JoVE Logo
Authors
Contact Us

Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • תוצאות
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

במחקר זה, אנו מתארים את הגישה תעלת semicircular האחורי בתור שיטה אמינה למסירה גן באוזן הפנימית בעכברים neonatal. אנו מראים כי המסירה הגן דרך תעלת semicircular האחורי הוא היכולת perfuse האוזן הפנימית כולה.

Abstract

ריפוי גנטי באוזן הפנימית מציע הבטחה גדולה בתור טיפול פוטנציאלי עבור אובדן שמיעה וסחרחורות. אחת גורמים קריטיים של ההצלחה של טיפול גנטי באוזן הפנימית היא למצוא שיטת משלוח אשר התוצאות היעילות התמרה חושית עקבית של סוגי תאים ממוקד תוך מזעור אובדן שמיעה. במחקר זה, אנו מתארים את הגישה תעלת semicircular האחורי כשיטה מעשית למסירה גן באוזן הפנימית בעכברים neonatal. אנו מראים כי המסירה הגן דרך תעלת semicircular האחורי הוא היכולת perfuse האוזן הפנימית כולה. זיהוי אנטומיים קלה של תעלת semicircular אחורי, כמו גם מניפולציה מינימלי של העצם הטמפורלית הנדרש, לעשות ניתוח זה הגישה אופציה אטרקטיבית עבור המסירה הגן באוזן הפנימית.

Introduction

ריפוי גנטי באוזן הפנימית הוא שדה המתפתחת של החקירה. זה הוחל במודלים בבעלי חיים שונים ototoxicity לחימה, טראומת רעש של אובדן שמיעה תורשתי1. מספר מחקרים שנעשו לאחרונה הראו שחזור פונקציונלי של שמיעה ופונקציות לאיזון בעכברים המוטנטים לאחר באוזן הפנימית ג'ין טיפול משלוח2,3,4,5,6, 7. אחת של המפתח גורמים בקביעת ההצלחה של טיפול גנטי באוזן הפנימית היא גישה כירורגית המשמשים לגישה האוזן הפנימית. באופן אידיאלי, הגישה כירורגי יהיה קל לביצוע, ציוני הדרך אנטומיים יהיה עקבי וקל לזיהוי, ו התמרה חושית וכתוצאה מכך של סוגי תאים יישוב יהיה גבוה.

במחקר שנערך לאחרונה, הראינו כי כאשר הטיפול הגנטי הנגיפי הוזרק דרך תעלת semicircular האחורי של העכבר מוטציה whirler (דגם של אובדן שמיעה, בעיות בתפקוד שיווי המשקל), התמרה חושית יעילה של תאי חישה השיער נראה את שיווי המשקל כמו גם איברים כמו שבלול5. יעילות גבוהה של התמרה חושית החישה תא שיער הביאו לשיפור של פונקציות השמיעה ואת שיווי המשקל בעכברים המוטנטים האלה.

במאמר זה, נתאר בפירוט את הגישה תעלת semicircular האחורי כדי לגשת האוזן הפנימית העכבר neonatal.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

כל ההליכים בבעלי חיים אושרו על ידי חיה על עצמך ועל שימוש הוועדה במכון הלאומי על חירשות והפרעות אחרות תקשורת (NIDCD ASP1378-15).

1. הליך ההתקנה והכנות

  1. לעקר את כל הכלים על ידי אתילן אוקסיד בתחילת הניסוי. בין בעלי החיים, לנקות כלים באמצעות עיקור חרוז.
  2. לטעון את הפתרון הכולל ריפוי גנטי ויראלי לתוך micropipette על המיקרו-מזרק. וקטור ויראלי השתמשו במחקר זה היה AAV2/8-whirlin ' (עונה 1 פרק 10-13 הגנום עותקים למיליליטר, ראה את הטבלה של חומרים).
    הערה: בדרך כלל, µL 1.1 הנפח הכולל נטען את micropipette.

2. הרדמה

הערה: המתח העכבר השתמשו במחקר זה הוא העכבר whirler. Homozygous מוטציות (Whrnאינטרנט/אינטרנט) והן הארנבונים מאותה משפחתית ולא משפחתית הטרוזיגוטיים (Whrnבחיבור אינטרנט) שימשו.

