La estría vascular es vital para la generación de potencial endococlear. Aquí, presentamos la disección de la estría vascular del ratón adulto para la secuenciación de un solo núcleo o inmunotinción.
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Artículo de método
La estría vascular es vital para la generación de potencial endococlear. Aquí, presentamos la disección de la estría vascular del ratón adulto para la secuenciación de un solo núcleo o inmunotinción.
El potencial endococlear, que es generado por la estría vascular, es esencial para mantener un entorno propicio para la mecanotransducción adecuada de las células ciliadas y, en última instancia, la audición. Las patologías de la estría vascular pueden resultar en una disminución de la audición. La disección de la estría vascular adulta permite la captura focalizada de un solo núcleo y la posterior secuenciación e inmunotinción de un solo núcleo. Estas técnicas se utilizan para estudiar la fisiopatología de la estría vascular a nivel unicelular.
La secuenciación de un solo núcleo se puede utilizar en el contexto del análisis transcripcional de la estría vascular. Mientras tanto, la inmunotinción sigue siendo útil para identificar poblaciones específicas de células. Ambos métodos requieren una disección adecuada de la estría vascular como requisito previo, lo que puede resultar técnicamente desafiante.
La cóclea consiste en tres cámaras llenas de líquido, la scala vestibuli, la scala media y la scala tympani. La scala vestibuli y la scala tympani contienen perilinfa, que tiene una alta concentración de sodio (138 mM) y una baja concentración de potasio (6,8 mM)1. La escala media contiene endolinfa, que tiene una alta concentración de potasio (154 mM) y una baja concentración de sodio (0,91 mM)1,2,3. Esta diferencia en la concentración de iones puede denominarse potencial endococlear (EP), y se genera principalmente por el movimiento de iones de potasio a través de varios canales iónicos y uniones de brecha en la estría vascular (SV) a lo largo de la pared lateral de la cóclea 4,5,6,7,8,9,10,11 . El SV es un tejido heterogéneo, altamente vascularizado, que recubre la cara medial de la pared lateral de la cóclea y contiene tres tipos principales de células: células marginales, intermedias y basales12 (Figura 1).
Las células marginales están conectadas por uniones estrechas para formar la superficie más medial del SV. La membrana apical se enfrenta a la endolinfa de la escala media y contribuye al transporte de iones de potasio en la endolinfa utilizando varios canales, incluyendo KCNE1/KCNQ1, SLC12A2 y Na+-K+-ATPasa (NKA)5,10,13,14. Las células intermedias son células pigmentadas que residen entre las células marginales y basales y facilitan el transporte de potasio a través del SV utilizando KCNJ10 (Kir 4.1)15,16. Las células basales se encuentran muy cerca de la pared lateral de la cóclea y están estrechamente asociadas con los fibrocitos del ligamento espiral para promover el reciclaje de potasio de la perilinfa12. La patología de la SV ha sido implicada en numerosos trastornos otológicos17,18. Las mutaciones en los genes expresados en los principales tipos de células SV, como Kcnq1, Kcne1, Kcnj10 y Cldn11, pueden causar sordera y disfunción de SV, incluida la pérdida de EP 19,20,21,22,23. Además de los tres tipos principales de células, hay otros tipos de células menos estudiadas en el SV, como las células fusiformes 22, las células raíz12,24, los macrófagos 25, los pericitos 26 y las células endoteliales 27, que tienen funciones incompletamente definidas que involucran la homeostasis iónica y la generación de EP 28.
En comparación con la secuenciación masiva de ARN, la secuenciación de ARN de núcleos únicos (sNuc-Seq) proporciona información sobre la heterogeneidad celular, en lugar de un promedio de ARNm en un grupo de células29, y puede ser particularmente útil cuando se estudia el SV30 heterogéneo. Por ejemplo, sNuc-Seq ha producido un análisis transcripcional que sugiere que puede haber un papel para las células fusiformes y radiculares en la generación de EP, la pérdida de audición y la enfermedad de Meniere18. La caracterización transcripcional adicional de los diversos tipos de células SV puede proporcionarnos información invaluable sobre la fisiopatología subyacente a los diferentes mecanismos y subtipos de fluctuación auditiva relacionada con SV y pérdida auditiva. La cosecha de estas delicadas estructuras del oído interno es de suma importancia para el análisis óptimo del tejido.
