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* Diese Autoren haben gleichermaßen beigetragen
Die Kenntnis der zugrunde liegenden molekularen Mechanismen Geschmacks Transduktion hat kürzlich bedeutende Fortschritte genossen, vor allem aufgrund der Verwendung von Tiermodellen. Doch die große Vielfalt in Geschmack Sensitivität und Spezifität bei Säugetieren Optionsscheinen Studien in menschlichem Gewebe. Wir beschreiben eine Biopsie-Technik auf lebende Geschmack Zellen aus der Papillen auf die menschliche Zunge zu sammeln.
Der Geschmackssinn ist von entscheidender Bedeutung für das menschliche Leben. Er informiert den Körper über die Qualität von Lebensmitteln, die möglicherweise verschluckt werden und regt Stoffwechselprozesse, die den Verdauungstrakt Vorbereitung für die Verdauung. Stetige Fortschritte auf dem Weg zu Verständnis der frühen biochemischen und molekularen Ursachen Geschmack Transduktion (für eine Übersicht, Breslin und Spector, 2008 1) hergestellt. Allerdings hat die bisherigen Fortschritte im Wesentlichen aus Tiermodellen geführt. Doch, da deutliche Unterschiede in der Rezeptor-Spezifität und Rezeptor-Dichte zwischen den Arten variieren, wird die menschliche Geschmack Transduktion nur mit menschlichen Geschmack Gewebe verstanden werden. Hier beschreiben wir eine Biopsie-Technik für die menschliche pilzförmigen Papillen, sichtbar als runde rosa vorderen Strukturen, etwa 0,5 mm im Durchmesser zu sammeln, die Geschmacksknospen enthalten. Diese biopsiert Papillen sind für verschiedene Zwecke einschließlich der Trennung von lebensfähigen Geschmacksknospe Zellen in situ Hybridisierung, Immunhistochemie und durch Techniken der Molekularbiologie, die Identifizierung des Geschmacks-spezifische neuartige Proteine verwendet.
1. Einführung und Allgemeines
Das allgemeine Verfahren umfasst örtlicher Betäubung eine kleine (1 cm 2) Gebiet der dorsalen Oberfläche der vorderen Zunge, durch Entfernung einer Anzahl (6-8) des pilzförmigen (Geschmacks-) Papillen aus, dass anästhesierten Bereich mit einer gekrümmten Feder micro gefolgt -Schere (McPherson-Vannas Art # SR 5603, Roboz, Rockville, MD). Die entfernten pilzförmigen Papillen sind etwa 0,25 mm 3 je. Es gibt sehr wenig nicht-Papillen (Geschmack) Epithelgewebe zusammen mit jeder Papille entfernt. New Papillen bilden in diesem Bereich nach 3 bis 5 Wochen und wieder funktionierende Geschmacksknospen (Spielman und Brand, unveröffentlichte Beobachtungen). Es gibt keinen spürbaren Einfluss auf Geschmack oder Aroma von Lebensmitteln nach dem Entfernen dieser geringen Menge des Geschmacks Material. Aus Studien, dass die einzelnen Geschmacksknospen gezählt haben im erwachsenen menschlichen Zunge, kann man davon ausgehen, dass die menschliche Zunge etwa 5000 Geschmacksknospen enthalten sein. Unser Verfahren entfernt höchstens 20 bis 25 dieser Geschmacksknospen (im Durchschnitt ~ 3,5 bis 4 Geschmacksknospen pro pilzförmigen Papillen in menschlichen) 2, oder etwa 0,4% der Gesamtzahl. Darüber hinaus gibt es keine Schmerzen, die mit der chirurgischen Verlust dieses Gewebe verbunden. Man fühlt sich natürlich leichte Schmerzen an der Injektionsstelle nur, wie die Nadel in die Zunge. Nach der Anästhesie abgeklungen ist, gibt es gelegentlich leichte Beschwerden seit weniger als einem Tag, aber dieses Unbehagen ist viel weniger als das, was man erlebt, nachdem versehentlich "Beißen" Einsen Zunge.
