2017년 6월 8일
이 프로토콜의 목표는 신생아 생쥐 달팽이 explants의 준비, 문화, 치료 및 immunostaining를 입증하는 것입니다. 이 기술은 청각 연구 에서 체외 선별 도구로 활용 될 수 있습니다.
이 절차의 전반적인 목표는 청력 연구에서 체외 스크리닝 도구로 사용할 신생아 쥐 달팽이관 이식의 준비, 배양, 치료 및 면역 염색입니다. 이 방법은 생체 외 모델에서 달팽이관 유모 세포, 시냅스, 신경돌기 및 뉴런을 동시에 연구할 수 있도록 하고 인간의 분비물에서 발견되는 요인을 포함하여 달팽이관에 새로 생긴 분자의 작용 메커니즘에 대한 통찰력을 제공하는 것과 같은 청력 연구 분야의 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 기술의 주요 장점은 후보 치료 화합물의 스크리닝 과정이 in vivo 테스트 전에 가속화될 수 있다는 것입니다.
페트리 접시 뚜껑에 70% 에탄올이 함유된 갓 채취한 신생아 머리로 시작합니다. 메스 날을 사용하여 두개골의 앞쪽 끝에서 뒤쪽 끝까지 피부를 표재성으로 자릅니다. 그런 다음 양쪽 외이도를 자르고 피부를 앞쪽으로 접어 두개골 전체가 드러나도록 합니다.
다음으로, 달팽이관의 압박을 피하기 위해 메스 날을 전방에서 후방으로 부드럽게 위아래로 움직여 시상 봉합선을 따라 두개골을 엽니다. 궤도 바로 뒤쪽으로 수직으로 절단하여 주둥이를 제거하고 버립니다. 두개골의 뒤쪽 부분에는 여전히 뇌와 달팽이관이 있어야 합니다.
그런 다음 집게 4개를 사용하여 전뇌, 소뇌, 뇌간을 퉁명스럽게 해부하고 처분합니다. 두개골의 두 반쪽을 차가운 HBSS로 채워진 60mm 플라스틱 페트리 접시에 넣습니다. 그런 다음 4개의 집게를 사용하여 주변 등골 동맥에 인접한 달팽이관을 완전히 노출시키고 장기와 측두골을 뭉툭하게 분리합니다.
HBSS가 들어 있는 50mm 투명 벽 유리 바닥 페트리 접시에 달팽이관을 옮기고 접시를 현미경 아래에 놓습니다. 60mm 플라스틱 페트리 접시를 두개골의 다른 절반과 함께 얼음 위에 놓습니다. 그런 다음 집게 4개를 사용하여 달팽이관 이낭을 조심스럽게 절개합니다.
이제 마이크로 나이프 또는 두 개의 55 집게를 사용하여 코르티 기관에 부착된 나선형 인대를 달팽이관의 나머지 부분과 내측에서 조심스럽게 분리합니다. 이것은 가장 기저부로 나선인대를 잡고 정점으로 움직이면서 부드럽게 풀어서 수행할 수 있습니다. 나선형 인대를 제거한 후 달팽이관의 세로 시상 모습을 얻기 위해 표본을 배치합니다.
그런 다음 마이크로 나이프를 사용하여 달팽이관을 두 개 또는 세 부분으로 자르고 이 부분을 정점 및 기저 회전으로 분류합니다. 더 많은 정점 조각의 경우 상위 조직을, 더 많은 기저 조각의 경우 하위 조직을 제거하여 유모 세포와 신경돌기의 실제 층까지 제거하여 달팽이관 이식이 페트리 접시에 수평으로 놓일 수 있도록 합니다. 다음으로, 집게를 사용하여 코르티 기관보다 바로 위에 있는 매우 얇은 반투명층인 구조막을 부드럽게 잡고 벗겨냅니다.
기술적으로 가장 어려운 단계는 아래의 유모 세포를 쉽게 손상시킬 수 있는 얇은 반투명 구조막을 제거하는 것일 수 있습니다. 조직의 가장자리에서 시작함으로써, 외식의 길이를 따라 유모 세포는 구조막의 벗겨짐이 시작된 가장자리를 제외하고는 보존됩니다. 마지막으로, 나선신경절 뉴런 바로 위에 있는 라이스너의 막을 양쪽 집게로 만지고 벗겨내어 제거합니다.
