يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية

مقالة منهجية

انتقائية للبحث عن المفقودين من ألياف العصب السمعي في الطيور الدهليزي القوقعي الجنينية

8.7K مشاهدة

⸱

DOI:

10.3791/50305

⸱

مارس 18, 2013

 ,  , 
1Department of Neurobiology and Behavior, University of California, Irvine

في هذه المقالة

ملخص

نحن هنا وصف تقنية تسليخ مجهري تليها حقن صبغة الفلورسنت في العقدة الصوتية للأجنة الكتكوت المبكر للانتقائية تتبع من ألياف المحور العصبي السمعي في الدماغ المؤخر والعصب.

الملخص

فرخ الجنينية هو نموذج يستخدم على نطاق واسع لدراسة الطرفية والمركزية التوقعات خلية العقدة. في الجهاز السمعي، ووضع العلامات الانتقائي للمحاور عصبية السمعية داخل العصب القحفي VIIIth تعزيز دراسة السمعية المركزية التنمية الدائرة. هذا النهج من الأمور الصعبة نظرا الحواس متعددة من الأذن الداخلية والعصب المساهمة في VIIIth 1. وعلاوة على ذلك، علامات التي تميز بشكل موثوق السمعية مقابل مجموعة من المحاور العصبية الدهليزي داخل العصب VIIIth الطيور لا يزال يتعين تحديدها. لا يمكن السمعية والدهليزية مسارات يمكن تمييزها وظيفيا في الأجنة في وقت مبكر، كما الحسية استجابات ليست موجودة قبل تشكيل الدوائر. وقد تتبعت إسقاط مركزيا بالخلايا العصبية VIIIth في بعض الدراسات، ولكن رافق السمعية محور عصبي وضع العلامات من قبل المكونات الأخرى من وضع العلامات العصبية VIIIth 2،3. هنا، نحن تصف طريقة لتتبع تقدمي من العقدة الصوتية لابي انتقائيمحاور عصبية ل السمعية داخل العصب VIIIth النامية. الأولى، بعد تشريح جزء من المنطقة الأمامية من الرأس الجنين الفرخ يوم 8-منغمسين في الاوكسيجين السائل النخاعي الاصطناعي، تم تحديد قناة القوقعية من المعالم التشريحية. المقبل، يتم وضع غرامة micropipette الزجاج سحبت لحقن كمية صغيرة من الأمينات رودامين ديكستران في المنطقة العميقة لاصق والمجاورة حيث توجد خلايا العقدة الصوتية. في غضون ثلاثين دقيقة بعد الحقن، وتتبع محاور عصبية السمعي في الدماغ المؤخر مركزيا ويمكن أن تكون في وقت لاحق بعد إعداد تصور نسيجية. هذا الأسلوب يوفر أداة مفيدة للدراسات الإنمائية من الطرفية إلى وسط السمعية تشكيل الدائرة.

البروتوكول

1. إعداد أدوات تشريح التالية والكواشف

  • السائل النخاعي الاصطناعي (ACSF؛ 130 مم كلوريد الصوديوم، 3 مم بوكل، 1.2 ملي KH 2 PO 4 و 20 ملي NaHCO 3 و 3 HEPES مم، 10 مم الجلوكوز، 2 مم CaCl 2، 1،3 ملي MgSO 4) غرست باستمرار مع 95٪ O 2/5٪ CO 2 في درجة حرارة الغرفة. للتسريب، وملء إلى 3/2 ألف 500 مل جرة Nalgene واسعة الفم مع وجود ثقب حفر في الغطاء. وسوف تعلق دبابات من أنابيب الزجاج إلى عوامات الجذعية، والتي تخترق ACSF من خلال ثقب في الغطاء جرة. ضبط ضغط للحصول على تيار مستمر من الفقاعات التي تصل إلى حوالي 1/3 من السائل ولكنها ليست قوية بما يكفي للتسبب الرش على الحافة. يغرق 5 قوارير الزجاج مل (إلى 6) في جرة Nalgene لفصل العينات الفردية عن بعضها البعض والغاز من الاضطراب التدفق. وينبغي المؤكسج ACSF مدة لا تقل عن 20 دقيقة قبل أي حضانة الأنسجة.
  • طبق صغير تشريح سيليكون (35 × 10 مممم بيتري Sylgard المغلفة باستخدام Elastomere كيت) مع دبابيس تشريح 2 وضعها في البوليسترين سداسية صغيرة (47 مم أسفل) تزن القارب.
  • اثنين غرامة ملقط غيض، واحدة منحني ملقط غيض، دورق 50 مل، وحاوية للنفايات الأنسجة.
  • سحبت الزجاج micropipette (1.2 OD / 0.9 ID) إلى حوالي 20-50 كسر ميكرومتر فتح في الطرف ومليئة رودامين ديكستران أمين (RDA، MW = 3،000، إينفيتروجن) في محلول 6.25٪ مع 0.4٪ تريتون X-100 في برنامج تلفزيوني . بواسطة أنابيب إرفاق غرامة لpicospritzer واستقرار لمياداة مجهرية.

