Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.

Yöntem makalesi

Kuş Embriyonik vestibülokoklear sinir İşitsel Elyaf seçici Aydınger

8.7K görüntülenme

DOI:

10.3791/50305

18 Mart 2013

Bu makalede

Özet

Burada sinir ve arka beyin işitsel akson liflerinin izleme seçici için erken civciv embriyo akustik ganglion içine floresan boya enjeksiyonu takiben mikrodiseksiyon tekniği tarif.

Özet

Embriyonik civciv periferik ve santral gangliyon hücre projeksiyonlar çalışma için yaygın olarak kullanılan bir modeldir. Işitsel sisteminde, sekizinci kranial sinir olan işitsel akson seçici etiketleme merkezi işitme devre geliştirme çalışması artıracaktır. Iç kulakta birden duyu organları VIII.yy. sinirin 1. katkıda çünkü bu yaklaşım zordur. Ayrıca, güvenilir bir kuş VIII.yy. sinir içinde akson vestibüler gruplar karşısında işitsel ayırt işaretleyicileri tespit edilmesi henüz. Devreler oluşur önce duyu-uyarılmış yanıtlar mevcut değil gibi işitsel ve vestibüler yolları, erken embriyo işlevsel olarak ayırt edilemez. Merkezi projelendirme VIII.yy. sinir aksonlar bazı çalışmalar takip edilmiştir, ama işitsel akson etiketleme diğer VIII.yy. sinir bileşenler 2,3 dan etiketleme eşlik etti. Burada, seçici labe için akustik gangliyondan anterograd izleme için bir yöntem açıklanmaktadırGelişmekte VIII.yy. sinir içinde l işitsel aksonlar. İlk olarak, oksijenli yapay beyin omurilik sıvısına batırılmış bir 8 günlük civciv embriyo ön sefalik bölgede kısmi diseksiyon sonrası, koklear kanal anatomik işaretlemeler ile tanımlanır. Daha sonra, bir ince çekilmiş cam mikropipet akustik ganglion hücreleri bulunan kanal ve komşu bölge içine derin rodamin dekstran amin küçük bir miktar enjekte etmek için konumlandırılmıştır. Enjeksiyonu takiben otuz dakika içinde, işitsel aksonlar arka beyin içine merkezi izlenir ve daha sonra histolojik hazırlanmasını takiben canlandırılabilir. Bu yöntem, merkezi işitsel devre oluşumu periferik gelişimsel çalışmalar için kullanışlı bir araç sağlar.

Protokol

1. Aşağıdaki Diseksiyon araçları ve Reaktifler hazırlayın

  • Yapay serebrospinal akışkan (aCSF, 130 mM NaCl, 3 mM KCI, 1.2 mM KH 2 PO 4, 20 mM NaHCO 3, 3 mM HEPES, 10 mM glikoz, 2 mM CaCl2, 1.3 mM MgSO4) sürekli olarak% 95 O ile aşılanmış Oda sıcaklığında 2 /% 5 CO2. Infüzyon için 2/3 kapağı açılmış bir delik olan bir 500 ml geniş ağızlı Nalgene kavanoza doldurun. Tank kavanoz kapağı delikten aCSF nüfuz bir bardak kök bubbler için tüp tarafından eklenecektir. Sıvının yaklaşık 1/3 ulaşmak ancak jant üzerine sıçramasına neden olacak kadar güçlü değildir kabarcıklar sabit bir akım elde etmek için baskı ayarlayın. Birbirlerinden ve gaz akışı türbülans tek tek örnekleri ayırmak için Nalgene kavanozun içine daldırın 5 ml cam şişe (6'ya kadar). ACSF herhangi bir doku inkübasyondan önce en azından 20 dakika için oksijenli olmalıdır.
  • Küçük silikon diseksiyon çanak (35 mm x 10 mmküçük altıgen polistiren içine yerleştirilen iki diseksiyon işaretçilerine (47 mm alt)) Sylgard Elastomere Kit kullanarak mm Petri kaplı tekne tartın.
  • İki ince uçlu forseps, bir eğri uçlu forseps, 50 ml beher, ve doku atıklar için bir kap.
  • Cam mikropipet (1.2 OD / 0.9 ID) ucunda açılış yaklaşık 20-50 mikron kadar kırılmış ve bir 6.25% çözüm rodamin dekstran amin (RDA, MW = 3.000, Invitrogen) ile dolu Pulled% 0.4 Triton PBS X-100 . Mikromanipülatör picospritzer ve stabilize etmek için ince tüp ile takın.

