폭발로 인한 달팽이관 손상을 연구하기 위한 레이저 유도 충격파의 연구 응용

요약

여기에서는 레이저 유도 충격파(LISW)를 사용하여 폭발로 인한 달팽이관 손상의 동물 모델을 만들기 위한 실험 프로토콜에 대해 설명합니다. 측두골이 LISW에 노출되면 폭발에 의한 달팽이관 병태생리학이 재현될 수 있습니다. 이 동물 모델은 달팽이관 병리학을 밝히고 폭발 부상에 대한 잠재적 치료법을 탐색하기 위한 플랫폼이 될 수 있습니다.

초록

귀는 폭발 과압에 가장 취약한 기관이며, 폭발 노출 후 달팽이관 손상이 자주 발생합니다. 폭발에 노출되면 삶의 질에 부정적인 영향을 미치는 돌이킬 수 없는 난청인 감각신경성 난청(SNHL)이 발생할 수 있습니다. 유모 세포의 손실, 나선형 신경절 뉴런, 달팽이관 시냅스, 입체섬모의 파괴와 같은 폭발로 인한 달팽이관 병리에 대한 자세한 설명이 이전에 문서화되었습니다. 그러나 폭발 부상 후 달팽이관 감각 신경 저하를 결정하는 것은 어려운 일인데, 폭발 과압에 노출된 동물은 일반적으로 고막 천공(TMP)을 경험하여 동시 전음성 난청을 유발하기 때문입니다. 순수 감각신경성 달팽이관 기능 장애를 평가하기 위해 레이저 유도 충격파를 사용하여 폭발로 인한 달팽이관 손상의 실험 동물 모델을 개발했습니다. 이 방법은 TMP 및 수반되는 전신 손상을 피하고 LISW 노출 후 에너지 의존적 방식으로 SNHL 구성 요소의 기능 저하를 재현합니다. 이 동물 모델은 병리학적 메커니즘을 규명하고 모세포로 인한 달팽이관 기능 장애에 대한 잠재적인 치료법을 탐색하기 위한 플랫폼이 될 수 있습니다.

서문

난청과 이명은 가장 흔한 장애 중 하나이며, 재향 군인의 최대 62%가 보고하고 있습니다¹. 감각신경성 난청(sensorineural hearing loss, SNHL) 및 고막천공(tympanic membrane perforation, TMP)을 포함한 여러 폭발로 인한 청각 합병증이 폭발 과압에 노출된 사람들에게서 보고되었다². 또한, 폭발에 노출된 개인에 대한 연구에 따르면 폭발에 노출되면 청력 역치가 정상 범위 내에 있는 경우에도 청각 시간 해상도에 결함이 발생하는 경우가 많으며, 이를 "숨겨진 청력 손실(HHL)"이라고 ^합니다3. 모세포 관련 달팽이관 병리학에서 내부 유모세포(IHC)와 청각 뉴런(AN) 사이의 달팽이관 시냅스가 크게 소실된다는 것은 잘 알려진 사실이다⁴. 시냅스 퇴행은 청각 처리 장애를 초래하며 HHL⁵의 발병에 기여하는 주요 요인입니다. 따라서 청각 기관은 복잡하고 고도로 조직화된 구조를 포함하는 깨지기 쉬운 구성 요소입니다. 하지만 돌파가 세포 수준에서 내이에 영향을 미치는 정확한 메커니즘은....

프로토콜

모든 실험 절차는 국방 의과 대학의 기관 동물 관리 및 사용 위원회(승인 #18050)의 승인을 받았으며 국립 보건원과 일본 문부과학성의 지침에 따라 수행되었습니다. 동물의 수와 고통을 최소화하기 위해 모든 노력을 기울였습니다.

1. 동물

1. 이 프로토콜을 따르기 위해 8주 된 수컷 CBA/J 마우스를 사용하십시오. 실험 전에 쥐에게 청력 기능 검사와 고막의 내시경 관찰을 실시하여 정상성을 확인합니다.
2. 27 CBA / J 마우스를 세 그룹으로 나눕니다 : (1) 2.0 J / cm² 노출 그룹 (n = 9 마우스); (2) 2.25 J/^cm2 노출군(n=9마리 마우스); 및 (3) 2.5 J/^cm2 노출군(n = 9 마우스). LISW 노출 후 1개월 후에 평가를 위해 모든 귀를 제거합니다.

2. LISW 노출의 실험 설정

1. 레이저 타겟은 직경 10mm, 두께 0.5mm의 검은색 천연 고무 디스크입니다. LISW 임펄스를 높이려면 아크릴 수지 용접 접착제를 ....

토론

이 연구는 LISW를 사용하여 폭발로 인한 달팽이관 손상의 마우스 모델을 검증하는 것을 목표로 했습니다. 우리의 발견은 측두골을 통해 LISW를 적용한 후 노출된 쥐의 귀가 달팽이관에서 일관된 병리학적 및 생리학적 감소를 보였으며 이는 LISW 과압의 증가를 동반했음을 보여주었습니다. 이러한 결과는 이 마우스 모델이 LISW 출력을 조정하여 다양한 달팽이관 병리학을 복제.......

자료

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