  1. מקם את האמא בכלוב נפרד (נפרד מן הגורים).
  2. למקם את הכלוב הביתה המכילה את הגורים (P0 - P5 הגורים) על משטח חום recirculating (ערכה ב 37.5 מעלות צלזיוס) כדי לחמם את העכברים.
  3. לגזור את החלק האגודל של כפפת לייטקס, ולמקם גור בתוכו.
  4. מקום הכלבלב כפפת לייטקס האגודל לתוך דלי קרח ~ 2 דקות.
  5. במקום הכלבלב anesthetized על חבילת ההקפאה פלסטיק מרובע מסחרי גדול עם גזה 4 "x 4" בין הגורים השטח של הלהקה.
  6. למלא את כפפת גומי עבות עם קרח כתוש, ולמקם את הכפפה קרח סביב הכלבלב.
  7. בדוק אם הכלבלב שלמאחה מורדם על ידי חוסר מוחלט של כל תגובה לגירויים שונים (כולל קמצוץ הבוהן המשרד). להשאיר את הגור הקרח משך זמן הניתוח (כ 5-10 דקות).
    הערה: מומלץ להשאיר את הגורים על חבילת קרח למשך לא יותר מ 15 דקות במהלך הניתוח.

3. ניתוח בגישה (איור 1)

  1. לנקות את העור מאחורי האוזן עם המחיקה של יוד ולנגב עם אלכוהול, ברגע החיה. הוא מורדם.
  2. עושים חתך postauricular ~ 2 מ מ מאחורי האוזן באמצעות מיקרו-מספריים, לחלק את שריר שריר הצוואר עם מיקרו-מספריים.
  3. לזהות את עצב הפנים של בועה. בולה הסחוס ושקוף למחצה בגיל הזה, היא שוכנת המדיאלי לעצב הפנים. ניתן לראות את העורק stapedial דרך של בולה בגיל הזה, המהווה נקודת ציון שימושית.
  4. בצע את עצב הפנים עליונית ו posteriorly כדי לאתר את התעלה semicircular האחורי (PSCC). הסר את סיבי השריר ואת רקמות רכות המכסים את התעלה semicircular האחורי באמצעות מיקרו-מספריים.
    הערה: PSCC זה הסחוס בגיל הזה.
  5. לחדור את PSCC באמצעות micropipette של זכוכית (~ 10 μm בקוטר) על המיקרו-מזרק.
  6. מזריקים נגיפי והמוצגים לתוך האוזן הפנימית.
    הערה: בדרך כלל, סכום כולל של 20 זריקות של 49 nL של הטיפול הגנטי מועברים לתוך התעלה semicircular אחורי מעל 40 ~ s (הנפח הכולל ~ 1 µL). כייל ויראלי בשימוש היה עונה 1 פרק 10-13 הגנום עותקים בכל mL.
  7. סגירת החתך בעור באמצעות בתפר polyglactin 5-0.

4. לאחר הניתוח טיפול

  1. במקום הכלבלב על כרית חימום כדי לשחזר את טמפרטורת גוף נורמלית במהלך ההתאוששות מן ההרדמה עם קבוע ידנית גירוי/מתגלגל עם האצבעות בכפפה אנושי.
  2. לאחר הכלבלב הוא ער, מקם אותו בחזרה לכלוב שלה הביתה.
  3. לטפו כל pup באמצעות מקלון צמר גפן זה נחשף מצעים כלוב הביתה.
    הערה: המטרה של זה הוא צריך העכברים להריח כפי שעשו לפני הניתוח, אשר מגבירה את הסבירות של האמא מחדש קבלת שהניתוח שלאחר המלטה. במידת האפשר, שתן מהאם ניתן לאסוף ולהשתמש מרח על הגורים באמצעות מקלון צמר גפן כדי להקטין עוד יותר את הסיכוי של דחייה.
  4. חלות שמן מינרלי האף של האם כדי desensitize שלה8, להציג מחדש את האמא לתוך הכלוב הביתה.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

