Tutaj opisujemy technikę pobierania ludzkich narządów przedsionkowych w warunkach fizjologicznych podczas labiryntektomii i ich analizę za pomocą barwienia immunologicznego.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Tutaj opisujemy technikę pobierania ludzkich narządów przedsionkowych w warunkach fizjologicznych podczas labiryntektomii i ich analizę za pomocą barwienia immunologicznego.
Żywe ludzkie ucho wewnętrzne jest trudne do zbadania, ponieważ jest zamknięte w gęstej kości torebki usznej, która ogranicza dostęp do tkanki biologicznej. Tradycyjne metody histopatologii kości skroniowej opierają się na długich, kosztownych protokołach odwapnienia, które trwają 9-10 miesięcy i zmniejszają liczbę rodzajów analizy tkanek możliwych do przeprowadzenia z powodu degradacji RNA. Istnieje pilna potrzeba opracowania metod dostępu do świeżych tkanek ucha wewnętrznego człowieka, aby lepiej zrozumieć choroby otologiczne, takie jak choroba Meniere'a, na poziomie komórkowym i molekularnym. W pracy opisano technikę pobierania ludzkich przedsionkowych narządów końcowych od żywego dawcy w warunkach fizjologicznych. Osoba z chorobą Meniere'a i "atakami kropli", które były oporne na wstrzyknięcie gentamycyny do błony bębenkowej, została poddana labiryntektomii. Najpierw wykonano tradycyjną mastoidektomię, w której zidentyfikowano kanały półkoliste poziome i górne (SCC). Jama wyrostka sutkowatego została wypełniona zrównoważonym roztworem soli, dzięki czemu błędnik mógł zostać otwarty w bardziej fizjologicznych warunkach, aby zachować integralność komórkową. Do wizualizacji zanurzonej jamy wyrostka sutkowatego użyto endoskopu o zerowym kącie z systemem irygacji osłonki do czyszczenia soczewek, a do szkieletowania i otwarcia poziomych i górnych SCC, a następnie przedsionka, użyto diamentowego zadzioru o średnicy 2 mm. Pobrano bańki i część kanałów dla SCC górnego i bocznego. W podobny sposób zebrano łagiewkę. Pobraną tkankę natychmiast umieszczono w lodowatym buforze, a następnie utrwalono na godzinę w 4% paraformaldehydzie w roztworze soli fizjologicznej buforowanej fosforanami (PBS). Tkankę przepłukano kilkakrotnie w 1x PBS i przechowywano przez 48 godzin w temperaturze 4 °C. Próbki tkanek poddano barwieniu immunologicznemu kombinacją pierwotnych przeciwciał przeciwko tenascynie-C (Calyx), onkomoduliny (streolarne komórki rzęsate), kalretyniny (Kielich i komórki rzęsate typu II), białka pęcherzyków synaptycznych 2 (włókna odprowadzające i butony), β-tubuliny 1 (kielich i aferentne butony), a następnie inkubację z przeciwciałami drugorzędowymi sprzężonymi z fluoroforem. Próbki tkanek zostały następnie przepłukane i zamontowane do badania pod mikroskopią konfokalną. Zdjęcia ujawniły obecność ampullarnych i plamkowych komórek rzęsatych oraz struktur nerwowych. Protokół ten pokazuje, że możliwe jest pobranie nienaruszonej, wysokiej jakości tkanki ucha wewnętrznego od żywych dawców i może stanowić ważne narzędzie do badania chorób otologicznych.
Żywe ludzkie ucho wewnętrzne jest trudne do zbadania ze względu na jego lokalizację w gęstej kości torebki usznej kości skroniowej. W związku z tym dostęp do ludzkich tkanek wewnętrznych był ograniczony, a naukowcy polegali głównie na pośmiertnym pobieraniu tkanek. Pośmiertna histopatologia kości skroniowej (TBH) od ponad 100 lat jest kluczowym narzędziem do zrozumienia ludzkich chorób otologicznych1,2,3. Tkanka do TBH jest przygotowywana przez pośmiertne pobranie kości skroniowej, długotrwały (9-10 miesięcy) proces odwapniania i przygotowania tkanek, a następnie barwienie hematoksyliną i eozyną. Podczas gdy TBH pozostanie podstawowym narzędziem do ujawniania nowych informacji na temat zdrowego i chorego ludzkiego ucha wewnętrznego, długie badania pośmiertne oraz długie i trudne metody przetwarzania tkanek ograniczają jego użyteczność do niektórych celów, co wymaga stosowania metod uzupełniających w celu badania tkanki ucha wewnętrznego człowieka. Rezonans magnetyczny o wysokiej rozdzielczości może wizualizować narządy ucha wewnętrznego, ale nie ma wystarczającej rozdzielczości, aby zobaczyć struktury na poziomie komórkowym lub molekularnym4,5. Ze względu na te wyzwania wiele chorób ucha wewnętrznego u ludzi pozostaje słabo poznanych.