이제 인공와우 표본은 가장자리의 손상된 부분을 제거한 후 배양할 준비가 되었습니다. 1ml 피펫의 팁을 약 120마이크로리터의 DMEM으로 적셔 배양 절차를 시작하여 외식이 팁 내부에 부착되는 것을 방지합니다. 그런 다음 미리 적신 팁을 사용하여 유리 바닥 페트리 접시에서 최대 70마이크로리터를 피펫팅하고 액체와 함께 표본을 4웰 페트리 접시의 4개 인레이 중 하나에 놓습니다.
현미경으로 이식이 올바른 방향에 있는지 확인하십시오. 구조막이 제거된 유모 세포의 영역이 위를 향하고 기저막이 내측의 잘린 기저 부분과 함께 아래를 향하고 커버슬립 인레이에 부착되는지 확인합니다. 검사 시 표본이 거꾸로 향하는 경우, 여기에 표시된 것처럼 피펫 팁에서 HBSS를 추가하고 올바른 방향이 될 때까지 피스의 위치를 변경합니다.
외식의 방향이 올바르게 잡히면 과도한 HBSS를 흡인하고 15초 동안 기다립니다. 이제 60 마이크로 리터의 따뜻한 배양 배지를 피펫으로 표본에 직접 연결하고 피펫으로 표본을 만지지 않도록주의하십시오. 내부 및 외부 페트리 접시 덮개를 교체하고 섭씨 37도에서 밤새 배양합니다.
다음 날, 페트리 접시가 들어 있는 인공와우 이식을 인큐베이터에서 층류 후드로 옮깁니다. 인레이에서 FBS를 포함하지 않는 오래된 배양 배지를 흡인합니다. 준비된 온온 처리 매체의 웰당 60마이크로리터를 추가합니다.
최대 7일 후에 배양액이 염색될 때까지 페트리 접시를 인큐베이터에 다시 넣습니다. 이 컨포칼 이미지에서 볼 수 있듯이, 이 기술은 나선형 신경절 뉴런 또는 SGN을 포함한 전체 달팽이관 회전의 해부학적 구조를 보존하여 코르티 기관 외에 SGN의 신경돌기 및 소마타에 대한 치료 효과를 분석할 수 있습니다. 여기에서 볼 수 있듯이, 이러한 외식은 면역형광 염색 후 정점 및 기저 회전에 대한 치료 효과를 동시에 비교하는 데 사용할 수 있습니다.
유모 세포는 녹색으로 표시되고 신경 구조는 빨간색으로 나타납니다. 온전한 시냅스는 빨간색으로 표시된 시냅스 이전 단백질과 녹색으로 표시된 시냅스 후 단백질을 파란색으로 염색하는 뉴런 구조의 염색과 함께 표시하여 평가할 수 있습니다. 이 그림은 배양 7일 후 좌측이 3%FBS 또는 우측에서 1%FBS인 정점 및 기저 달팽이관 외식의 대표 이미지를 보여줍니다.
3%FBS에서 배양된 세포는 유모 세포의 경우 밝은 회색 화살표, 신경돌기의 경우 빨간색 화살표에서 볼 수 있듯이 4일에서 5일 사이에 이동을 시작합니다. 1%FBS의 Explants는 7일째까지 조직의 무결성을 유지합니다. 이 절차를 시도하는 동안, 최종 배양 배지와 관심 물질을 추가하기 전에 달팽이관 조직의 구조적 무결성과 방향을 시각적으로 확인해야 한다는 점을 기억하는 것이 중요합니다.
이 절차에 따라 3D 재구성을 수행하여 내측 내 GFP 발현 세포의 세포 유형 특이적 국소화를 확인할 수 있습니다.
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이 프로토콜은 신생쥐 달팽이관 외식물의 준비, 배양, 처리 및 면역염색을 보여줍니다. 이는 청각 연구에서 달팽이관 구조와 메커니즘을 연구하는 인 비트로 스크리닝 도구로 사용됩니다.
This technique provides a physiologically relevant ex vivo model for evaluating candidate therapeutic compounds targeting cochlear structures, enabling early mechanistic de-risking in hearing loss drug discovery. By preserving organized inner ear architecture including hair cells, synapses, neurites, and spiral ganglion neurons, it supports predictive confidence in target validation and pathway modulation studies. The method accelerates preclinical screening timelines by allowing simultaneous comparison of apical and basal turn responses prior to in vivo testing.
This method fits within the discovery-to-preclinical continuum, supporting early-stage target engagement studies and assay development for hearing loss therapeutics.