תוצאות

הזרקה של טיפול גנטי AAV8 whirlin לתוך neonatal whirler עכברים דרך תעלת semicircular אחורי, גרמו whirlin ביטוי תאים שיער utricular (איור 2), (ירוק) עם היעילות הכוללת של זיהום של 53.1% (SD 38.1, n = 28)5 . תאים שיער transduced היה מוארך stereocilia (אדום) לעומת תאים שיער מהאוזניים ללא הזרקת contralatera...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

מספר גישות כירורגיות תוארו לגשת לאוזניים הפנימיות מכרסמים. Cochleostomy וגישות חלון עגול הנפוץ ביותר לגישה שבלול, ואילו התעלה semicircular האחורי ועל גישות שק endolymphatic משמשים בדרך כלל כדי לגשת את אברי שיווי המשקל1. במחקר שנערך לאחרונה, הראינו כי תעלת semicircular האחורי זריקות של טיפול גנטי ויר?...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

המחברים יש אין גילויים הרלוונטיים להכין.

Acknowledgements

עבודה זו נתמכה על ידי כספים NIDCD חלוקה של מגזר מחקר /NIH (DC000082-02 כדי W.W.C.), כמו גם DC000081 אל ליבה הדמיה מתקדמות. . אנחנו אסירי תודה על הצוות מתקן בעלי חיים NIDCD על הדאגה לבעלי-חיים שלנו.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Operating microscopeZeissOPMI Pico ENT microscope. Other dissection microscopes would also work.
Micro-forceptsFine Science Tools11251-10, 11295-51#5 and #55 Dumont
Micro-scissorsFine Science Tools15002-08
Nanoliter2000 microinjectorWorld Precision Instruments
Heating padMastexModel 500/600
5-0 vicryl suturesEthicon
AAV8-whirlinVector Biolabs
Glass pipetteSutter InstrumentsB100-75-10Borosilicate glass

References

  1. Chien, W. W., Monzack, E. L., McDougald, D. S., Cunningham, L. L. Gene therapy for sensorineural hearing loss. Ear Hear. 36, 1-7 (2015).
  2. Askew, C., et al. Tmc gene therapy restores auditory function in deaf mice. Sci Transl Med. 7, 295(2015).
  3. Akil, O., et al. Restoration of hearing in the VGLUT3 knockout mouse using virally mediated gene therapy. Neuron. 75, 283-293 (2012).
  4. Pan, B., et al. Gene therapy restores auditory and vestibular function in a mouse model of Usher syndrome type 1c. Nat Biotechnol. 35, 264-272 (2017).
  5. Isgrig, K., et al. Gene Therapy Restores Balance and Auditory Functions in a Mouse Model of Usher Syndrome. Mol Ther. 25, 780-791 (2017).
  6. Lentz, J. J., et al. Rescue of hearing and vestibular function by antisense oligonucleotides in a mouse model of human deafness. Nat Med. 19, 345-350 (2013).
  7. Shibata, S. B., et al. RNA Interference Prevents Autosomal-Dominant Hearing Loss. Am J Hum Genet. 98, 1101-1113 (2016).
  8. Van Sluyters, R. C., Obernier, J. A. Guidelines for the care and use of mammals in neuroscience and behavioral research. Contemp Top Lab Anim. 43, 48(2004).
  9. Chien, W. W., et al. Gene Therapy Restores Hair Cell Stereocilia Morphology in Inner Ears of Deaf Whirler Mice. Mol Ther. 24, 17-25 (2016).
  10. Hirose, K., Hartsock, J. J., Johnson, S., Santi, P., Salt, A. N. Systemic lipopolysaccharide compromises the blood-labyrinth barrier and increases entry of serum fluorescein into the perilymph. J Assoc Res Otolaryngol. 15, 707-719 (2014).
  11. Okada, H., et al. Gene transfer targeting mouse vestibule using adenovirus and adeno-associated virus vectors. Otol Neurotol. 33, 655-659 (2012).
  12. Suzuki, J., Hashimoto, K., Xiao, R., Vandenberghe, L. H., Liberman, M. C. Cochlear gene therapy with ancestral AAV in adult mice: complete transduction of inner hair cells without cochlear dysfunction. Sci Rep. 7, 45524(2017).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

133semicircular

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Contact Us

Recommend to library

JoVE NEWSLETTERS

Research

Education

Authors

Librarians

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved