Celem tego protokołu jest nakreślenie podejścia chirurgicznego, które zapewni bezpośredni dostęp do grzbietowego jądra ślimaka w modelu mysim.
Artykuł metodologiczny
* These authors contributed equally
Celem tego protokołu jest nakreślenie podejścia chirurgicznego, które zapewni bezpośredni dostęp do grzbietowego jądra ślimaka w modelu mysim.
Badanie nad wykorzystaniem transferu genów za pośrednictwem wirusa w celu zatrzymania lub odwrócenia utraty słuchu zostało w dużej mierze zdegradowane do peryferyjnego układu słuchowego. Niewiele badań dotyczyło transferu genów do centralnego układu słuchowego. Grzbietowe jądro ślimakowe (DCN) pnia mózgu, które zawiera neurony drugiego rzędu ścieżki słuchowej, jest potencjalnym miejscem transferu genów. W tym protokole zademonstrowano technikę bezpośredniego i maksymalnego narażenia mysiego DCN za pomocą dostępu do tylnego dołu. Takie podejście pozwala na operację ostrą lub przeżycie. Po bezpośredniej wizualizacji DCN możliwe jest przeprowadzenie wielu eksperymentów, w tym wstrzyknięcia opsyn do jądra ślimaka, a następnie stymulacji za pomocą światłowodu sprzężonego z laserem światła niebieskiego. Inne eksperymenty neurofizjologiczne, takie jak stymulacja elektryczna i śledzenie iniekcji neuronalnych, są również wykonalne. Możliwy do osiągnięcia poziom wizualizacji i czas trwania stymulacji sprawiają, że podejście to można zastosować w szerokim zakresie eksperymentów.
Transfer genów za pośrednictwem wirusa w celu odwrócenia utraty słuchu w dużej mierze skupiał się na obwodowym układzie słuchowym. 1 Ukierunkowawszy się na ślimak, badacze zbadali wiele dróg dostarczania, w tym infuzję minipompy osmotycznej2, piankę żelową®nasączoną kompleksem wektorowo-transgenową 2 lub gąbkę żelatynową3, bezpośrednie mikroiniekcję4; liczne wektory transferu genów, w tym wektory wirusowe związane z adenowirusem5,6, wektory lentiwirusowe7 i liposomy kationowe2; oraz rozprzestrzenianie się wektorów transferu genów poza tkankę docelową2. Ostatnio wirus związany z adenowirusem (AAV)-1 został wprowadzony do ślimaka w celu leczenia głuchoty u myszy z powodu utraty pęcherzykowego transportera glutaminianu-3. 8 Ponadto niedawno opisano zastosowanie optogenetyki w obwodowym układzie słuchowym. 9
Niewiele badań dotyczyło transferu genów do centralnego układu słuchowego. Grzbietowe jądro ślimakowe (DCN) pnia mózgu zawiera neurony drugiego rzędu ścieżki słuchowej. Podczas gdy techniki transferu genów w jądrze ślimakowym (CN) mogą być wykorzystywane do wielu badań, transfer genów opsyn, białek wrażliwych na światło, do DCN może być również wykorzystany do umożliwienia technik eksperymentalnych opartych na optogenetyce. Po dostarczeniu opsyny, takiej jak rodopsyna kanałowa-2 (ChR2), za pośrednictwem wirusa, neurony DCN stają się wrażliwe na bodźce świetlne. Optogenetyczny transfer genów był wcześniej próbowany w kilku regionach pnia mózgu, w tym w jądrze retrotrapezoidalnym szczura, miejscu sinawym myszy, wzgórku górnym małpy i brzusznym obszarze nakrywki myszy. 10-14
Ostatnio, badacze badali zastosowanie optogenetyki w DCN. 15,16 DCN to miejsce, w którym umieszcza się implanty słuchowe pnia mózgu u ludzi, co czyni go atrakcyjną częścią układu słuchowego do badań translacyjnych nad neuroprotezami słuchowymi. Jednak biorąc pod uwagę lokalizację DCN, ekspozycja chirurgiczna jest trudna. Technika opisana w niniejszym dokumencie zapewnia protokół maksymalnej ekspozycji DCN poprzez podejście tylnego dołu, aby umożliwić transfer genów wektora wirusowego i eksperymenty oparte na optogenetyce w modelu mysim. W poprzednich badaniach stosowano stereotaktyczne mikrowstrzyknięcie do DCN z rodopsyną kanałową-2. 16 Iniekcje stereotaktyczne są jednak potencjalnie mniej dokładne niż zastrzyki wykonane przez bezpośrednią wizualizację, zwłaszcza w jądrze tak małym i głębokim wzdłuż pnia mózgu, jak DCN. Transgeniczne myszy wykazujące ekspresję białek specyficznych tkankowo w CN są również atrakcyjną opcją i eliminują potrzebę transferu genów. Nasz protokół ekspozycji na DCN działałby również u myszy transgenicznych, ponieważ DCN musiałby być bezpośrednio wystawiony na stymulację optyczną. Ta technika chirurgicznego narażenia DCN została zaadaptowana z poprzednich protokołów obejmujących zapisy z nerwu słuchowego i jądra ślimaka w modelach myszy i szczurów. 15,17-20
