Name: investigating outer hair cell motility with a combination of external alternating electrical field stimulation and high-speed image analysis
Uploaded: 2011-07-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Investigating Outer Hair Cell Motility with a Combination of External Alternating Electrical Field Stimulation and High-speed Image Analysis at JoVE.com

Arbetet stöds av National Institutes of Health bidrag R01DC10146/R01DC010397, NIDCD P30 DC006276 Forskning Core och högskolan. Dess innehåll är ensamt ansvarig för författare och representerar inte nödvändigtvis officiella ståndpunkter NIH eller högskolan. Författarna förklarar ingen befintlig eller potentiell intressekonflikt.

1. Isolering av OHCs <ol><li> Börja här proceduren genom att skörda temporal ben från marsvin, möss eller din däggdjur djurmodell. </li><li> Öppna sedan den temporala benen med hjälp av en Malleus avbitartång för att avslöja snäckan, och sänk ner dem i Leibovitz L-15. Ta bort ben överskott försiktigt, hålla beniga skal intakt. Detta är ett allmänt förfarande som gäller för temporal ben av däggdjur, kan smärre ändringar i tekniken vara nödvändig när det handlar om tidsmässiga ben från mycke...

<ol>
	<li>Frolenkov, G. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+insights+into+the+morphogenesis+of+inner+ear+hair+cells.">Genetic insights into the morphogenesis of inner ear hair cells.</a> Nat Rev Genet. 5, 489-498 (2004).</li><li>Ashmore, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cochlear+outer+hair+cell+motility.">Cochlear outer hair cell motility.</a> Physiol Rev. 88, 173-210 (2008).</li><li>Dallos, P., Fakler, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prestin,+a+new+type+of+motor+protein.">Prestin, a new type of motor protein.</a> Nature Rev. Mol. Cell Biol. 3, 104-111 (2002).</li><li>Frolenkov, G. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cochlear+outer+hair+cell+bending+in+an+external+electrical+field.">Cochlear outer hair cell bending in an external electrical field.</a> Biophys. J. 73, 1665-1672 (1997).</li><li>Matsumoto, N., Kalinec, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extraction+of+Prestin-Dependent+and+Prestin-Independent+Components+from+Complex+Motile+Responses+in+Guinea+Pig+Outer+Hair+Cells.">Extraction of Prestin-Dependent and Prestin-Independent Components from Complex Motile Responses in Guinea Pig Outer Hair Cells.</a> Biophys J. 89, 4343-4351 (2005).</li><li>Matsumoto, N., Kalinec, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prestin-dependent+and+prestin-independent+motility+of+guinea+pig+outer+hair+cells.">Prestin-dependent and prestin-independent motility of guinea pig outer hair cells.</a> Hear Res. 208, 1-12 (2005).</li><li>Ashmore, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+remarkable+cochlear+amplifier.">The remarkable cochlear amplifier.</a> Hear Res. 266, 1-17 (2010).</li><li>Kitani, R., Kakehata, S., Kalinec, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Motile+responses+of+cochlear+outer+hair+cells+stimulated+with+an+alternating+electrical+field.">Motile responses of cochlear outer hair cells stimulated with an alternating electrical field.</a> Hearing Research. , (2011).</li><li>Dallos, P., Evans, B. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-frequency+outer+hair+cell+motility:+corrections+and+addendum.">High-frequency outer hair cell motility: corrections and addendum.</a> Science. 268, 1420-1421 (1995).</li><li>Frank, G., Hemmert, W., Gummer, A. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Limiting+dynamics+of+high-frequency+electromechanical+transduction+in+outer+hair+cells.">Limiting dynamics of high-frequency electromechanical transduction in outer hair cells.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 96, 4420-4425 (1999).</li><li>Santos-Sacchi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+frequency+limit+and+phase+of+outer+hair+cell+motility:+effects+of+the+membrane+filter.">On the frequency limit and phase of outer hair cell motility: effects of the membrane filter.</a> J. Neurosci. 12, 1906-1916 (1992).</li><li>Inou&#233;, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Video Microscopy. , (1986).</li></ol>

Den experimentella metoden som presenteras här kan uppskatta OHC rörliga svar i kHz intervall utan några begränsningar till cellens rörelse. Olika stimuleringsprotokoll, extra markörer (mikrosfärer), liksom förändringar i inriktningen av cellen med hänsyn till det elektriska fältet, gör det möjligt att undersöka nya aspekter av OHC motilitet med en detaljnivå som tidigare otillgängliga. Andra metoder, t.ex. de som använder fotodioder 9 eller laser Doppler vibrometry 10, kräver en ...