En este estudio, se describe el enfoque de microdisección para acceder y aislar la estría vascular de la cóclea de ratón adulta para sNuc-Seq o inmunotinción. La disección del SV del ratón adulto es necesaria para comprender varios tipos de células SV y caracterizar aún más su papel en la audición.
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Todos los experimentos y procedimientos con animales se realizaron de acuerdo con los protocolos aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales del Instituto Nacional de Enfermedades Neurológicas y Accidentes Cerebrovasculares y el Instituto Nacional de la Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación, Institutos Nacionales de Salud. Todos los protocolos experimentales fueron aprobados por el Comité de Cuidado y Uso de Animales del Instituto Nacional de Enfermedades Neurológicas y Accidentes Cerebrovasculares y el Instituto Nacional de la Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación, Institutos Nacionales de Salud. Todos los métodos se llevaron a cabo de acuerdo con las pautas y regulaciones relevantes del Comité de Cuidado y Uso de Animales del Instituto Nacional de Enfermedades Neurológicas y Accidentes Cerebrovasculares y el Instituto Nacional de la Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación, Institutos Nacionales de Salud.
1. Eutanasia animal
2. Exponer el laberinto óseo
3. Extracción del oído interno
4. Disección SV
NOTA: Con la práctica, es posible diseccionar el SV como una pieza larga que se asemeja a una cinta. El SV es frágil, por lo que si se rompe en pedazos, estos pueden almacenarse juntos. Alternativamente, estos pueden almacenarse en pozos etiquetados por separado de acuerdo con su giro (por ejemplo, basal, medio, apical).
5. SV suspensión mononúcleo
NOTA: Este protocolo está adaptado para el tejido SV específicamente a partir de un protocolo de suspensión de un solo núcleo publicado por el fabricante. Se pueden utilizar plataformas de diferentes fabricantes31. Dada la variación específica de la plataforma, se recomienda revisar el protocolo específico del fabricante proporcionado con el equipo. Para lograr resultados óptimos para sNuc-Seq y minimizar la degradación del ARN, cuanto más rápida sea la disección del tejido, mejor (recomendado dentro de los 15-20 minutos posteriores a la eutanasia). Puede ser útil sacrificar a un animal a la vez y solo cuando esté listo para diseccionar. Tener varias personas trabajando simultáneamente en las disecciones también puede eliminar el tiempo de degradación (por ejemplo, un personal de laboratorio trabajando en el oído izquierdo mientras otro trabaja en el oído derecho).
6. Secuenciación de un solo núcleo SV
7. Inmunotinción SV y montaje de tejidos
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Presentamos un método para aislar el SV que se utilizará para sNuc-Seq o inmunotinción. La anatomía relevante (Figura 1) de la cóclea en relación con la SV puede ayudar a los usuarios a comprender mejor la organización de la SV y los pasos del protocolo de disección.
Cada paso de esta microdisección de SV desde un mouse P30 se detalla en el video asociado, y las instantáneas de los pasos clave de esta disección y aislamiento de SV se presentan en la
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Antes del advenimiento de la secuenciación de células individuales, muchos investigadores utilizaron el análisis de tejido a granel, que solo hizo posible analizar transcriptomas promediados en las células. En particular, la célula única y sNuc-Seq permitieron aislar el transcriptoma de una sola célula o de un solo núcleo, respectivamente32. En este caso, se pueden identificar transcriptomas de un solo núcleo para células marginales, intermedias y basales, así como para células fusiformes
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Los autores no tienen nada que revelar.
