترة. من المهم أن نعمل بسرعة لضمان الحجز على الجهاز كورتي إلى ساترة المغلفة. من الشروع في تشريح لحضانة explants ، فإنه عادة ما يستغرق 10 دقائق لمشغل يمارس لإكمال هذا الجهاز الداخلي العزلة كورتي.

في هذا البروتوكول ، نقدم أيضا وسيلة لعزل الجزئي للظهارة حسية من حوف دوامة جهاز كورتي. في هذا الإجراء ، يتم تشريح حوف دوامة بعيدا عن ظهارة حسية باستخدام إبر الأنسولين 28G ½ كأدوات تشريح. ويتكون الناتج الدقيقة عزل للصفوف من خلايا الشعر ويناظرها الخلايا الداعمة (الشكل 3). ويمكن عندئذ للظهارة حسية تكون معزولة مثقف كما هو موضح في هذا البروتوكول. وينبغي مقارنة هذا الإجراء العزل الجزئي للفصل الأنزيمية للظهائر الحسية من الأنسجة المحيطة 4. في الثدييات ، فضلا عن الأنواع غير الثدييات مثل الدجاج ، والهضم thermolysin معزولة النتائج الأجهزة الدهليزي في عزلة ظهائر الحسية من خلايا اللحمة المتوسطة قبو 4. في القوقعة الفئران ، ونتائج عملية الهضم thermolysin في فصل الحرف أكبر الظهارية ، والحرف أقل الظهارية ظهائر الحسية المصاحبة من الغشاء القاعدي 5. ومع ذلك ، فإنه من غير الواضح ما إذا كانت قوقعة ظهارة حسية يمكن أن نعلق على لوحات مغلفة دون خلايا اللحمة المتوسطة المصاحبة. في حين أن كلا الميكانيكية الدقيقة العزلة الأسلوب والطريقة الأنزيمية نتيجة الهضم في فصل ظهائر الحسية من دوامة حوف ، مزايا التشريح الدقيقة عزل على الهضم thermolysin تشمل بروتوكول أقصر نسبيا ، وأرخص المواد الكاشفة ، والتوتر المحتمل أن تكون أقل ونتيجة للتأثيرات يزدرع الأنزيمية للهضم. بالإضافة إلى ذلك ، يتم ترك سليمة الغشاء القاعدي في هذا النهج ، الذي قد يؤدي إلى تعزيز مرفق للظهارة حسية إلى لوحة الثقافة. مساوئ هذا الأسلوب تشمل الحاجة لتطوير المهارات اللازمة لهذا التشريح الدقيق والأضرار الميكانيكية المحتملة للظهارة حسية الناتجة عن التشريح الجزئي.

كمثال على فائدة هذا الإجراء ، ونحن أيضا تقديم مثال واحد على استخدام جهازكورتي الثقافات ، وelectroporation جينات دخيلة في ثقافة ازدراع. ويستند هذا الإجراء electroporation المذكورة أعلاه على الطرق السابقة من جهاز electroporation كورتي. على وجه الخصوص ، وتشنغ قاو (2000) وصفا لelectroporation الأجهزة الفئران المعزولة كورتي حيث يحتجز في مكان لexplants electroporation بواسطة أخدود مصبوب من agarose ومطلي ثم على الكولاجين المغلفة الشريحة LabTek 8 جيدا في المصل خالية المتوسطة 2. ميزة هذا النهج هو أنه موجهة الأجهزة بحيث السطوح أعلى explants مواجهة القطب السالب ، والتي ينبغي أن يؤدي نظريا في التوزيع حتى من الخلايا electroporated عبر ازدراع. في أيدينا إلا أن الطريقة التي وصفنا تحسن على هذا الإجراء لأن الجهاز كورتي بقيت الملصقة على ساترة في جميع أنحاء الداخلي مما يحد من التلاعب في يزدرع بعد electroporation. بالإضافة إلى ذلك ، لا تزال تعلق نسبة أعلى من أجهزة كورتي إلى coverslips باستخدام هذه الطريقة المعروضة. يؤخذ من أسلوبنا جونز ، وآخرون (2006) والذي يستخدم إضافة كاشف 6 Fugene لزيادة كفاءة في التعبير الجيني بعد electroporation. في بروتوكول جونز وآخرون (2006) ، وelectroporated أجهزة والمحتضنة لمدة 5 دقائق مع 100 ميكرولتر من كاشف Fugene ترنسفكأيشن 6 ، و 6 مطلي. أسلوبنا يختلف في استخدام نسبة 3:02 من 6 كاشف Fugene لبلازميد الحمض النووي ، الذي وجدناه تجريبيا لتوفير وراثيا التعبير الأمثل مع سمية الجهاز الأدنى. نحن لا نستخدم مخفف Fugene 6 كاشف ، التي يمكن أن تؤدي إلى تسمم في الثقافات. التكوين الكهربائي في بروتوكول لدينا ، فضلا عن جونز وآخرون (2006) ، والنتائج الأولية في التعبير الجيني في دوامة إما حوف ظهارة حسية أو تبعا للموقف الكاثود. على الرغم من أن هناك خلايا DsRed ايجابية على الجانب من الثقافة بعيدة إلى القطب السالب ، وهناك تركيز أعلى من الخلايا المعدلة وراثيا أقرب إلى الكاثود. لضمان التعبير الكامل للالتحوير في كلا الجانبين من جهاز ازدراع كورتي ، يمكن عكس التيار لقطار نبضة الثانية يقود عكس ببساطة. النتائج الواردة في بروتوكول تعبير قوي من التحوير في جميع أنحاء جهاز كورتي (الشكل 5).

Disclosures: الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

Acknowledgements: الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

فإن الكتاب أود أن أشكر Demêmes دانييل وCotanche دوغلاس ولما بذلوه من جهود في مجال التدريس لنا الطرق لعزل الجهاز كورتي. بالإضافة إلى ذلك ، نود أن نشكر إسماعيل ستيفانوف - فاغنر للهندسة الأقطاب electroporator ؛ شيري لين عن أعمالها الفنية التي تسهم في الرسوم المتحركة الفيديو ، ومتى شانا ، ميكر جيسون ، وكندرا مارشال ( www.goodfightproductions.com ) لإنتاج الفيديو. وقد تم تمويل هذا العمل عن طريق منح (R03DC010065 - باركر ؛ RO1DC007174 الحافة ؛ P30DC05209 MEEI النواة لدعم أبحاث السمع) من NIDCD.

Materials: الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

Name Company Catalog Number Comments
Glass microscope coverslips DYNALAB Corporation 2010 10mm diameter, circle #1, 1mm thickness, 1 ounce
4 ringed cell culture dish Greiner Bio-One 627170 Sterilized 35 X 10 mm cell culture dish with 4 inner rings
Poly-L-ornithine Sigma-Aldrich P4957 0.01% Solution
Laminin BD Biosciences 354232 made in mouse
Fetal Bovine Serum Invitrogen 26140-095 Qualified
Operating scissors Roboz Surgical Instruments Co. RS-6806 Straight, sharp-blunt length 5"
#11 Scalpel Blade BD Biosciences 372611
#4 Dumoxel forceps Fine Science Tools 11241-30
#55 Dumostar fine forceps Fine Science Tools 11295-51
Dulbecco’s Modified Eagle Medium Invitrogen 10564-011 High Glucose
Horse Serum Invitrogen 2605088 Heat Inactivated
Ampicillin Sodium Salt Invitrogen 11593-027 Irradiated
cc Lo-Dose Insulin Syringe BD Biosciences 329465 U-100 28G
Fugene 6 Transfection Reagent Roche Group 11-815-091-001
Polystyrene test tube Fisher Scientific 14-956-5A
Laminar flow hood The Baker Company (Stanford, ME) Model SG603a SterileGARD III
Advanced Class II
Biological Safety Cabinet
Opti-MEM I Reduced-Serum Medium Invitrogen 31985
Reporter plasmid Clontech Laboratories 632539 pCMV DsRed-Express 2
Electroporator Bio-Rad 1652662 BioRad Gene Pulser Xcell