In den vergangenen Jahren haben wir ein alternatives Verfahren, das keine Anästhesie entwickelt. Die Technik für die Gewebeentnahme ist für beide. Der einzige Unterschied in der Vorgehensweise ist, dass der Chirurg nicht mehr um eine 1 cm 2 Durchmesser Bereich, wo die Narkose gerichtet war beschränkt. Vielmehr kann er / sie jedem Standort auf der dorsalen Oberfläche der Zunge, wo prominente Papillen erscheinen zu wählen. Die Gesamtzahl der entfernten Papillen auf 6-8 sind in beiden Techniken beschränkt, mit oder ohne Betäubung Wenn richtig durchgeführt, ist das Unbehagen zu beseitigen 6-8 pilzförmigen Papillen Geschmack als weniger ein Problem, wenn die Schmerzen mit der Verwaltung der zugehörigen Vergleich Lokalanästhesie Eine allgemeine Befragung von Personen, die beiden Verfahren unterzogen, das heißt, mit und ohne Anästhesie, zeigten, dass eine überwältigende Mehrheit der Untertanen würden ohne Lokalanästhesie in alle künftigen Biopsien verzichten. Der Chirurg, der diese Technik (AIS) und mehrere Kollegen von der Autorin, die Biopsien ohne Narkose durchgeführt gelehrt entwickelt, haben es an sich selbst ausprobiert und bezeugen, dass die Beschwerden nur vorübergehend ist und wird als geringer als die von Beißen der Zunge. Schließlich wurden Dutzende von Personen, die Biopsie vereinbart werden gefragt, ob sie bereit wären, um das Entfernen einer Papille ohne Betäubung versuchen und wenn sie es als zu schmerzhaft, sie würden Anästhesie unterziehen zu urteilen, haben alle zugestimmt, mit der Entfernung der Papillen, ohne weiter Anästhesie.
Die gesamte Biopsie sollte nicht länger als 5-10 Minuten. Ist eine Betäubung eingesetzt weitere 2-3 Minuten zugegeben. Die Biopsie ist in der Regel in den Morgenstunden durchgeführt. Vor Biopsie, sind Freiwillige angewiesen, eine leichte Mahlzeit zwei Stunden vor dem geplanten Beginn zu essen. Bei Biopsie ist eine schriftliche Einverständniserklärung erhalten. Ausschlusskriterien bei der Biopsie umfassen solche mit schweren chronischen Erkrankung, sei es durch Medikamente kontrolliert werden oder nicht (zB keine Magen-Darm-Erkrankungen, neurodegenerative Erkrankungen, Krebs, Blutkrankheiten, Allergie gegen die Lokalanästhetika, etc.) die mit Herzfrequenz größer als 100 oder weniger als 60; systolischer Blutdruck höher als 145 oder weniger als 100; diastolischen Blutdruck von mehr als 90 oder weniger als 60, und die Meinung des Chirurgen, die das Subjekt in der Studie teilzunehmen.
Schließlich ist es wichtig zu berücksichtigen, dass die Biopsie Verfahren sollten in der gleichen Anlage, bei der Gewebe zur Untersuchung verarbeitet werden, da Gewebe Integrität schnell verloren geht, wie wir oft durch die nachlassende Qualität der mRNA haben festgestellt, durchgeführt werden. Um diese Probleme zu minimieren die Zunge Gewebe sollte so schnell wie möglich verarbeitet werden.
2. Betreff Vorbereitung
3. Zungenpapillen Removal Technique
5. Repräsentative Ergebnisse
Tissue gesammelt werden für die Immunhistochemie, RT-PCR, in situ Hybridisierung, Kalzium-Imaging, Patch-Clamp-und Gewebekultur verwendet werden. Wenn richtig ausgeführt das Aussehen der Papillen sind gesund aussehende, weiß, ca. 0,5-1 mm im Durchmesser (Abbildung 2B).
Papillen für die Immunhistochemie gesammelt werden, basierend auf bestehenden und publizierten Protokollen 4 verarbeitet. Ein typisches Geschmacksknospe aus einer paraformaldehide-fixed Geschmack Papille ist in Abbildung 4A gezeigt.
Biopsiert Papillen kann auch enzymatisch behandelt werden 5 bis Dissoziation Geschmacksknospe Zellen zu erreichen. Nach der enzymatischen Spaltung können die Zellen für aufrechterhalten werden bis zu 4 Stunden in einer feuchten Petrischale bei 4C. In diesem Zustand können sie für einzelne Zelle PCR (Abbildung 4B), Ca-imaging, etc. verwendet werden
Zellen zeigen eine Vielzahl von Formen, viele werden schlank und bipolare (Abbildung 5A und 5B) als eine von Geschmacksknospe Zelle erwarten würden. Beim Sammeln von Zellen oder die Durchführung Ca-imaging, nach etwa 20 Minuten unter einem Mikroskop, beginnen die Zellen zu apoptotischen Bläschen (Abbildung 6A und 6B, Pfeile) und viele von ihnen werden rund entwickeln. Mit einer Technik in unserem Labor entwickelt, wurden die Zellen einzeln abgeholt mit einem Patch-Pipette, wie in Abbildung 5A und 5B gezeigt.
Wie oben erwähnt, beginnen Papillen nach 5 bis 8 Wochen nachwachsen. Abbildung 7A zeigt das Aussehen der Zunge, wo 8 pilzförmigen Papillen von der linken Seite ein Freiwilliger die Zunge entfernt wurden ohne Verwendung von Anästhesie. Unsere 8 leichte rötliche Flecken, wo die Papillen snipped off waren. Keine Blutung nach der Operation beobachtet. Die vorliegende Aufnahme wurde 10 Minuten nach der Biopsie entnommen. 7B ist ein Bild von der Zunge des gleichen Motivs 40 Tage nach der Biopsie gesehen. Beachten Sie alle Papillen sind nachgewachsen. Um festzustellen, ob die regenerierten Papillen funktionsfähig sind, fragten wir uns freiwillig zu einer zweiten Biopsie zustimmen mit der exakt gleichen Papillen. Zur korrekten Ermittlung der geeigneten Papillen wir wieder ernten Planung waren, erzielten wir ein Raster (Abbildung 7C), dass die 8 Papillen, die in erster Linie wurden entfernt und überlagert es über die Zunge aus dem gleichen Freiwilligen nach 40 Tagen post ersten Biopsie passt . Begünstigt durch die Kontur der Zunge und der Abstand vom Rand in das Netz, einmal erkannt, haben wir ein paar der gleichen genauen Papillen entfernt und verarbeitet sie für die Immunhistochemie. 4A ist eine dieser Papillen. Beachten Sie die Umrisse eines Geschmacksknospe (in gelb) und die immunpositive Färbung für Phospholipase Cβ2 (PLCβ2), ein Typ-2-Geschmack Zelltransduktion-assoziierte Enzym. Diese Daten zeigen, dass die Verwendung der Biopsie, wie hierin beschrieben, die pilzförmigen Papillen ausreichend regenerieren um 40 Tage, um auch an Stelle wahrscheinlich funktionelle Geschmacksnerven.
Abbildung 1. Die vorderen Viertel der Zunge des Themas ist in steriler Gaze gewickelt und hielt in der linken Hand des Chirurgen. Die Zunge darf festgehalten werden. Das vergrößerte Bild auf der rechten Seite zeigt die korrekte Position der Schere und die Lage der Papille in Bezug auf die Klinge.
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Abbildung 2. (A) pilzförmigen Papillen sind mit blauen Pfeilen dargestellt. Dies sind runde Gebilde etwas von seiner Umgebung und in ihrer unmittelbaren Nähe gibt es einen kreisförmigen Raum ohne filliform Papillen isoliert. (B) pilzförmigen Geschmack Papille an der Spitze der Feder Mikro-Schere Sekunden nach entfernt wurde.
Abbildung 3. Selbst eine pilzförmige Papillen mit einem Spiegel und keine Anästhesie Biopsie. Der Einschub zeigt die allgemeine Position der Schere, die parallel mit der dorsalen Oberfläche der Zunge muss. Wenn es richtig gemacht und schonend, ist die Anästhesie von nahezu allen Probanden verzichtet.
Abbildung 4 A. Immunhistochemie einer Geschmacksknospe. Eine pilzförmige Papillen visualisiert Nomarski-Optik mit Antikörpern gegen Phospholipase β2 und getaggt mit Red Fluorescent Protein. Der Umriss des Geschmacksknospe und ein paar beschriftet Geschmack Zellen sind in gelb dargestellt.
B. RT-PCR eines Kandidaten säuerlichen Geschmack Rezeptor, Acid Sensing Ion Channel 1 (ASIC1). M = Marker. Spuren 1 bis 4 wurden einzelne Zelle RT-PCR für ASIC1 aus vier verschiedenen Freiwilligen. Nach der Sammlung, pilzförmige Papillen enzymatisch gespalten waren, Zellen einzeln abgeholt und die Expression von ASIC1 gemacht wurden. Lanes 2 und 4 hatten einen normalen Ausdruck ASIC1.
Abbildung 5. A. Bild der einzelnen Geschmack Zellen abgeholt mit einem Patch-Pipette. Eine große Epithelzelle sichtbar ist in der linken unteren Ecke (5A). Zwei rote Blutkörperchen sind ebenfalls sichtbar oberhalb der Patch-Pipette und hinter dem Glaszylinder. Der Geschmack Zelle ist etwa 30-50 Mikrometer lang und etwa 6 Mikrometer breit. Als Referenz wird ein rotes Blutkörperchen etwa 7-8 Mikrometer im Durchmesser. B. zeigt einen anderen Geschmack Rezeptor-Zelle von vier Epithelzellen umgeben ist. Der Geschmack Zelle sieht knackig.
Abbildung 6. A. Bilder von Zellen, die Apoptose-Bläschen (ghost wie runde Blasen an den Geschmack Zelle, Pfeile) zu entwickeln begann. B. Die Zellen werden nicht mehr geerntet werden, wenn ihr Aussehen ändert sich wie hier gezeigt.
Abbildung 7. A. Zehn Minuten nach der Entnahme von 8 Geschmack Papillen mit keine Anästhesie. Die chirurgische Seiten sichtbar sind, wie leicht rötliche Flecken. Keine Blutung bemerkt.
B. Das gleiche Zunge 40 Tage nach der Biopsie. Beachten Sie alle Papillen regeneriert. Zur Identifizierung des entfernten Papillen als nachgewachsen, wurde ein Gitter mit der Website, auf der rechten Seite Bild erstellt und verschoben über die regenerierte Papillen auf der linken Seite Bild.
C. Die regenerierte Papillen erschienen in der exakt gleichen Stelle. Harvesting Papillen wieder aus dieser Gruppe durch Immunhistochemie nachgewiesen, dass das regenerierte Papillen funktionelle Geschmack Zellen enthalten (siehe Abbildung 4A) gefolgt.
Ein bemerkenswerter Vorteil der Verwendung von menschlichen Zellen ist ihre Spezifität. Das Verfahren hier im Detail beschrieben bietet Zunge Gewebe für die Isolierung des Geschmacks-Rezeptor-Zellen aus Mensch. Diese Geschmacks-Zellen können für molekulare Studien eingesetzt werden, suche, um Moleküle wichtig für die Transduktion des Geschmacks Informationen zu entdecken, und für die Kalzium-Imaging-Studien, die Geschmack-Zell-Aktivität zu überwachen, um Reize. Darüber hinaus kann die Zunge Gewebe durch dieses...
Diese Arbeit wurde vom NIH R21 DC03969-01 (zu JGB) unterstützt. Wir danken Herrn Dr. Fritz Lischka für die Erfassung von einzelnen Geschmacksknospe Zellen, Dr. Tauf Huque für die Durchführung der RT-PCR in Abbildung 4B und Herr D. Bayley und Frau S. Alarcon für die technische Unterstützung gezeigt. M. Yanina Pepino ist ein Kerl von einem NIDAT32 DA07313 Washington University School of Medicine, St. Louis, MO (Cottler, LB PI) unterstützt.
Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
---|---|---|---|---|
Name | Company | Catalog Number | Comments | |
McPherson-Vannas. Curved, sharp cutting edge 5mm. Comb, tip width 0.2 mm overall length 3" | Roboz Surgical Instruments Co., Inc. Gaithersburg, MD 20898 | RS-5603, Roboz | ||
Small Dumont forceps | Roboz Surgical Instruments Co. | RS-4915, Roboz |
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