<table border="1"><tbody><tr><td> Reagensets namn </td><td> Företag </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (frivilligt) </td></tr><tr><td> Leibovitz är L-15 </td><td> Gibco </td><td> 21.083 </td><td></td></tr><tr><td> Kollagenas (typ 4) </td><td> Sigma-Aldrich </td><td> C5138 </td><td> 1mg/ml i L-15 </td></tr></tbody></table>

investigating outer hair cell motility with a combination of external alternating electrical field stimulation and high-speed image analysis

OHCs är cylindriska sensomotoriska celler som finns i organ Corti, det auditiva orgeln inuti däggdjur innerörat. Namnet &quot;hårcellerna&quot; härstammar från deras karakteristiska apikala bunt av sinneshår ett kritiskt element för att upptäcka och transduktion av ljud energi 1. OHCs kan ändra form-elongate, förkorta och böj-som svar på elektriska, mekaniska och kemiska stimulering, anses vara en motor respons avgörande för cochlea förstärkning av akustiska signaler 2. OHC stimulering framkallar två olika rörliga svar: i) electromotility, alias snabba rörlighet, förändringar i längd i mikrosekunder intervallet från eldrivna konformationsändringar i motorproteiner tätt packade i OHC plasmamembran, och ii) långsamma motilitet, form förändringar i millisekund till sekunder utbud med cytoskelettala omorganisation 2, 3. OHC bockning förknippas med electromotility och resultera antingen från en asymmetrisk fördelning av motor proteiner i sidled plasmamembranet, eller asymmetrisk elektrisk stimulering av dessa motorproteiner (t.ex. med ett elektriskt fält vinkelrätt mot den långa axeln av cellerna) 4. Mekaniska och kemiska stimuli framkalla huvudsak långsamma rörliga svar, även om förändringar i den joniska villkor av cellerna och / eller deras omgivning också kan stimulera plasmamembranet-inbäddade motorproteiner 5, 6. Sedan OHC rörliga svar är en viktig del av Cochlear förstärkaren, den kvalitativa och kvantitativa analysen av dessa rörliga svaren på akustiska frekvenser (ungefär från 20 Hz till 20 kHz i människor) är en mycket viktig fråga inom området hörsel forskning 7. Utvecklingen av ny bildteknik som kombinerar hög hastighet Videokameror, LED-baserade system belysning, och sofistikerad bildanalys programvara ger nu möjlighet att göra tillförlitliga kvalitativa och kvantitativa studier av rörliga svar av isolerade OHCs till en extern alternerande elektriskt fält (EAEF) 8. Detta är en enkel och icke-invasiv teknik som kringgår de flesta av de begränsningar som tidigare metoder 9-11. Dessutom ger LED-baserad belysning systemet extrem ljusstyrka med obetydliga termiska effekter på prover och, på grund av användningen av video mikroskopi, är optisk upplösning på minst 10-faldigt högre än med konventionell ljusmikroskopi tekniker 12. Till exempel med experimentuppställning beskrivs här, kan förändringar i cellernas längd av ca 20 nm rutinmässigt och tillförlitligt upptäcks vid frekvenser på 10 kHz, och denna resolution kan förbättras ytterligare vid lägre frekvenser. Vi är övertygade om att detta experiment bidrar det till att utöka vår förståelse av de cellulära och molekylära mekanismerna bakom OHC motilitet.

