Цель этого протокола - продемонстрировать подготовку, культуру, лечение и иммунизацию неонатальных мышечных эксплантов. Эта методика может быть использована в качестве инструмента для скрининга in vitro при исследовании слуха.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Цель этого протокола - продемонстрировать подготовку, культуру, лечение и иммунизацию неонатальных мышечных эксплантов. Эта методика может быть использована в качестве инструмента для скрининга in vitro при исследовании слуха.
Несмотря на то, что за последние несколько десятилетий были отмечены значительные успехи в проведении исследований в области слуха, до сих пор нет лечения от потери сенсорного слуха (SNHL), что обычно связано с повреждением или потерей чувствительных механосенсорных структур внутреннего уха. В последние годы появились сложные анализы in vitro и ex vivo , позволяющие скринировать все большее число потенциально терапевтических соединений, одновременно сводя к минимуму ресурсы и ускоряя усилия по разработке лечения SNHL. Хотя однородные культуры некоторых типов клеток продолжают играть важную роль в текущих исследованиях, многие ученые теперь полагаются на более сложные органотипические культуры внутренних ушей мыши, также известные как кохлеарные экспланты. Сохранение организованных ячеистых структур внутри внутреннего уха способствует оценке in situ различных компонентов инфраструктуры улитки, включая внутренние и внешние волосковые клетки, спиральные ганглиозные нейроны, нейронItes и поддерживающих ячеек. Здесь мы представляем препарат, культуру, лечение и иммуноокрашивание неонатальных эксплантов кохлеарных мышей. Тщательная подготовка этих эксплантов облегчает идентификацию механизмов, которые способствуют СНЛЛ, и представляет собой ценный инструмент для сообщества исследователей слуха.
Sensorineural Hearing Loss (SNHL) отражает повреждение внутреннего уха или восходящего слухового пути. В то время как потеря слуха является наиболее распространенным сенсорным дефицитом у людей 1 , лечебная терапия еще не существует 2 . Хотя кохлеарные или слуховые имплантаты мозга могут восстановить некоторую степень слуха у пациентов с тяжелым глубоким СНЛ, слух, предоставляемый этими устройствами, по-прежнему сильно отличается от «естественного» слуха, особенно во время попыток понять речь в шуме или слушать музыку.
В то время как дегенерация волосяных клеток уже давно считается основным следствием травматических слуховых событий ( например, воздействие громкого шума), все больше доказательств того, что синапсы, передающие информацию от волосковых клеток к слуховому нерву, по меньшей мере так же уязвимы к акустической травме 3 , 4 , 5 > , 6 . Поскольку человеческие аудиометрические пороги, текущий золотой стандарт для оценки слуховой функции, не предсказывают специфическое повреждение клеток во внутреннем ухе, необходимы более совершенные инструменты, чтобы как можно скорее обнаружить клеточную дегенерацию и начать адекватное лечение. 7 .
Перспективные фармацевтические методы лечения потери слуха часто тестируются на гомогенных клеточных культурах in vitro , но такие системы не точно моделируют микросреды улитков. Известно, что кохлеарные клетки выделяют трофические факторы, которые влияют на другие типы клеток в улитке 8 , 9 , решающий процесс in vivo , который теряется, когда орган Corti 10 , 11 или спиральные ганглиозные нейроны (SGN) 12 культивируются изолированно или когда Анализируются молекулярные маркерыEf "> 13. Однако исследования in vivo, которые могут потребоваться для валидации данных in vitro для установления новых персонализированных методов лечения потери слуха в погоне за« прецизионной медициной », требуют значительных ресурсов и времени. Это особенно важно при рассмотрении Сколько усилий требуется для совершенствования и выполнения инъекций мембран среднего уха или круглого окна с помощью тестов на слух и последующего вскрытия кохлеарных целых креплений. Эффективный скрининг перспективных соединений в органотипических культурах ex vivo, известных как кохлеарные экспланты, обеспечивает экономическую и надежную альтернативу 14 , 15 , 16 , 17 .
В этой статье описывается протокол, позволяющий генерировать, поддерживать и оценивать обработанные кохлеарные экспланты. Подчеркиваются конкретные приложения для этой модели, в том числе ее использование в скринингеПотенциально терапевтических соединений и сравнительной оценки вирусных векторов для генной терапии. Эксвариантный подход ex vivo позволяет исследователям визуализировать эффекты данного лечения на разных популяциях клеток in situ , облегчая идентификацию механизмов типа клеток и последующее уточнение целевых терапевтических средств.
