Ubytek słuchu związany z wiekiem jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych chorób na świecie, która dotyka ponad jedną trzecią światowej populacji w wieku 65 lat i starszych1. Podstawowe przyczyny są nadal przedmiotem dyskusji i są aktywnie badane, ale mogą obejmować utratę wyspecjalizowanych synaps łączących wewnętrzne komórki rzęsate (IHC) z aferentnymi włóknami nerwu słuchowego2. Te synapsy wstęgowe składają się ze struktury presynaptycznej, która ma pęcherzyki wypełnione połączonym z nią neuroprzekaźnikiem glutaminianem, a także postsynaptyczne receptory glutaminianu kwasu α-amino-3-hydroksy-5-metylo-4-izoksazolopropionowego (AMPA)3,4,5. U myszoskoczka ~20 aferentnych włókien nerwowych słuchowych styka się z jednym IHC6,7,8. Włókna na IHC zwrócone w stronę modiolusu są przeciwstawne do dużych wstęg synaptycznych, podczas gdy włókna łączące się po stronie filaru IHC są skierowane w stronę małych wstążek synaptycznych (tj. w cats9, myszoskoczkach7, świnkach morskich10 i myszy3,11,12,13,14). Ponadto u myszoskoczka wielkość wstążek presynaptycznych i postsynaptycznych plam glutaminianu jest dodatnio skorelowana7,14. Włókna, które są przeciwstawne do dużych wstęg po stronie modiolarnej IHC, są małego kalibru i mają niskie spontaniczne wskaźniki i wysokie progi15. Istnieją dowody na to, że włókna o niskiej spontaniczności są bardziej podatne na ekspozycję na hałas10 i leki ototoksyczne16 niż włókna niskoprogowe o wysokiej spontaniczności, które znajdują się po stronie filaru IHCs15.
Utrata synaps wstęgowych jest najwcześniejszym zdarzeniem zwyrodnieniowym w ubytku słuchu związanym z wiekiem nerwowym ślimaka, podczas gdy utrata spiralnych komórek zwojowych i ich aferentnych włókien nerwowych słuchowych pozostaje w tyle17,18. Korelaty elektrofizjologiczne obejmują zapisy słuchowych reakcji pnia mózgu17 i złożone potencjały czynnościowe8; Nie odzwierciedlają one jednak subtelności utraty synaps, ponieważ włókna o niskiej spontaniczności nie przyczyniają się do tych pomiarów16. Bardziej obiecującymi wskaźnikami elektrofizjologicznymi są indeks neuronalny pochodzący z potencjału masy19 oraz peristimulus time response20. Są one jednak wiarygodne tylko wtedy, gdy zwierzę nie ma innych patologii ślimakowych, poza utratą włókien nerwowych słuchowych, które wpływają na aktywność pozostałych włókien nerwowych słuchowych8. Co więcej, behawioralnie oceniane progi u myszoskoczka nie były skorelowane z liczbą synaps21. W związku z tym wiarygodna kwantyfikacja ocalałych synaps wstęgowych, a tym samym liczby funkcjonalnych włókien nerwowych słuchowych, jest możliwa tylko poprzez bezpośrednie badanie tkanki ślimaka.
Myszoskoczek mongolski (Meriones unguiculatus) jest odpowiednim modelem zwierzęcym do badania ubytków słuchu związanych z wiekiem. Ma krótką żywotność, ma słuch niskotonowy podobny do ludzkiego, jest łatwy w utrzymaniu i wykazuje podobieństwa do ludzkich patologii związanych z ubytkiem słuchu związanym z wiekiem2,22,23,24. Myszoskoczki są uważane za starsze, gdy osiągną wiek 36 miesięcy, czyli pod koniec ich średniej długości życia22. Co ważne, wykazano związaną z wiekiem utratę synaps wstęgowych u myszoskoczków wychowywanych i starzejących się w cichym otoczeniu8,21.
Tutaj przedstawiono protokół do immunoznakowania, preparowania i analizowania ślimaków od myszoskoczków w różnym wieku, od młodych dorosłych do starszych. Stosuje się przeciwciała skierowane przeciwko składnikom presynapsy (CtBP2), postsynaptyczne plastry receptora glutaminianu (GluA2) i IHC (myoVIIa). Stosuje się wygaszacz autofluorescencji, który redukuje tło w starzejących się ślimakach i pozostawia nienaruszony sygnał fluorescencyjny. Ponadto podano opis, jak przeprowadzić sekcję ślimaka w celu zbadania zarówno nabłonka czuciowego, jak i prążkowia naczyniowego. Długość ślimaka jest mierzona, aby umożliwić wybór różnych lokalizacji ślimaka, które odpowiadają określonym najlepszym częstotliwościom25. Kwantyfikacja liczby synaps odbywa się za pomocą ogólnodostępnego oprogramowania ImageJ26. Dodatkowa kwantyfikacja woluminów i lokalizacji synaps w obrębie poszczególnych HC jest wykonywana za pomocą oprogramowania napisanego specjalnie w Matlabie. To oprogramowanie nie jest publicznie dostępne, ponieważ autorzy nie mają zasobów, aby zapewnić profesjonalną dokumentację i wsparcie.