References: الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

  1. Sobkowicz, H. M., Bereman, B., and Rose, J. E. Organotypic Development of the Organ of Corti in Culture. Journal of Neurocytology 4 (5), 543 (1975); Kelley, M. et al., Development 119 (4), 1041 (1993).
  2. Zheng, J. L., and Gao, W. Q. Overexpression of Math1 induces robust production of extra hair cells in postnatal rat inner ears. Nature Neuroscience 3 (6), 580 (2000).
  3. Martinez-Monedero, R. et al. THE POTENTIAL ROLE OF ENDOGENOUS STEM CELLS IN REGENERATION OF THE INNER EAR. J Neurobiol 66 (4), 319 (2006).
  4. Saffer, L. D., Gu, R., and Corwin, J. T. An RT-PCR analysis of mRNA for growth factor receptors in damaged and control sensory epithelia of rat utricles .Hearing Research 94 (1-2), 14 (1996).
  5. Zhang, Y., et al. Isolation, growth and differentiation of hair cell progenitors from the newborn rat cochlear greater epithelial ridge. Journal of Neuroscience Methods 164 (2), 271 (2007).
  6. Jones, J. M., et al. Inhibitors of Differentiation and DNA Binding (Ids) Regulate Math1 and Hair Cell Formation during the Development of the Organ of Corti. J. Neurosci. 26 (2), 550 (2006).
  7. Daniela, B., and Josef, S. Calbindin and S100 protein expression in the developing inner ear in mice. The Journal of Comparative Neurology 513 (5), 469 (2009).
  8. Helms, A. W., et al. Autoregulation and multiple enhancers control Math1 expression in the developing nervous system. Development 127 (6), 1185 (2000).
  9. Zheng, J. L. and Wei-Qiang, G. Differential Damage to Auditory Neurons and Hair Cells by Ototoxins and Neuroprotection by Specific Neurotrophins in Rat Cochlear Organotypic Cultures. European Journal of Neuroscience 8 (9), 1897 (1996).

Ask the Author: الابتدائية الثقافة وElectroporation البلازميد الجهاز الفئران كورتي.

12 Comments

Is it possible to download the video file for teaching graduate students in my lab? How do I do?

1

Reply

Posted by: Francisco J. del CastilloFebruary 23, 2010, 9:48 AM

Please contact support@jove.com.

1.1

Reply

Posted by: AnonymousFebruary 23, 2010, 10:05 AM

Thanks for your video! It's a great visual aid. I was wondering as one application for the microdissected epithelium, can we plate it with aggregated mammalian cells that express secreted factors into the medium?

2

Reply

Posted by: JianyiMay 27, 2010, 1:40 PM

We routinely co-culture both the whole organ of Corti and micro-isolate with several different mammalian cell types (i.e. stem cells, spiral ganglion neurons). You should be able to co-culture your cells as long as they can be maintained in the described medium.

2.1

Reply

Posted by: AnonymousJune 2, 2010, 10:26 AM

To orient the organ of Corti so that the hair cells face upwards:

1. Isolate the organ of Corti as directed
2. note the wider base and the narrower apex
3. orient the organ of Corti so that the spiral is tuning upward towards you (i.e. base at bottom of the spiral and apex at the top)
4. slowly remove the media and the organ of Corti will collapse onto the plate
5. using forceps , spread out the base from the apex to make a C-shaped structure. Make sure that there are no twists in the organ of Corti.
6. slowly add media and continue the procedure as directed

4

Reply

Posted by: Mark P.June 24, 2010, 11:57 AM

Thank you for great movie!! Now I am collecting materials to do this experiment.
Could you let me know the 4 ringed cell culture dish's 1 ring's size, and the glass microscope coverslip's size for me?

5

Reply

Posted by: SunHee KimJune 24, 2010, 9:09 PM

Thank you for great movie!! Now I am collecting materials to do this experiment.
Could you let me know the 4 ringed cell culture dish's 1 ring's size, and the glass microscope coverslip's size for me?

6

Reply

Posted by: SunHee KimJune 24, 2010, 9:10 PM

Thank you for great movie!! Now I am collecting materials to do this experiment.
Could you let me know the 4 ringed cell culture dish's 1 ring's size, and the glass microscope coverslip's size for me?

7

Reply

Posted by: SunHee KimJune 24, 2010, 9:11 PM

Thank you for great movie!! Now I am collecting materials to do this experiment.
Could you let me know the 4 ringed cell culture dish's 1 ring's size, and the glass microscope coverslip's size for me?

8

Reply

Posted by: SunHee KimJune 24, 2010, 9:11 PM



As noted on the Materials table in the article, the glass coverslips have a 10 mm diameter. The ring size in the 4-well culture dish is slightly larger and can be ordered through the company listed on the table.
-The Authors

9

Reply

Posted by: Nandita S.June 28, 2010, 4:10 PM

I am having a difficult time getting the organ to stick on the coated glass cover slips. Although most organs are able to adhere initially, most of them would detach after electroporation. When processed for immunostaining, nearly all of them floats away (even with out any shaking), which makes processing and transfer difficult and the morphology is easily often destroyed. Is this your experience? What precautions might I have missed?

10

Reply

Posted by: tzywen@umich.eduSeptember 28, 2010, 12:32 PM

In our hands, it is unusual for the organs to detach after electroporation if they were properly affixed to begin with. The key steps for fixing the organs to the coverslips are listed in this protocol. One key is it to make sure that the basilar membrane makes full contact with the glass coverslip and that there are no twists in the organ. If the basilar membrane is affixed well, you will see cells migrate out onto the coverslip after 24 hrs which helps to keep the organ from floating. As far as immunohistochemistry, all of the labeling can be conducted in the wells described in this protocol, so no transfer is required until mounting. However, you must be careful not to disturb the organs when you add/remove the reagents. I do not suggest shaking the organs.

10.1

Reply

Posted by: Mark P.September 29, 2010, 8:59 AM

Thanks for your input. I wonder if my coated slides are not working properly.
In electroporation, do you routinely reverse polarity? If yes, does it make any difference which polarity go first?

10.1.1

Reply

Posted by: tzywenSeptember 29, 2010, 9:36 AM

No, I don’t reverse the polarity routinely. All of the images in this publication are single polarity. The direction depends on whether you are trying to electroporate the inner or outer hair cell regions. Reverse the polarity of you want the transgene in both regions.

10.1.1.1

Reply

Posted by: Mark P.September 29, 2010, 9:43 AM

How do your orient if OHC is the target?

10.1.1.1.1

Reply

Posted by: tzywenOctober 1, 2010, 12:38 PM

Try placing the anodeon the OHC side, then run a pulse train. Look for expression the next day.

10.1.1.1.1.1

Reply

Posted by: Mark P.October 1, 2010, 1:21 PM

What's the distance between the two electrodes?

10.1.1.1.2

Reply

Posted by: tzywenOctober 1, 2010, 12:52 PM

They are adjustable; ranging from 50-200 micrometers. I usually have them set to ~150 micrometers. Be careful not to touch the explants with the electrodes while the pulse train is in progress.

10.1.1.1.2.1

Reply

Posted by: Mark P.October 1, 2010, 1:14 PM

Could you verify the distance? 150um would be right against (if not touching) the explant.