2. الدقيقة لكشف تشريح الحليمة قاعدي في E8 4،5

  1. مع ملقط المنحني، وقطع E8 الجنين أقل بقليل من الدماغ، ووضع الرأس مباشرة على طبق تشريح سيليكون المغلفة داخل تزن القارب.
  2. إمالة الرأس باستخدام دبابيس تشريح، ضع الرأس بهدف بطني حتى الأذن على جانب الفائدة مرئيا قليلا، قليلا وظهريا مشيرا 10-30 درجة بعيدا عن مnter (الشكل 2A). تأمين على الفور الرأس مع الدبابيس. إذا هو المطلوب الثنائية تتبع، رئيس مركز في 0 درجة، أو مرأى ومسمع بطني بحيث يمكن الوصول إليها كلا الجانبين. وبالمثل، لحقن في الجانب الأيسر من الرأس في تأمين -10 إلى -30 درجة من وسط الجانب الأيسر حتى يمكن الوصول إليها.
  3. باستخدام الدورق 50 مل، 30 مل من نقل الاوكسيجين في ACSF الطبق، غمر تماما الأنسجة.
  4. فهم بلطف وقشر أسفل الفك السفلي باستخدام ملقط غرامة تلميح، ثم إزالة الجفن السفلي على جانب الفائدة.
  5. إزالة الأنسجة الوعائية المغطي، بما في ذلك أي الحنك المتبقية والمريء. وينبغي لهذه الأنسجة الرخوة قشر بعيدا الكشف عن سطح أملس تطوير القحف الغضروفي مع الشرايين الفقري مميزة في سطحه. من هذه النقطة، يجب السمة الشامل otoconial بيضاء تكون مرئية.
  6. تشريح بعناية الجلد حول الصماخ الخارجي، غضروف مفصل الفك، وإلى الأذن الوسطى مع ترك فيالمجموع الأذن سليمة. استخدام ملقط لخفض بلطف بعيدا هذه الهياكل الغضروفية.
  7. إزالة الشرايين الفقري وتجمع الدم باستخدام اقتراح لطيف واسعة مع ملقط غرامة نصائح. يمكن مشاهدة الدم والتخثر يحجب قد سد افتتاح ماصة الحقن.
  8. القناة القوقعي مع ظهارة حسية المجاورة (القاعدي حليمة) والعقدة تكمن الصوتية مباشرة تحت القحف الغضروفي 6 و يمكن تصور باعتبارها الإسقاط الإصبع تشبه ممدود تمتد من الأذن الداخلية بطنيا، مع الطرف البعيد في أقصى (قمة) بالقرب من الأمامية خط الوسط 5. قد يكون هناك تجمع صغيرة من الدم (الحمراء) من تشريح و / أو تكلس الحصيات السمعية (أبيض) في ذروة القناة قوقعة الأذن (الشكل 2B) التي يمكن أن تساعد في التصور. يعتقد رقعة الحسية في ذروة هو البقعة lagenar، لتكون وظيفة الدهليزي 7،8.