В целом, этот метод дает модель для изучения улитки ex vivo, сохраняя при этом жизненно важный перекрестный разговор между сильно различными типами клеток, которые сосуществуют внутри улитки.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол исследования был одобрен Институтом по уходу и использованию животных (IACUC) в Глаз и Ухе Массачусетса. Эксперименты проводились в соответствии с Кодексом этики Всемирной медицинской ассоциации.
1. Подготовка рассечения
2. Мучнистая кохлеарная экспансивная рассечение
3. Передача образцов на культуральные пластины
4. Добавление итоговых культурных материалов и интересующих веществ
ПРИМЕЧАНИЕ. Кохлеарные экспланты будут готовы к использованию через 10-16 часов.
5. Иммунофлюоресценция - 1-й день
6. Иммунофлуоресценция - второй день
7. Конфокальная визуализация
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Хотя многие протоколы сосредоточены на органе эксплантатов Корти, этот метод пытается сохранить анатомию всего кохлеарного разворота, включая SGN. Это дает исследователям возможность проанализировать влияние данного лечения на нейриты и соматы SGN в дополнение к органу Корти. Выполнение диссекции, которая сохраняет часть modiolus, как описано здесь, является более технически сложной задачей, чем эксплантация только органа Corti. Однако область нейритов и SGN важна, поскольку в этом регио...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Исследователи должны совершенствовать метод вскрытия перед проведением экспериментов с использованием кохлеарных эксплантов. Волосяные клетки обычно повреждаются во время вскрытий, выполненных на ранней стадии обучения, и особенно проблематичным моментом для их целостности является удаление текториальной мембраны, которая требует постоянных рук, правильных инструментов и опыта. Чтобы сэкономить время и ресурсы, визуальный контроль должен выполняться под микроскопом рассечения, и следует отметить потенциально поврежденны...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Национальным институтом глухоты и других нарушений коммуникации грантами R01DC015824 (KMS) и T32DC00038 (поддержка SD), грантом Министерства обороны W81XWH-15-1-0472 (KMS), Фондом Бертарелли (KMS), Фонд Нэнси Сэйлса (KMS) и Исследовательский центр Lauer Tinnitus (KMS). Мы благодарим Джессику Э. Сэнгерс, Б.А. за проницательные комментарии к рукописи.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Ампициллин, натриевая соль | Invitrogen | 11593-027 | |
| антитела против CtBP2, мышь (IgG1) | BD Transduction Laboratories | 612044 | |
| антитела против Myo7A, кролик | Proteus Biosciences | 25-6790 | |
| антитело против NF-H, курица | EMD Millipore | AB5539 | |
| антитело против PSD95, мышь (IgG2a) | Антитела Инк. | 75-028 | |
| антитело против TuJ1, мышиный | BioLegend | 801202 | |
| клеточный и тканевый адгезив Cell-Tak, 5 мг | Corning | 354241 | |
| CELLSTAR 15 мл Центрифужные пробирки, коническое дно, градуировка, стерильная | Greiner Bio-One | 188161 | |
| CELLSTAR, 100 x 20 мм | Greiner Bio-One | 664160 | |
| Чашка для клеточных культур CELLSTAR, 35 x 10 мм, 4 внутренних кольца | Greiner Bio-One | 627170 | |
| Чашка для клеточных культур CELLSTAR, 60 x 15 мм | Greiner Bio-One | 628160 | |
| CELLSTAR 50 мл Центрифуга, коническое дно, градуировка, стерильная | Greiner Bio-One | 227261 | |
| прозрачным лаком для ногтей | Электронная микроскопия Sciences | 72180 | |
| Стеклянная посуда с прозрачными стенами (стекло 40 мм), PELCO®, рукав/20, 50 x 7 мм | Ted Pella Inc. | 14027-20 | |