2. Mikro-disseksiyon E8 4,5 az Baziler Papilla Ortaya Çıkardı

  1. Kavisli bir forseps ile tekne tartmak içinde silikon kaplı diseksiyon çanak üzerine doğrudan başkanı yerleştirerek, sadece beyin sapı aşağıya E8 embriyo kesti.
  2. Ilgi tarafındaki kulağınızı hafifçe görünür şekilde diseksiyon işaretçilerine kullanarak, bir ventral görünümü ile baş konumlandırmak, başını hafifçe dorsal eğik ve 10-30 derece uzaklıkta ce gelen işaretnter (Şekil 2A). Hemen işaretçilerine ile kafa sabitleyin. Iki taraflı izleme istenirse, merkez 0 derece kafası, ya da bir tam alttan görünüşü her iki taraftan erişilebilir. Sol tarafta ulaşılabilir, böylece Benzer bir şekilde, sol taraflı enjeksiyon için, merkezi -10 ila -30 dereceye kadar kafa sabitleyin.
  3. 50 ml'lik beher kullanarak, tam doku daldırarak, çanak içine oksijenli aCSF, 30 ml aktarın.
  4. Hafifçe kavrayın ve ince ucu forseps kullanılarak alt çene aşağı soyma, ardından faiz tarafındaki alt gözkapağı çıkarın.
  5. Kalan damak ve gırtlak gibi, üstteki damar dokusu çıkarın. Bu yumuşak dokular sıyırın yüzeyinin de farklı vertebral arterler ile chondrocranium geliştirme pürüzsüz bir yüzey ifşa edilmelidir. Bu noktada, karakteristik beyaz otoconial kitle görünür olmalıdır.
  6. Içinde bırakarak dış meatus, çene eklem kıkırdağı ve orta kulak çevresindeki deri dikkatlice teşrihner kulak sağlam. Yavaşça bu kıkırdak yapıları kesip almak için forseps kullanın.
  7. Ince forseps ipuçları nazik bir süpürme hareketi ile vertebral arterler ve kan göllenmesi çıkarın. Kan görünüm belirsiz olabilir ve koagülasyon enjeksiyon pipeti açılış fişi olabilir.
  8. Bitişik duyusal epitel (baziler papilla) ve akustik gangliyon ile koklear kanal chondrocranium 6 altında yer alır ve anterior yakın distal-en uç (apeks) ile, ventral iç kulak uzanan uzunlamasına bir parmak şeklinde projeksiyon olarak görüntülenebilmektedir midline 5. Görselleştirme yardımcı olabilir koklear kanal (Şekil 2B) apekste disseksiyon ve / veya otolithic kireçlenmeler (beyaz) küçük bir kan havuzu (kırmızı) olabilir. Apekste lagenar makula, bir duyu yama vestibüler fonksiyonun 7,8 olduğu düşünülmektedir.

3. CN VIII İşitsel Elyaf seçici Etiketleme

  1. Koklear kanal ve baziler papilla bölgede embriyonun yüzeyine yakın enjeksiyon pipeti yerleştirin.
  2. Yavaş yavaş ilk ponksiyon kafatasına mikropipet indirin. Bu kranial bölgenin çevresindeki alanlarda daha ince ve daha az güç nüfuz gerektirir. Mikropipet şimdi koklea kanal içinde olmalıdır. Opsiyonel: izleme boya küçük bir enjeksiyon baziler papilla görüntülenmesine yardım için burada yapılabilir.
  3. Mikropipet konumlandırarak olmadan, sadece ihlal koklear kanalın derin sınırına (Şekil 1) kadar düşürerek devam edin. Burada bir enjeksiyon yapın ve vestibüler lagena bulunduğu en proksimal bahşiş hariç, baziler papilla (Şekil 2C, 2D) uzunluğu boyunca birden çok bölgede tekrarlayın. 10-30 psi arasında yer alan picospritzer ile, birden çok enjeksiyon yapılır. Enjekte boya sıvı hacmi değişir ve istenilen etiketlenme ölçüde bağlıdır. Her enjeksiyon floresan boya-la yol açmalıdıryaklaşık 200 Beled nokta - 400 mikron çapında (Şekil 2B).
  4. Enjeksiyon tamamlandıktan sonra, beyin sapı Yukarıdaki örnek transeksiyonu ve sürekli% 95 O 2 /% 5 CO 2 ile perfüze olan aCSF kapsayıcı içinde küçük bir kavanoza kaudal bölümünü yerleştirmek için bir transfer pipet kullanmak için forseps kullanabilir.
  5. Her bir embriyo için istenen merkezi izleme ve mesafeye bağlı olarak, boya transferi için 20-30 dk bekleyin.
  6. Dokular temizlenir ve histolojik kesit için hazırlamak. Burada gösterilen örnekte, doku% 4 paraformaldehit (1X PBS içerisinde) bir karışımı, gece boyunca,% 30 sakaroz (1X PBS içinde) batırılır.

4. Counterstaining ve Analiz

  1. Counterstaining orient sıra ilgi belirli bölgelerini belirlemek gibi anatomik konuma gözlemci yardım etmek yararlıdır. Bu preparat içinde etkili bir counterstain kuvvetle l nörofilaman immün (Şekiller 1, 3B, 3E), birAbels akson ve MSS aksonal yollarının çizilmesi için izin verir.
  2. Çıkıntılar rostro eksen boyunca birkaç yüz mikron ya da daha fazla uzatmak gibi analizi, etiketli bölge boyunca yapılmalıdır. Temel analiz bazı örnekler şunlardır: hedef hata oranları, zamanlama ve / veya projeksiyon modellerinin sapma değişiklikleri. RDA-etiketli aksonlar yüksek çözünürlüklü (Şekil 3A, 3B) ile periferik ve santral sinir sisteminde görüntülenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

VIII.yy. sinir ve sinir kendisi anatomisi bileşenleri (Şekil 1, 3), karmaşık ve karışık vardır. Seçici olarak akustik ganglion hücre kaynaklanan lifler izleme tarafından VIII sinir hem de beyin sapı içindeki birincil işitsel afferent kesimleri temiz bir şekilde takip edilebilir ve bunların muadilleri vestibüler (Şekil 2, 3) ayırt edilir. Aynı şekilde, bu tekniğin akustik ganglion hücrelerinin periferik projeksiyonları (Şekil 3G) incelemek için kullanılır, ya da bireysel...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

VIII.yy. sinirin erken geliştirme çalışmaları nedeniyle birden çok farklı gangliyon kaynaklanan embriyonik aksonlar tanımada zorluk kısmen sınırlı kalmıştır. Çeşitli çalışmalar erken gelişimi sırasında işitsel ve vestibüler duyu hücre ve ganglion hücre kaderi rehberlik moleküler sinyaller, 5,11,12 araştırdı fakat merkezi innervasyon düzenleyen süreçler belirlenecek henüz. Az ilköğretim çekirdekler için projelendirme merkezi süreçleri hakkında bilinenler ise akustik gangliyon hücre projeksiyonlar Raporlar gene...

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Çıkar çatışması ilan edilir.

