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Dieses Protokoll, das für unerfahrene Benutzer von Maus-Innenohrgewebe gedacht ist, beschreibt umfassend die Schritte zur Verarbeitung von Maus-Innenohren in verschiedenen Entwicklungsstadien für die Schnittimmunfärbung.
Dieses Protokoll beschreibt allgemeine histologische Methoden zur Vorbereitung von Innenohrproben von embryonalen, neonatalen und adulten Mäusen. Der Zweck dieses Protokolls besteht darin, Forschern, die möglicherweise neu auf diesem Gebiet sind und an der Arbeit mit der Cochlea der Maus interessiert sind, eine unkomplizierte und standardisierte Methode für die Verarbeitung von Innenohrgewebe zur Verfügung zu stellen. Hier sind Protokolle für Dissektion, Fixierung, Einbettung, Kryosektion und Immunfärbung enthalten. Die Schnittimmunfärbung ist eine der besten Methoden, um einzelne Zellen im Kontext der gesamten Cochlea zu untersuchen.
Zu den wichtigsten Schritten gehören das Präparieren des Innenohrs vom Schädel weg, das Fixieren des Gewebes mit 4 % Paraformaldehyd, das Einbetten mit einer Verbindung mit optimaler Schnitttemperatur, Kryosektionen und Immunfärbungen mit Antikörpern, die auf bestimmte Proteine abzielen, die von der Cochlea exprimiert werden.
In unseren Methoden sind besondere Überlegungen für die Cochlea enthalten, da sie
Form und Struktur. Eine einigermaßen gute Fokussierung und Dissektionsfähigkeit sind erforderlich, da Gewebeschäden die Qualität der Immunfärbung und die Konsistenz zwischen den Proben beeinträchtigen können. Mit den von uns beschriebenen Verfahren können die meisten Benutzer jedoch in wenigen Wochen geschult werden, um schöne Vorbereitungen zu treffen. Insgesamt bietet dieses Protokoll eine wertvolle Möglichkeit, die Forschung zum Verständnis der auditiven Entwicklung, Funktion und Krankheit in Mausmodellen zu fördern.
Das Verständnis der auditiven Entwicklung und Funktion ist entscheidend für die Charakterisierung und Behandlung verschiedener Formen von Hörverlust. Die Risikofaktoren für Hörverlust sind vielfältig und umfassen Diabetes 1,2, Bluthochdruck 3,4,5, Autoimmunerkrankungen 6,7, bakterielle Meningitis 8,9 und verschiedene neurodegenerative Erkrankungen 10,11,12,13 . Darüber hinaus können sich bestimmte Medikamente, wie z. B. einige Antibiotika und Chemotherapeutika, negativ auf das Gehör auswirken14. Abgesehen von den unmittelbaren Herausforderungen der Hörbehinderung kann sich ein Hörverlust negativ auf die kognitiven Funktionen auswirken und Angstzustände und Stress verstärken, was mit kognitiven Beeinträchtigungen und einer Verschlechterung der psychischen Gesundheit korrelieren kann 11,15,16. Mit der Veröffentlichung dieses Protokolls wollen wir alle Barrieren für den Einstieg in die Hörforschung abbauen, insbesondere für diejenigen, die noch keine Erfahrung mit der Cochlea haben. In diesem Leitfaden wird erläutert, wie Innenohrproben von embryonalen, juvenilen (neonatalen) und adulten Mäusen vorbereitet werden. Der Zweck dieses Protokolls besteht darin, einen einfachen Ansatz für die Verarbeitung von Innenohrgewebe zu bieten und die Reproduzierbarkeit und Konsistenz über alle Experimente hinweg zu gewährleisten. Die Schnittimmunfärbung ist eine der besten Methoden, um verschiedene Zelltypen im Kontext der gesamten Cochlea zu untersuchen. Unter anderen Umständen kann die Immunfärbung mit ganzen Mounts vorteilhafter sein (z. B. die Untersuchung der Stereozilienmorphologie der Haarzellen oder der Proteinlokalisation).
Der Grund dafür sind die Herausforderungen bei der Arbeit mit der Cochlea der Maus. Seine geringe Größe, seine einzigartige Spirale und seine filigrane Struktur17 erfordern spezielle Techniken für die genaue Dissektion, Fixierung, Einbettung, Kryosektion und Immunfärbung. Die spiralförmige Form der Cochlea bedeutet, dass beim Einbetten sorgfältig auf die Ausrichtung geachtet werden muss, um sicherzustellen, dass jede Windung der Cochlea erhalten bleibt, was für das Erhalten konsistenter Schnitte entscheidend ist. Darüber hinaus erfährt die Cochlea mit zunehmender Reife eine Ossifikation18, was bedeutet, dass sie sich allmählich in Knochen verwandelt, was den Erhalt des Gewebes erschweren und eine Entkalkung erforderlich machen kann. Die Kryosektion-Immunfärbung bietet mehrere Vorteile gegenüber alternativen Präparaten (z. B. Ganz-Mount-Immunfärbung). Die Hauptvorteile der Kryosektion sind die allgemeine Konservierung von Proteinen und Nukleinsäuren, und die relativ dünnen ~2D-Schnitte ermöglichen konsistente und präzise Messungen. Darüber hinaus ermöglicht es die Konservierung und Visualisierung aller Cochlea-Zelltypen und kann die Qualität der Immunfärbung verbessern. Im Gegensatz zu vielen Cochlea-Ganzbettpräparaten bleiben bei der Kryosektion Strukturen wie das Spiralband, die Stria vascularis, die Reissner-Membran und die Tektorialmembran erhalten. In den folgenden früheren Veröffentlichungen finden Sie Beispiele für qualitativ hochwertige Immunfärbungen von embryonalen 19,20,21, neonatalen 22,23,24 und adulten25,26 Innenohren.
HINWEIS: Alle hier beschriebenen Methoden wurden vom Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) der Georgetown University genehmigt. Alle Mäuse in dieser Studie wurden in Übereinstimmung mit dem Georgetown University Institutional Animal Care and Use Committee (Protokoll #1147) gehalten. In der ersten postnatalen Woche ist eine Entkalkung nicht erforderlich, da die Schläfenknochenstrukturen noch nicht vollständig entwickelt sind. Cochleae von Mäusen im Alter von P6 und älter erfordern jedoch eine Entkalkung und eine andere Methode der Dissektion. In unserem Protokoll wurden männliche und weibliche NCI Cr:NIH(S) (NIH Swiss) Mäuse und bei E16,5, P0 und P30 verwendet. Für jeden Abschnitt vermerken wir in Klammern, wie lange jeder Schritt für Anfänger voraussichtlich dauern wird. Viele der Schritte werden mit der Übung schneller.
1. Entnahme von embryonalen und juvenilen Innenohrproben (~75 min)
2. Embryonale und juvenile Innenohrprobendissektion (3 - 5 Minuten pro Probe)
3. Entnahme und Dissektion von Innenohrproben für Erwachsene (~75 min + 2 - 3 Tage EDTA-Behandlung)
4. Vorbereitung der Innenohrprobe für die Kryosektion (~24 h)
5. Schneiden der Innenohren (~25 min pro Probe)
6. Schnitt Immunfärbung (~1 - 3 Tage)
Wir präsentieren Beispiele aus unserem eigenen Labor der Apex- und Basaldrehung einer Maus-Cochlea am embryonalen Tag 16.5 (E16.5) und der Basaldrehung der Cochlea nach der Geburt Tag 0 (P0) und P30. Diese Proben wurden unter Verwendung von Markern für Haarzellen (Myo7A und Myo6), Spiralganglien-Neuronen (SGNs; Tuj1), Glia- und Stützzellen (Sox2) und Plexin-B1, das die Basalmembran um den Cochlea-Ductus und die SGNs markiert. Die Querschnitte der Cochlea in verschiedenen Entwicklungss...
Es gibt mehrere wichtige Schritte für eine erfolgreiche Kryosektion und Immunfärbung. Die richtige Fixierung des Cochlea-Gewebes ist unerlässlich, und auch die Dauer der Fixierung ist wichtig, die je nach Antikörper variieren kann. Während die meisten Antikörper mit einer kürzeren Fixierungszeit, wie z. B. 45 Minuten bei PFA, besser wirken, können einige Zielepitope eine Fixierung über Nacht tolerieren. Basierend auf unseren Erfahrungen gewährleistet eine 45-minütige Fixierung...
Die Autoren haben keine Interessenkonflikte offenzulegen.
M.A.D. und T.M.C. wurden durch die NIH-Zuschüsse 5R01DC016595-07 (an T.M.C.) und 5R01DC018040-05 (Michael Deans, Univ. Utah, PI) unterstützt. Die Beispielaufnahmen in Abbildung 1A-H wurden von Dr. Kaidi Zhang erstellt.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Chemicals | |||
Triton X-100 | Thermo Fisher Scientific, Inc. | BP151-500 | |
PBS | Corning, Inc. | 46-013-CM | |
EDTA | Sigma-Aldrich, LLC. | 60-00-4 | |
Sucrose | VWR International, Inc. | 97061-432 | |
Sodium azide | Amresco, Inc. | 0639-250G | |
Paraformaldehyde | Electron Microscopy Sciences | 15714 | |
Ethanol | Decon labs, Inc. | v1001 | |
Dimethylbutane | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 19387-AP | |
Optimal Cutting Temperature Compound (OCT) | VWR International, Inc. | 25608-930 | |
Specific equipment | |||
Cryostat | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 14-071-459 | |
Disection forceps | Electron Microscopy Sciences | 72700-DZ | |
Hydrophobic Barrier Peroxidase-Antiperoxidase Pen (PAP) | Vector Laboratories, Inc. | H-4000 | |
Confocal Microscope | Carl Zeiss Microscopy, LLC. | LSM 880 | |
P20 micropipette | Gilson, Inc. | F144056M | |
Dissection scissors | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 08-951-20 | |
Sylgard dish | Electron Microscopy Sciences | 24236-10 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5424R | |
Mounting Materials | |||
Fluoromount | Electron Microscopy Sciences | 17984-25 | |
Superfrost plus slides | Thermo Fisher Scientific, Inc. | 1255015 | |
Immunostaining Reagents | |||
Normal Donkey Serum | Jackson ImmunoResearch, Inc. | 017-000-121 | |
Anti-mouse FAB fragments | Jackson ImmunoResearch, Inc. | 715-007-003 | |
BlokHen | Aves labs, Inc. | BH-1001 | |
Tuj1 (beta-III-tubulin) mouse monoclonal antibody | Biolegend, Inc. | MMS-435P | |
Sox2 goat polyclonal antibody | R&D Systems, Inc. | AF2018 | |
Myo6 rabbit polyclonal antibody | Proteus Biosciences | 25–6791 | |
Myo7A rabbit polyclonal antibody | Thermo Fisher Scientific, Inc. | PA1-936 | |
Plexin-B1 goat polyclonal antibody | R&D Systems, Inc. | AF3749 | |
Secondary antibodies (made in donkey; Alexa-488, Cy3, Cy5) | Jackson ImmunoResearch, Inc. | see catalog |
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