3. انتقائية وصفها من ألياف CN السمعي VIII

  1. ضع ماصة الحقن بالقرب من سطح الجنين في المنطقة قوقعة حليمة القناة والقاعدي.
  2. خفض ببطء micropipette إلى ثقب الجمجمة لأول مرة. هذه المنطقة هي الجمجمة أرق من المناطق المحيطة بها، ويتطلب أقل قوة لاختراق. يجب أن تكون الآن micropipette داخل قناة القوقعية. اختياري: يمكن إجراء حقن صغيرة من صبغة تتبع هنا للمساعدة في وضع الرؤية وحليمة القاعدي.
  3. دون تغيير موضع micropipette، مواصلة خفض المخالفات فقط حتى الحدود العميق للقناة القوقعية (الشكل 1). إجراء الحقن هنا وتكرار في مناطق متعددة على طول الحليمة القاعدي (أرقام 2C، 2D)، باستثناء الطرف الأكثر القريبة حيث يقع الحوقلة الدهليزي. مع تعيين picospritzer بين 10-30 رطل، يتم إجراء الحقن عدة. حجم السائل صبغ حقن يختلف، ويعتمد على مدى لوضع العلامات المطلوبة. ينبغي لكل الحقن يؤدي إلى LA-صبغة الفلورسنتbeled بقعة تقريبا من 200 - 400 ميكرون قطر (الشكل 2D).
  4. وبمجرد أن حقن اكتمال استخدام ملقط لعينة المسح الشامل فوق جذع الدماغ واستخدام ماصة نقل لوضع جزء الذيلية في جرة صغيرة داخل حاوية من ACSF باستمرار يجري perfused مع 95٪ O 2/5٪ CO 2.
  5. لكل الجنين، والسماح 20-30 دقيقة لنقل الصبغة، اعتمادا على مسافة تتبع المركزية المطلوب.
  6. إزالة الأنسجة والاستعداد لباجتزاء النسيجية. في المثال الموضح هنا، يتم غمر الأنسجة في بارافورمالدهيد 4٪ (1X PBS في) بين عشية وضحاها، والسكروز٪ 30 (1X PBS في) بين عشية وضحاها.

4. Counterstaining وتحليل

  1. Counterstaining مفيد للمساعدة في توجيه المراقب لموقع التشريحية وكذلك تحديد مناطق معينة من الفائدة. وملون مباين فعالة في هذا الإعداد هو immunolabeling خيط عصبي (الشكلان 1، 3B، 3E)، الذي L بقوةabels محاور عصبية ويسمح لترسيم مساحات محور عصبي في الجهاز العصبي المركزي.
  2. يجب أن يتم تنفيذ تحليل في جميع أنحاء المنطقة المسمى، إذ أن التوقعات يمكن أن تمتد عدة مئات من ميكرون أو أكثر على طول محور rostrocaudal. بعض الأمثلة على التحليلات الأساسية هي: استهداف معدلات الخطأ والتوقيت و / أو تغييرات في أنماط الاختلاف في الإسقاط. محاور عصبية RDA التي تحمل علامات يمكن رؤيتها في النظام العصبي الطرفي والمركزي مع ارتفاع القرار (أرقام 3A، 3D).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

النتائج

مكونات العصب VIIIth وتشريح الأعصاب نفسها معقدة ومعقدة (أرقام 1، 3). عن طريق تتبع انتقائي الألياف الناشئة عن خلايا العقدة الصوتية، يمكن شرائح العصب VIIIth وكذلك afferents السمعية الأولية في الدماغ تتبع نظيفة وتمييزها عن نظيراتها الدهليزي (أرقام 2، 3). وبالمثل، يمكن أن تستخدم هذه التقنية لدراسة التوقعات الطرفية للخلايا العقدة الصوتية (الشكل 3G)، أو تعديلها لدراسة التوقعات الناشئة عن أجهزة الدهليزي الفردية. لأن تتبع نظيفة محاور عصبية...

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

واقتصرت دراسات التنمية في وقت مبكر من العصب VIIIth ويرجع ذلك جزئيا لصعوبة في تحديد محاور عصبية الجنينية الناجمة عن العقد متميزة متعددة. واستكشفت عدة دراسات الإشارات الجزيئية والخلايا السمعية توجيه الحسية الدهليزي ومصائر خلية العقدة خلال التنمية في وقت مبكر، ولكن 5،11،12 عمليات تنظيم تعصيب المركزي لم يتم تحديدها بعد. تقارير الصوتية التوقعات خلية العقدة عادة تصف العمليات الطرفية الحسية لظهارة 13-15، في حين لا يعرف الكثير عن العمليات المركزية لإسقاط نوى الأولية....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

الإفصاحات

والإعلان عن أي تضارب في المصالح.

شكر وتقدير

الكتاب أود أن أشكر الدكتور كانديس هسيه للحصول على اقتراحات والمساعدة مع تقنيات التصوير والدكتور وو دوريس لخبرة في التشريح فرخ الأذن الداخلية خلال مرحلة التطور الجنيني المبكر. وأيد هذا العمل من قبل NSF-IOS 0642346، NIH-T32 DC010775، NIH-T32 GM008620، NIH-R01 DC010796، وDOE GAANN P200A120165.

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

استخدم خلال الحضانة للحفاظ على عينات ACSF منفصلة عن بعضها البعض وعن تيار محتدما
قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
اسم الكاشف / المواد شركة كتالوج رقم تعليقات
البوليسترين زن صحن فيشر العلمية 02-202-101
طبق بتري، 35 X 10 مم فيشر العلمية 50820644 استخدام السيليكون لجعل الطبق تشريح
Sylgard كيت سيليكون إلاستومر أدوات الدقة العالم SYLG184 معطف بيتري لجعل الطبق تشريح
تشريح دبابيس مختلف يحمل الجنين في أثناء تشريح
كلوريد الصوديوم مختلف جزء من وصفة ACSF
بوكل مختلف جزء من وصفة ACSF
KH 2 PO 4 مختلف جزء من وصفة ACSF
NaHCO 3 مختلف جزء من وصفة ACSF
جلوكوز مختلف جزء من وصفة ACSF
CaCl 2 مختلف جزء من وصفة ACSF
MgSO 4 مختلف جزء من وصفة ACSF
حاوية لACSF. تشير شفافة واسعة الفم Nalgene جرة، 500 مل (16 أوقية) مع غطاء. CPLabSafety QP-PLC-03717 حفر ثقب في افتتاح قمة غطاء للزجاج bubling الجذعية لاختراق السائل
الزجاج فارغة أو 5 مل قارورة قارورة شفافة قابلة للمقارنة أمريكا الدوائية الشركاء، وشركة 6332300105
خزان كربوجين (95٪ O 2/5٪ CO 2) متصلة بواسطة أنابيب إلى عوامات مختلف بواسطة أنابيب لإرفاق عوامات الجذعية الزجاج للتسريب في ACSF
الزجاج الجذعية الفوار مختلف للبث في كربوجين ACSF
منحني ملقط غيض أدوات الدقة العالم 501008 لإزالة الجنين من بويضة رئيس
اثنين غرامة ملقط غيض أدوات الدقة العالم 501985 لتشريح الصغيرة
50 مل بيكر مختلف
رودامين دكستران أمين (RDA) إينفيتروجن مختلف الفلورسنت محور عصبي التتبع
تريتون X-100 Biomedicals ICN
التخزين المؤقت المالحة الفوسفات، (1X PBS) مختلف معيار مختبر كاشف
رقيقة الجدار الزجاجي الأوعية الشعرية، 1.2 OD، .9 ID 4 "(100 مم) طول أدوات الدقة العالم TW120F-4 تحميل مع RDA. كل شعري يجعل micropipettes الزجاج اثنين
إبرة / الماصة مجتذب ديفيد KOPF الصكوك نموذج 720 الإعدادات المستخدمة: الحرارة 16.4، 2.2 الملف اللولبي
Picospritzer باركر الأجهزة مختلف بواسطة أنابيب إرفاق غرامة لmicropipette الزجاج
مياداة مجهرية Narishige مختلف
المجهر تشريح مع مضان مختلف
4٪ لامتصاص العرق مختلف معيار مختبر كاشف
المضادة للأجسام المضادة خيط عصبي، اختياري ميليبور AB1991 اتبع بروتوكول النسيجية موصى بها من قبل الشركة المصنعة
ناظم البرد والمواد المرتبطة بها لتقطيع لايكا مختلف
Epifluorescent المجهر للتصوير زايس، ومختلف

المراجع

  1. Groves, A. K., Fekete, D. M. Shaping sound in space: the regulation of inner ear patterning. Development. 139, 245-257 (2012).
  2. Pflieger, J. F., Cabana, T. The vestibular primary afferents and the vestibulospinal projections in the developing and adult opossum, Monodelphis domestica. Anatomy and Embryology. 194, 75-88 (1996).
  3. Molea, D., Rubel, E. W. Timing and topography of nucleus magnocellularis innervation by the cochlear ganglion. The Journal of Comparative Neurology. 466, 577-591 (2003).
  4. Bissonnette, J. P., Fekete, D. M. Standard atlas of the gross anatomy of the developing inner ear of the chicken. The Journal of Comparative Neurology. 368, 620-630 (1996).
  5. Brigande, J. V., Kiernan, A. E., Gao, X., Iten, L. E., Fekete, D. M. Molecular genetics of pattern formation in the inner ear: do compartment boundaries play a role. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97, 11700-11706 (1073).
  6. Bellairs, R., Osmond, M. The atlas of chick development. , 2nd Edn, Elsevier. (2005).
  7. Manley, G. A., Haeseler, C., Brix, J. Innervation patterns and spontaneous activity of afferent fibres to the lagenar macula and apical basilar papilla of the chick's cochlea. Hearing Research. 56, 211-226 (1991).
  8. Code, R. A. Efferent neurons to the macular lagena in the embryonic chick. Hearing Research. 82, 26-30 (1995).
  9. Maklad, A., Fritzsch, B. Development of vestibular afferent projections into the hindbrain and their central targets. Brain Research Bulletin. 60, 497-510 (2003).
  10. Rubel, E. W., Fritzsch, B. Auditory system development: primary auditory neurons and their targets. Annual Review of Neuroscience. 25, 51-101 (2002).
  11. Satoh, T., Fekete, D. M. Lineage analysis of inner ear cells using genomic tags for clonal identification. Methods Mol. Biol. 493, 47-63 (2009).
  12. Bok, J., Chang, W., Wu, D. K. Patterning and morphogenesis of the vertebrate inner ear. The International Journal of Developmental Biology. 51, 521-533 (2007).
  13. Appler, J. M., Goodrich, L. V. Connecting the ear to the brain: Molecular mechanisms of auditory circuit assembly. Progress in Neurobiology. 93, 488-508 (2011).
  14. Bulankina, A. V., Moser, T. Neural circuit development in the mammalian cochlea. Physiology (Bethesda). 27, 100-112 (2012).
  15. Fekete, D. M., Campero, A. M. Axon guidance in the inner ear. The International Journal of Developmental Biology. 51, 549-556 (2007).
  16. Momose-Sato, Y., Glover, J. C., Sato, K. Development of functional synaptic connections in the auditory system visualized with optical recording: afferent-evoked activity is present from early stages. Journal of Neurophysiology. 96, 1949-1962 (2006).
  17. Marrs, G. S., Spirou, G. A. Embryonic assembly of auditory circuits: spiral ganglion and brainstem. The Journal of Physiology. 590, 2391-2408 (2012).
  18. Milo, M., et al. Genomic analysis of the function of the transcription factor gata3 during development of the mammalian inner ear. PloS One. 4, e7144(2009).
  19. Fritzsch, B., Eberl, D. F., Beisel, K. W. The role of bHLH genes in ear development and evolution: revisiting a 10-year-old hypothesis. Cellular and Molecular Life Sciences : CMLS. 67, 3089-3099 (2010).
  20. Jahan, I., Kersigo, J., Pan, N., Fritzsch, B. Neurod1 regulates survival and formation of connections in mouse ear and brain. Cell and Tissue Research. 341, 95-110 (2010).
  21. Huang, E. J., et al. Brn3a is a transcriptional regulator of soma size, target field innervation and axon pathfinding of inner ear sensory neurons. Development. 128, 2421-2432 (2001).
  22. Jones, J. M., Warchol, M. E. Expression of the Gata3 transcription factor in the acoustic ganglion of the developing avian inner ear. The Journal of Comparative Neurology. 516, 507-518 (2009).
  23. Lu, C. C., Appler, J. M., Houseman, E. A., Goodrich, L. V. Developmental profiling of spiral ganglion neurons reveals insights into auditory circuit assembly. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 31, 10903-10918 (2011).

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

الوسوم

العقدة الصوتيةالقناة القوقعيةرودامين ديكسترانالحقن المجهريالتحضير النسيجيالسائل الدماغي الشوكي المؤكسجالتتبع الأماميالجنين الطيري
انتقائية للبحث عن المفقودين من ألياف العصب السمعي في الطيور الدهليزي القوقعي الجنينية
تواصل معنا
أوصِ به للمكتبة

الخصوصية

شروط الاستخدام

السياسات

حقوق الطبع والنشر © 2026 MyJoVE Corporation. جميع الحقوق محفوظة.