| Покровные стекла, круглые, стекло, диаметр 10 мм, толщина #1, 0,13 - 0,16 мм | Ted Pella Inc. | ||
| DAPI (4',6-диамидино-2-фенилиндол, дигидрохлорид | Thermo Fisher Scientific | D1306 | |
| Дистиллированная вода, 500 мл | Thermo Fisher Scientific | 15230-162 | |
| Модифицированная орлиная среда Дульбекко (DMEM), с высоким содержанием глюкозы, пируват, без глутамина, 500 мл | Thermo Fisher Scientific | 10313-039 | |
| Пинцеты Dumont #4 | Fine Science Tools | 11241-30 | |
| Щипцы Dumont #55 (Dumostar) | Fine Science Tools | 11295-51 | |
| Этиловый спирт (EtOH), чистый, 200 проба, безводный, ≥ 99,5% | Sigma-Aldrich | 459836-1L | |
| Фетальная сыворотка крупного рогатого скота (FBS), соответствующая требованиям, одобренные Министерством сельского хозяйства США регионы, 500 мл | Thermo Fisher Scientific | 10437-028 | Аликвоту в пробирках по 50 мл и хранить при температуре -20°С; C морозильная камера |
| козы против курицы-647 вторичное антитело | Thermo Fisher Scientific | A-21469 | |
| козье анти-мышь (IgG)-568 вторичное антитело | Thermo Fisher Scientific | A-11004 | |
| козье анти-мышь (IgG1)-568 вторичное антитело | Thermo Fisher Scientific | A-21124 | |
| козье анти-мышь (IgG2a)-488 вторичное антитело | Thermo Fisher Scientific | A-21131 | |
| козье анти-кролико-488 вторичное антитело | Thermo Fisher Scientific | R37116 | |
| H2O, стерильное, EmbryoMax Ultra Чистая вода, 500 мл | EMD Millipore | TMS-006-B | |
| Сбалансированный раствор соли Хэнка (HBSS), кальций, магний, без фенола красного, 500 мл | Thermo Fisher Scientific | 14025-092 | |
| Лоток для инструментов с крышкой Нержавеющая сталь | Mountainside Medical | TechMed4255 | |
| Микро (препарирующий) нож &ndash под углом 30 градусов; | Предметные стекла для | Tools 10056-12 | |
| , VistaVision, цветовая маркировка, 75 x 25 мм (3 x 1"), толщина 1 мм, белый, упаковка 72 | VWR | 16004-382 | |
| N-2 Supplement (100X), 5 мл | Thermo Fisher Scientific | 17502-048 | |
| NaHCO3, раствор бикарбоната натрия 7,5%, 100 мл | Thermo Fisher | Scientific 25080-094 | |
| NaOH, раствор гидроксида натрия, 1 л | Thermo Fisher Scientific | SS266-1 | |
| Нормальная лошадиная сыворотка (NHS) | Инвитроген | 16050130 | |
| операционные ножницы | Roboz Surgical Instruments Co. | RS-6806 | |
| Параформальдегид (PFA), класс реагента, кристаллический | Sigma-Aldrich | P6148 | Перед использованием: Установите стандартные операционные процедуры на основе протоколов, доступных в Интернете |
| PBS, pH 7,4, 500 мл | Thermo Fisher Scientific | 10010-023 | Автоклавирование перед использованием |
| Фаллоидин, Alexa Fluor 568 | Thermo Fisher Scientific | A12380 | |
| , нестерильная | Medline | 05136CS | |
| Safe-Lock, полипропилен, 0,5 мл | Eppendorf | 022363719 | автоклав перед использованием |
| Пробирки для микроцентрифуг Safe-Lock, полипропилен, 1,5 мл | Eppendorf | 022363204 | автоклав перед использованием |
| скальпелевых лезвий - #15 | Инструменты для тонкой науки | 10015-00 | |
| Рукоятка для скальпеля - #4 | Инструменты для тонкой науки | 10004-13 | |
| Стереомикроскоп Stemi 2000-C | Zeiss | 000000-1106-133 | |
| Конфокальный микроскоп TCS SP5 | Leica | N/A | |
| Triton-X (неионогенное поверхностно-активное вещество) | Integra | T756.30.30 | |
| VectaShield монтажная среда для защиты от выцветания для флуоресценции | Vector Laboratories, Inc. | H-1000 | |
| Сумка на молнии, закрывающаяся, 4 x 6'' - толщина 2 мм | Zipline | 0609132541599 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.