レーザー誘起衝撃波の爆風性蝸牛損傷研究への応用

要約

ここでは、レーザー誘起衝撃波(LISW)を使用して爆風誘発蝸牛損傷の動物モデルを作成するための実験プロトコルについて説明します。側頭骨をLISWに曝露すると、芽球誘発性蝸牛の病態生理学の再現が可能になります。この動物モデルは、蝸牛の病理を解明し、突風損傷の治療法の可能性を探るためのプラットフォームとなる可能性があります。

要約

耳は爆発過圧の影響を最も受けやすい器官であり、爆風曝露後に蝸牛の損傷が頻繁に発生します。爆風への曝露は、生活の質に悪影響を与える不可逆的な難聴である感音難聴(SNHL)につながる可能性があります。有毛細胞の喪失、螺旋神経節ニューロン、蝸牛シナプス、立体繊毛の破壊など、芽球誘発性の蝸牛の病状は、これまでに詳細に報告されています。しかし、爆風の過圧にさらされた動物は通常、鼓膜穿孔(TMP)を経験し、伝音難聴を併発するため、爆風損傷後の蝸牛感音の劣化を判断することは困難です。純粋な感音蝸牛機能障害を評価するために、レーザー誘起衝撃波を用いた爆風誘発蝸牛損傷の実験動物モデルを開発しました。この方法は、TMPとそれに伴う全身性損傷を回避し、LISW曝露後のエネルギー依存的な方法でSNHLコンポーネントの機能低下を再現します。この動物モデルは、芽球誘発性蝸牛機能障害の病理学的メカニズムを解明し、潜在的な治療法を探求するためのプラットフォームとなる可能性があります。

概要

難聴と耳鳴りは最も一般的な障害の1つであり、退役軍人の最大62%で報告されています¹。感音難聴(SNHL)や鼓膜穿孔(TMP)など、いくつかの爆風誘発性聴覚合併症が、爆風過圧に曝露された個人で報告されています²。さらに、爆風に曝露した個人を対象とした研究では、爆風への曝露は、聴力の閾値が正常範囲内にある場合でも、聴覚の時間分解能に欠陥をもたらすことが多いことが示唆されており、これは「隠れた難聴(HHL)」^として知られています3。芽球関連の蝸牛病理では、内有毛細胞 (IHC) と聴覚ニューロン (AN) の間の蝸牛シナプスが大幅に失われていることは十分に確立されています⁴。シナプス変性症は聴覚処理の障害をもたらし、HHL⁵ の発症の主な要因です。したがって、聴覚器官は、複雑で高度に組織化された構造を含む壊れやすいコンポーネントです。しかし、爆風が細胞レベルで内耳に影響を与える正確なメカニズムは不明のままです。これは、実験室で爆風損傷の正確な臨床的および機械的な複雑さを再現することの難しさと、爆風誘発性の蝸牛病理の複雑さによるものです。

爆風傷害の主成分は衝撃波(SW)であり、....

プロトコル

すべての実験手順は、防衛医科大学の動物施設管理委員会(承認#18050)によって承認され、国立衛生研究所および文部科学省のガイドラインに従って実施されました。動物の数とその苦しみを最小限に抑えるために、あらゆる努力が払われました。

1. 動物たち

1. このプロトコルに従うには、8週齢の雄のCBA/Jマウスを使用してください。実験の前に、マウスに聴力機能検査と鼓膜の内視鏡観察を行い、正常性を確認します。
2. 27匹のCBA/Jマウスを3つのグループに分けます:(1)2.0J/cm² ばく露群(n = 9マウス);(2)2.25J/cm² ばく露群(n = 9マウス);(3)2.5J/cm² ばく露群(n = 9マウス)。LISW曝露の1か月後に評価のためにすべての耳を取り外してください。

2. LISW被ばくの実験設定

1. レーザーターゲットは、直径10mm、厚さ0.5mmの黒い天然ゴムディスクです。LISWインパルスを増加させるには、アクリル樹脂溶接接着剤を使用して、厚さ1.0mmの透明なポリエチレンテレフタレートシート(PET)をターゲット領域の上部に接着します....

ディスカッション

この研究は、LISWを使用して爆風誘発性蝸牛損傷のマウスモデルを検証することを目的としています。私たちの調査結果は、側頭骨を介してLISWを適用した後、ばく露したマウスの耳は、蝸牛の一貫した病理学的および生理学的低下を示し、それに伴うLISW過圧の増加を伴ったことを示しました。これらの結果から、このマウスモデルは、LISW出力を調整することにより?.......

資料

Name	Company	Catalog Number	Comments
532 nm Q-switched Nd:YAG laser	Quantel	Brilliant b
ABR peak analysis software	Mass Eye and Ear	N/A	EPL Cochlear Function Test Suite
Acrylic resin welding adhesive	Acrysunday Co., Ltd	N/A
confocal fluorescence microscopy	Leica	TCS SP8
cryosectioning compound	Sakura	Tissue-Tek O.C.T
CtBP2 antibody	BD Transduction	#612044
Dielectric multilayer mirrors	SIGMAKOKI CO.,LTD	TFMHP-50C08-532	M1-M3
Digital oscilloscope	Tektronix	DPO4104B
Earphone	CUI	CDMG15008-03A
Hydrophone	RP acoustics e.K.	FOPH2000
Image J software plug-in	NIH	measurement line	https://myfiles.meei.harvard.edu/xythoswfs/webui/_xy-e693768_1-t_wC4oKeBD
Light microscope	Keyence Corporation	BZ-X700
Myosin 7A antibody	Proteus Biosciences	#25–6790
Neurofilament antibody	Sigma	#AB5539
Plano-convex lens	SIGMAKOKI CO.,LTD	SLSQ-30-200PM
Prism software	GraphPad	N/A	ver.8.2.1
Scanning electron microscope	JEOL Ltd	JSM-6340F
Small digital endoscope	AVS Co. Ltd	AE-C1
Ultrasonic jelly	Hitachi Aloka Medical	N/A
Variable attenuator	Showa Optronics Co.	N/A	Currenly avaiable successor: KYOCERA SOC Corporation, RWH-532HP II
Water-soluble encapsulant	Dako	#S1964