Alternatywnym podejściem jest pobranie tkanki ucha wewnętrznego podczas operacji. Podczas labiryntektomii lub translabiryntowej resekcji schwannoma przedsionkowego tkanki ucha wewnętrznego są celowo poświęcane. Łagiewki pobrane od pacjentów podczas translabiryntowej resekcji nerwiaka osłonkowego przedsionka wykorzystano do scharakteryzowania morfologii komórek rzęsatych przedsionkowych6,7,8 i badania regeneracji komórek włosa9,10. Niedawno opracowano techniki pobierania narządów ucha wewnętrznego od dawców narządów przy użyciu podejścia transkanałowego, które można wykorzystać do usunięcia łagiewki i potencjalnie innych przedsionkowych narządów końcowych przez poszerzone owalne okno przy minimalnym uszkodzeniu tkanki11,12. Korzystając z tej techniki, udało się scharakteryzować profile transkryptomiczne pojedynczych komórek dla ludzkiej łagiewki13. Jednak techniki te narażają narządy ucha wewnętrznego na warunki niefizjologiczne podczas zbiorów. W szczególności narządy ucha wewnętrznego mogą być narażone na brak płynu perylimfatycznego i zanurzenie w normalnym nawadnianiu wiertłem solnym, które ma zasadniczo inny skład jonowy niż płyn perylimfatyczny. Co więcej, odwodniony błędnik błoniasty jest trudny do uwidocznienia, nawet przy maksymalnym powiększeniu mikroskopu operacyjnego, co sprawia, że atraumatyczne rozwarstwienie chirurgiczne jest trudne. Uraz mechaniczny może dodatkowo uszkodzić tkankę, a nasze anegdotyczne doświadczenie sugeruje, że tkanka chirurgiczna często ma niewystarczającą jakość barwienia immunologicznego z powodu uszkodzeń mechanicznych i zwyrodnienia komórek. Istnieje zapotrzebowanie na nowe techniki atraumatycznego pobierania tkanki ucha wewnętrznego człowieka do badań biologicznych, które mogą wyjaśnić słabo poznane choroby ucha wewnętrznego u ludzi. Tutaj opisujemy podwodną technikę pobierania ludzkich przedsionkowych narządów końcowych w bardziej fizjologicznych warunkach podczas labiryntektomii i ich analizy za pomocą barwienia immunologicznego.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ten protokół został opracowany za zgodą instytucjonalnej komisji rewizyjnej (IRB) Johns Hopkins University School of Medicine (IRB00203441) oraz zgodnie z instytucjonalnymi zasadami dotyczącymi używania tkanek ludzkich i potencjalnie zakaźnego materiału. Pobranie tkanek przeprowadzono podczas labiryntektomii, która jest częścią standardowej opieki klinicznej w przypadku opornej choroby Meniere'a z atakami kropli.
1. Labiryntektomia i pobieranie tkanek
2. Immunohistochemia i obrazowanie
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Stosując tę technikę, ludzki utrykuł oraz ampullae kanału bocznego i górnego zostały pobrane w całości przy minimalnej traumatyzacji (Rysunek 2). Jak widać na Rysunku 2, ampullae można pobrać wraz ze znaczną częścią przewodu błoniastego. Markowanie immunofluorescencyjne przeciwciałami przeciwko tenascynie-C (białko macierzy zewnątrzkomórkowej) oraz onkomodulinie (małe białko wiążące wapń z rodziny białek parwalbuminy) wykazało obecność nienaruszonych komórek rzę...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
W artykule opisano nową technikę podwodnego pobierania narządów przedsionkowych w BSS za pomocą endoskopów i ich analizy za pomocą obrazowania immunofluorescencyjnego. Tutaj pokazujemy pobieranie nienaruszonych przedsionkowych narządów końcowych z nienaruszonymi przedsionkowymi komórkami rzęsatymi i wystarczającą jakością tkanek do skutecznego znakowania immunologicznego. Gęstość komórek rzęsatych w naszej próbce była podobna do tej uzyskanej w innych badaniach od żywych dawców narządów13. Według ...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Dziękujemy Mohamedowi Leharowi za pomoc w tym projekcie. Prace te były wspierane przez National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (U24DC020850).
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| 10x Bulion soli fizjologicznej buforowanej fosforanami | Sigma-Aldrich | P5493 | |
| 32% roztwór podstawowy paraformaldehydu | ThermoFisher Scientific | 50-980-495 | |
| Alexa Fluor 488 Przeciwciało wtórne przeciw królikowi | Jackson Immunoresearch | 111545144 | |
| Alexa Fluor 568 Przeciwciało wtórne przeciw mysi | Jackson | Immunoresearch 115575146 | |
| Alexa Fluor 647 Przeciwciało wtórne przeciw kozom | Jackson Immunoresearch | 705607003 | |
| Zrównoważony roztwór soli | ThermoFisher Scientific | 14040117 | |
| Albumina surowicy bydlęcej Mikroskop | Sigma-Aldrich | 10711454001 | |
| Nikon A1 | A1 | ||
| (18 mm x 18 mm, grubość #1.5 ) | Corning | 2850-18 | |
| Endo-Scrub 2 Osłona do czyszczenia soczewek | Medtronic | IPCES2SYSKIT | |
| Roztwór kwasu etylenodiaminotetraoctowego (EDTA) | Sigma-Aldrich | E8008 | |
| Koza Przeciwciało antyonkomodulinowe | R& D Systems | AF6345 | |
| Hopkins 0 Degree Teleskop | Storz | ||
| Mouse Przeciwciało antykalretyninowe | BD Biosciences | 610908 | |
| ProLong Gold odczynnik zapobiegający blaknięciu | Invitrogen | P10144 | |
| Królik Przeciwciało anty-tenascynowe C | Millipore | AB19013 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 9036-19-5 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.