Teşekkürler

Yazarlar erken embriyonik dönemde piliç iç kulak anatomisi üzerine uzmanlık için görüntüleme teknikleri ve Dr Doris Wu ile öneri ve yardım için Dr Candace Hsieh teşekkür etmek istiyorum. Bu çalışma NSF IOS-0642346, NIH T32-DC010775, NIH T32-GM008620, NIH R01-DC010796 ve DOE GAANN P200A120165 tarafından desteklenmiştir.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Reaktif / Malzeme Adı Şirket Katalog Numarası Yorumlar
Polistiren Bulaşık tartılır Fisher Scientific 02-202-101
Petri Dish, 35 X 10 mm Fisher Scientific 50820644 Silikon diseksiyon çanak yapmak için kullanın
Sylgard Silikon Elastomer Takımı Dünya Hassas Aletler SYLG184 Coat Petri diseksiyon çanak yapmak
Diseksiyon Pins Çeşitli Diseksiyon sırasında embriyo tutar
NaCL Çeşitli aCSF tarifi parçası
KCl Çeşitli aCSF tarifi parçası
KH 2 PO 4 Çeşitli aCSF tarifi parçası
NaHCO 3 Çeşitli aCSF tarifi parçası
Glikoz Çeşitli aCSF tarifi parçası
CaCl2 Çeşitli aCSF tarifi parçası
MgSO4 Çeşitli aCSF tarifi parçası
ACSF için Konteyner. Kapaklı saydam geniş ağız Nalgene kavanoz, 500 ml (16 oz) sonuçları. CPLabSafety QP-PLC-03717 Cam bubling kök için kapağın üst Delik açma sıvı nüfuz
Boş 5 ml bir cam şişe ya da karşılaştırılabilir saydam şişe Amerikan İlaç Ortaklar, Inc 6332300105 birbirlerinden ve köpüren akışından örnekleri ayrı tutmak aCSF inkübasyon sırasında kullanın
Carbogen Tank (% 95 O 2 /% 5 CO 2) bubbler için boru ile bağlı Çeşitli ACSF içine infüzyon için cam kök bubbler için tüp tarafından takın
Cam kök bubbler Çeşitli ACSF içine carbogen demlenmeye için
Eğri uçlu forseps Dünya Hassas Aletler 501008 Yumurtadan embriyo baş kaldırmak için
İki ince uçlu forseps Dünya Hassas Aletler 501985 Mikro diseksiyon için
50 ml Beher çeşitli
Rodamin Dekstran Amin (BKİ) Invitrogen çeşitli Floresan akson tracer
Triton X-100 ICN Biomedicals
Fosfat (1X PBS), Tamponlu Salin Çeşitli Standart laboratuar reaktifi
İnce Duvarlı Cam kılcal, 1.2 OD, .9 ID 4 "(100 mm) uzunluğu Dünya Hassas Aletler TW120F-4 BKİ ile yükleyin. Her kılcal iki cam mikropipetler yapar
İğne / Pipet çektirme David Kopf Instruments Model 720 Kullanılan Ayarlar: Isı 16.4, Solenoid 2.2
Picospritzer Parker Enstrümantasyon çeşitli Cam mikropipet ince boru ile bağlayın
Mikromanipülatör Narishige çeşitli
Floresan ile Diseksiyon mikroskobu Çeşitli
4% Paraformaldehyde Çeşitli Standart laboratuar reaktifi
Anti-Nörofilaman antikor, isteğe bağlı Millipore AB1991 Üretici tarafından önerilen histolojik protokol izleyin
Kriyostat ve kesit için ilgili maddeler Leica çeşitli
Görüntüleme için Epifluorescent mikroskop Çeşitli Zeiss,