Watch this Scientific Journal Video about Investigating Outer Hair Cell Motility with a Combination of External Alternating Electrical Field Stimulation and High-speed Image Analysis at JoVE.com

Investigating Outer Hair Cell Motility with a Combination of External Alternating Electrical Field Stimulation and High-speed Image Analysis

En tillförlitlig metod för att undersöka yttre hårceller (OHC) rörliga svar, inklusive electromotility, långsam motilitet och bockning, beskrivs. OHC motilitet utlöses genom stimulering med en extern växlande elektriskt fält, och metoden drar fördel av hög hastighet bild inspelning, LED-baserad belysning, och sista generationen bildanalys programvara.

Undersöka Yttre Motility Hår Cell med en kombination av yttre Alternerande elektriska fältet stimulering och hög hastighet bildanalys

OHCs are cylindrical sensorimotor cells located in the Organ of Corti, the auditory organ inside the mammalian inner ear. The name "hair cells" derives ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

TMS: Använda Theta-Burst protokollet Utforska Mechasnism av plasticitet hos personer med Fragile X-syndrom och autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

Visualization and Genetic Manipulation of Dendrites and Spines in the Mouse Cerebral Cortex and Hippocampus using In utero Electroporation

Visualization and Genetic Manipulation of Dendrites and Spines in the Mouse Cerebral Cortex and Hippocampus using In utero Electroporation

Visualisering och Genetic Manipulation av dendriter och ryggar i mus hjärnbarken och hippocampus med användning av<em&gt; I utero</em&gt; Elektroporering

In utero electroporation (IUE) has become a powerful technique to study the development of different regions of the embryonic nervous system 1-5. To date ...

Whole Cell Patch Clamp for Investigating the Mechanisms of Infrared Neural Stimulation

Whole Cell Patch Clamp för att undersöka mekanismer Infraröd nervstimulering

It has been  demonstrated in recent years that pulsed, infrared laser light can be used to  elicit electrical responses in neural tissue, independent of ...

A Human-machine-interface Integrating Low-cost Sensors with a Neuromuscular Electrical Stimulation System for Post-stroke Balance Rehabilitation

En människa och maskin-gränssnitt integrera billiga sensorer med en neuromuskulär elektrisk stimulering System för Post-Stroke Balance Rehabilitering

A stroke is caused when an artery carrying blood from heart to an area in the brain bursts or a clot obstructs the blood flow to brain thereby preventing ...

Assessment of Neuromuscular Function Using Percutaneous Electrical Nerve Stimulation

Bedömning av neuromuskulära funktionen Använda perkutan elektrisk nervstimulering

Percutaneous electrical nerve stimulation is a non-invasive method commonly used to evaluate neuromuscular function from brain to muscle (supra-spinal, ...

Video Imaging and Spatiotemporal Maps to Analyze Gastrointestinal Motility in Mice

Video Imaging Kartor Spatiotemporal Analysera gastrointestinal motilitet hos möss

The enteric nervous system (ENS) plays an important role in regulating gastrointestinal (GI) motility and can function independently of the central ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

Effekterna av transkraniell växelström stimulering på primära motoriska Cortex av Online kombinerat tillvägagångssätt med transkraniell magnetisk stimulering

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Transcranial Electrical Brain Stimulation in Alert Rodents

Transkraniell elektrisk hjärnstimulering i Alert gnagare

Transcranial electrical brain stimulation can modulate cortical excitability and plasticity in humans and rodents. The most common form of stimulation in ...

Chronic Transcranial Electrical Stimulation and Intracortical Recording in Rats

Kronisk transkraniell elektrisk stimulering och Intracortical inspelning hos råttor

Transcranial electrical stimulation (TES) is a powerful and relatively simple approach to diffusely influence brain activity either randomly or in a ...

Auditory Brainstem Response and Outer Hair Cell Whole-cell Patch Clamp Recording in Postnatal Rats

Auditiv hjärnstammen svar och yttre hår Cell hela-cell Patch Clamp inspelning i Postnatal råttor

The outer hair cell is one of the two types of sensory hair cells in the mammalian cochlea. They alter their cell length with the receptor potential to ...