10.1.1.1.2.1.1

Reply

Posted by: AnonymousNovember 12, 2010, 4:08 PM

I noticed that you use the home-made electrodes. I don’t know how to make them. Do you have some suggestions on the commercial electrodes? Do you know which company sell the similar electrodes?
I haven’t tried any of these but there are a lot of options here www.btxonline.com/products/electrodes/invivo/genepaddles.asp
If no company sells, do you think Ishmael Stefanov-Wagner can help us make the electrodes and how to contact him?
Stefanov-Wagner, Ishmael
Ishmael_Stefanov-Wagner@MEEI.HARVARD.EDU
Could you please tell me where to buy the micromanipulator (company name and cat #)?
World Precision Instruments.
Model KITE-R
Order # M3301R
When you reverse the polarity of electroporation, do you change the orientation of electrodes or the electroporator has a feature to change the polarity?
I simply unplug the leads from the electroporator, and re-plug them on the opposite slots (i.e. red to black) and re-run the pulse train.
We found that the micro-isolation of the organ of Corti is very difficult. Under our dissecting microscope, we could not tell the spiral limbus and sensory epithelium. Or maybe you have some kind of tricks to tell the difference between the two parts of tissue?
Look at 6:23 of the video. Here you can see a dark stripe that runs the length of the organ. We cut along this stripe.
Fifth, when you capture the fluorescent signals, do you need to take out the cover slips and put them on the glass slide?
For visualization of electroporated transgenes (i.e. DsRed, GFP) , there is no need to fix. The organs can be viewed in situ on a microscope or over several hours on a heated stage.

Do you put the cover slip upside down or face up with another cover slip on top of it? In which way, you can observe the details of stereocilia in both outer hair cells and inner hair cells?
You can mount with another coverslip over the top.

Could you please let me know the intervals of these pulses?
0.1sec

11

Reply

Posted by: Mark P.September 29, 2010, 9:38 AM

Regarding culture medium, have you found any difference in using 5% horse serum/5% FBS instead of 10% FBS?

11.1

Reply

Posted by: tzywenOctober 1, 2010, 12:55 PM

I have not tried 10% FBS.

11.1.1

Reply

Posted by: Mark P.October 1, 2010, 1:10 PM

Thanks for all of the information regarding the protocol. I've contacted Mr. Stefanov-Wagner regarding electrode fabrication. He indicated he's used both stainless steel and nickel (which I believe is the metal used for the electrodes you show in your video). Did you find electrodes made from these metals equally efficient in the protocol or was one metal type better? Also, did you find that you needed to alter the electroporation conditions depending on the electrode composition?
thanks

11.2

Reply

Posted by: DaveDecember 7, 2010, 5:47 PM

The problem with the nickel electrodes is that some type of precipitate forms on them after a while. I haven’t tried the stainless electrodes yet, so I can’t say which are better. Another member of our laboratory tried the stainless electrodes one time with poorer results than I show here. However, it was her first time attempting the procedure and I can’t say that any differences were due to the electrodes.

11.2.1

Reply

Posted by: Mark P.December 7, 2010, 6:19 PM

is there any need to remove the vestibular membrane.why didn't i see this progress in the video?and can you tell me which trademark of forceps do you use,i had bough some,but they are all not sharp enough to clip the tectorial membrane! thank you very much!

12

Reply

Posted by: liu March 1, 2012, 10:51 PM

The ordering information for the forceps is listed in the table above. The tips are easily damaged, so use new forceps id yours are bent or dull.

Im not sure what you mean by the vestibular membrane. The vestibular system is not included in this video. If you are referring to the tectorial membrane, this video does a better job of showing its removal ( http://www.masseyeandear.org/research/ent/eaton-peabody/epl-histology-resources/video-tutorial-for-cochlear-dissection/).

12.1

Reply

Posted by: Mark P.March 2, 2012, 8:44 AM

Hi,
Why do you incubate the organ of corti overnight before electroporation? Can I do electroporation immediately after the dissection? Thanks.

13

Reply

Posted by: jun yangApril 10, 2012, 12:36 AM

I cultured the OCs overnight to make sure they were affixed to the coverslip. I have had problems with them sticking to the coverslip if I electroporated them first.

13.1

Reply

Posted by: Mark P.April 10, 2012, 9:43 AM

Post a Question / Comment / Request

You must be signed in to post a comment. Please or create an account.

Waiting
simple hit counter