Kaynaklar

  1. Groves, A. K., Fekete, D. M. Shaping sound in space: the regulation of inner ear patterning. Development. 139, 245-257 (2012).
  2. Pflieger, J. F., Cabana, T. The vestibular primary afferents and the vestibulospinal projections in the developing and adult opossum, Monodelphis domestica. Anatomy and Embryology. 194, 75-88 (1996).
  3. Molea, D., Rubel, E. W. Timing and topography of nucleus magnocellularis innervation by the cochlear ganglion. The Journal of Comparative Neurology. 466, 577-591 (2003).
  4. Bissonnette, J. P., Fekete, D. M. Standard atlas of the gross anatomy of the developing inner ear of the chicken. The Journal of Comparative Neurology. 368, 620-630 (1996).
  5. Brigande, J. V., Kiernan, A. E., Gao, X., Iten, L. E., Fekete, D. M. Molecular genetics of pattern formation in the inner ear: do compartment boundaries play a role. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 97, 11700-11706 (1073).
  6. Bellairs, R., Osmond, M. The atlas of chick development. , 2nd Edn, Elsevier. (2005).
  7. Manley, G. A., Haeseler, C., Brix, J. Innervation patterns and spontaneous activity of afferent fibres to the lagenar macula and apical basilar papilla of the chick's cochlea. Hearing Research. 56, 211-226 (1991).
  8. Code, R. A. Efferent neurons to the macular lagena in the embryonic chick. Hearing Research. 82, 26-30 (1995).
  9. Maklad, A., Fritzsch, B. Development of vestibular afferent projections into the hindbrain and their central targets. Brain Research Bulletin. 60, 497-510 (2003).
  10. Rubel, E. W., Fritzsch, B. Auditory system development: primary auditory neurons and their targets. Annual Review of Neuroscience. 25, 51-101 (2002).
  11. Satoh, T., Fekete, D. M. Lineage analysis of inner ear cells using genomic tags for clonal identification. Methods Mol. Biol. 493, 47-63 (2009).
  12. Bok, J., Chang, W., Wu, D. K. Patterning and morphogenesis of the vertebrate inner ear. The International Journal of Developmental Biology. 51, 521-533 (2007).
  13. Appler, J. M., Goodrich, L. V. Connecting the ear to the brain: Molecular mechanisms of auditory circuit assembly. Progress in Neurobiology. 93, 488-508 (2011).
  14. Bulankina, A. V., Moser, T. Neural circuit development in the mammalian cochlea. Physiology (Bethesda). 27, 100-112 (2012).
  15. Fekete, D. M., Campero, A. M. Axon guidance in the inner ear. The International Journal of Developmental Biology. 51, 549-556 (2007).
  16. Momose-Sato, Y., Glover, J. C., Sato, K. Development of functional synaptic connections in the auditory system visualized with optical recording: afferent-evoked activity is present from early stages. Journal of Neurophysiology. 96, 1949-1962 (2006).
  17. Marrs, G. S., Spirou, G. A. Embryonic assembly of auditory circuits: spiral ganglion and brainstem. The Journal of Physiology. 590, 2391-2408 (2012).
  18. Milo, M., et al. Genomic analysis of the function of the transcription factor gata3 during development of the mammalian inner ear. PloS One. 4, e7144(2009).
  19. Fritzsch, B., Eberl, D. F., Beisel, K. W. The role of bHLH genes in ear development and evolution: revisiting a 10-year-old hypothesis. Cellular and Molecular Life Sciences : CMLS. 67, 3089-3099 (2010).
  20. Jahan, I., Kersigo, J., Pan, N., Fritzsch, B. Neurod1 regulates survival and formation of connections in mouse ear and brain. Cell and Tissue Research. 341, 95-110 (2010).
  21. Huang, E. J., et al. Brn3a is a transcriptional regulator of soma size, target field innervation and axon pathfinding of inner ear sensory neurons. Development. 128, 2421-2432 (2001).
  22. Jones, J. M., Warchol, M. E. Expression of the Gata3 transcription factor in the acoustic ganglion of the developing avian inner ear. The Journal of Comparative Neurology. 516, 507-518 (2009).
  23. Lu, C. C., Appler, J. M., Houseman, E. A., Goodrich, L. V. Developmental profiling of spiral ganglion neurons reveals insights into auditory circuit assembly. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 31, 10903-10918 (2011).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Etiketler

Akustik GanglionKoklear KanalRhodamine DekstranMikroenjeksiyonHistolojik HazırlıkOksijenle Zenginleştirilmiş BOSAnterograd İzlemeKuş Embriyosu