Esta investigación fue apoyada en parte por el Programa de Investigación Intramuros de los NIH, NIDCD a M.H. (DC000088)
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| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| 10-y micro; m filter (Polietilentereftalato) | PluriSelect | #43-50010-01 | Tejido filtrante durante sNuc-Seq |
| 18 x 18 mm cubreobjetos | Fisher Scientific | 12-541A | Cubreobjetos para montaje SV |
| 30-µ m filter (Polietilentereftalato) | PluriSelect | #43-50030-03 | Tejido filtrante durante sNuc-Seq |
| 75 x 25 mm Superfrost Plus/Colorforst Plus | Microslide Daigger | EF15978Z | Microslide para montar SV en |
| ratones C57BL/6J | The Jackson Laboratory | RRID: IMSR_JAX:000664 | Cepa de ratón de propósito general que tiene pigmento que se ve más fácilmente en las células intermedias del SV. |
| Contador | de células Logos Biosystems | L20001 | Se utiliza para el recuento de células |
| Cureta Chalizon 5'', tamaño 3 2.5 mm | Instrumentos de investigación biomédica | 15-1020 | Se utiliza para transferir SV |
| Chromium Next GEM Single Cell 3' GEM Kit v3.1 | Chromium | PN-1000141 | Genera bibliotecas de expresión génica de 3' de una sola célula |
| Esmalte de uñas transparente | Fisher Scientific | NC1849418 | Se utiliza para sellar placas de |
| cultivo de tejidos estándar Corning Falcon de montura SV, 24 pocillos | Corning | 08-772B Placa de | cultivo utilizada para sostener la muestra durante la disección |
| DAPI | Invitrogen | D1306, RRID: AB_2629482 | Tinción utilizada para el etiquetado de núcleos |
| Homogeneizador Dounce | Sigma-Aldrich | D8938 | Se utiliza para homogeneizar tejido para pinzas |
| sNuc-seq Dumont #5Fine Science Tools | 11252-30 | Pinzas generales para disección Pinzas | |
| Dumont #55 Pinzas | Fine Science Tools | 11255-20 | Pinzas con punta fina que facilita la manipulación de SV |
| Suero fetal bovino | ThermoFisher | 16000044 | Se utiliza para los pasos de sNuc-Seq |
| Pegamento en barra | Fisher Scientific | NC0691392 | Se utiliza para el montaje de SV |
| GS-IB4 Anticuerpo | Molecular Sondas | I21411, RRID: AB-2314662 | Anticuerpo utilizado para el marcaje capilar |
| KCNJ10-ZsGreen Ratones | n/a | n/a Ratón | transgénico que expresa KCNJ10-ZsGreen, particularmente en las células intermedias del SV. |
| MgCl2 | ThermoFisher | AM9530G | utilizado para los pasos de sNuc-Seq |
| Reactivo de montaje | ThermoFisher | #S36940 | Reactivo de montaje para SV |
| Multiwell Placa de 24 pocillos | Corning | #353047 | Placa utilizada para la inmunotinción |
| NaCl | ThermoFisher AAJ216183 | Se utiliza para los pasos de sNuc-Seq | |
| Nonidet P40 | Sigma-Aldrich | 9-16-45-9 | Se utiliza para los pasos de sNuc-Seq |
| Agua libre de nucleasa | ThermoFisher | 4387936 | Se utiliza para los pasos de sNuc-Seq |
| Agitador orbital | Silent Shake | SYC-2102A | Se utiliza para los pasos de inmunotinción |
| PBS | ThermoFisher | J61196. AP | Se utiliza para los pasos de inmunotinción y disección |
| ARN posterior | Invitrogen | AM7021 | Se utiliza para la conservación de SV para sNuc-Seq |
| Scizzors | Fine Science Tools | 14058-09 | Se utiliza para dividir el cráneo del ratón |
| Tris-HCl | Sigma-Aldrich | 15506017 | Se utiliza para los pasos de sNuc-Seq |
| Tinción de azul de tripano | Gibco | 15250061 | Se utiliza para el recuento de células |
| Tween20 | ThermoFisher | AAJ20605AP | Se utiliza para los pasos de sNuc-Seq |
| Microscopio estereoscópico Zeiss STEMI SV 11 Apo | Microscopio Zeiss | n/a | utilizado para disecciones |
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