Ogólnym celem protokołu jest zapewnienie bezpośredniej ekspozycji na CN, aby umożliwić techniki transferu genów. Mówiąc dokładniej, podejście to jest kompatybilne zarówno z chirurgią ostrą, jak i z chirurgią przetrwania, a przygotowanie można powtórzyć u tego samego zwierzęcia w celu przeprowadzenia kolejnych badań neurofizjologicznych. Bezpośrednia ekspozycja protokołu DCN ma implikacje dla eksperymentów opartych na transferze genów za pośrednictwem optogenetyki i wirusa w innych jądrach pnia mózgu.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
UWAGA: Wszystkie procedury eksperymentalne są wykonywane zgodnie z Komitetem ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Massachusetts Eye and Ear Infirmary i Harvard Medical School, które są zgodne z krajowymi wytycznymi dotyczącymi opieki nad zwierzętami, w tym z Polityką Publicznej Służby Zdrowia dotyczącą humanitarnej opieki i wykorzystania zwierząt laboratoryjnych, Przewodnikiem ILAR oraz Ustawą o dobrostanie zwierząt. Procedury eksperymentalne wymienione poniżej szczegółowo opisują narażenie lewego DCN. Używaj sterylnych narzędzi podczas wykonywania operacji przetrwania.
1. Pierwotna kraniotomia i odsłonięcie grzbietowego jądra ślimaka
2. Mikroiniekcja ciśnieniowa do transferu genów za pośrednictwem wirusa i chirurgicznej rekonwalescencji
3. Rekonwalescencja chirurgiczna
4. Wtórna kraniotomia i ekspozycja jądra ślimakowego
5. Histologia
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Po usunięciu skóry i mięśni pokrywających czaszkę, punkty orientacyjne na powierzchni czaszki, takie jak linie szwów koronalnych i lamda, pokazują przybliżoną lokalizację kraniotomii. Po kraniotomii z rongeurs uwidacznia się móżdżek. Staranne aspiracje niewielkiej części móżdżku demonstruje wizualizację CN, którą można następnie wstrzyknąć (ryc. 1).
W...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W artykule opisano technikę bezpośredniej wizualizacji DCN w modelu mysim do manipulacji centralnym układem słuchowym. Zarysowane podejście do bezpośredniej wizualizacji zapewnia znaczące zalety w porównaniu z główną alternatywą, jaką są podejścia stereotaktyczne. Przede wszystkim bezpośrednia wizualizacja DCN pozwala na natychmiastowe potwierdzenie lokalizacji pnia mózgu, podczas gdy podejścia stereotaktyczne nie pozwalają na bezpośrednią wizualizację. W eksperymentach, które wymagają wydłużonych okresów inkubacji, jak ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Finansowanie: Ta praca była wspierana przez grant Fundacji Bertarelli (D.J.L), grant MED-EL (D.J.L) oraz DC01089 National Institutes of Health Grants (M.C.B.).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Uchwyt stereotaktyczny | Stoelting | 51500 | |
| Koc homeotermiczny | Harvard | 507214 | |
| Ostrze skalpela #11 | Drobne narzędzia chirurgiczne | 10011-00 | |
| Nożyczki do tęczówki | Drobne narzędzia chirurgiczne | 14084-08 | |
| 5 Francuskie ssanie | Symetria Punkty chirurgiczne | 2777914 | |
| dentystyczne | Henry Schein | 100-8170 | |
| Bone rongeur | Drobne narzędzia chirurgiczne | 16020-14 | |
| 10 µ l Strzykawka Hamilton | Hamilton | 7633-01 | |
| Miernik 34, igła | Hamilton | ||
| Rongeurs | Drobne narzędzia chirurgiczne | 16021-14 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie