Name: an isolated semi-intact preparation of the mouse vestibular sensory epithelium for electrophysiology and high-resolution two-photon microscopy
Uploaded: 2013-06-13T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about An Isolated Semi-intact Preparation of the Mouse Vestibular Sensory Epithelium for Electrophysiology and High-resolution Two-photon Microscopy at JoVE.com

Finansieringen för detta arbete lämnades av en Garnett Passe och Rodney Williams Memorial Foundation Projektbidrag till R. Lim och AJ Camp.

Ett. Djur <ol><li> Möss erhölls från Australian Gnagare Centre (ARC, Perth, Australien) och hölls vid University of Sydney Bosch Animal Facility på en normal 12-h ljus / mörker-cykel med miljöberikning. Samtliga beskrivna experimenten godkändes av University of Sydney Animal etikkommitté. </li><li> Manliga och kvinnliga möss (C57/BL6) användes för alla experiment eftersom denna stam vanligen används som bakgrund för genetisk manipulation, och kan anses likvärdiga med vildtyp 8-9. </l...

<ol>
	<li>Dulon, D., Safieddine, S., Jones, S. M., Petit, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Otoferlin+is+critical+for+a+highly+sensitive+and+linear+calcium-dependent+exocytosis+at+vestibular+hair+cell+ribbon+synapses.">Otoferlin is critical for a highly sensitive and linear calcium-dependent exocytosis at vestibular hair cell ribbon synapses.</a> J. Neurosci. 29, 10474-10487 (2009).</li><li>Highstein, S., Art, J., Holstein, G., Rabbitt, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simultaneous+pre-+and+post-synaptic+recording+from+the+peripheral+vestibular+calyx+and+its+included+type+I+hair+cell.">Simultaneous pre- and post-synaptic recording from the peripheral vestibular calyx and its included type I hair cell.</a> , (2009).</li><li>Kindig, A. E., Lim, R., Callister, R. J., Brichta, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voltage+dependent+currents+in+type+I+and+II+hair+cell+and+calyx+terminals+of+primary+afferents+in+an+intact+in+vitro+mouse+vestibular+crista+preparation.">Voltage dependent currents in type I and II hair cell and calyx terminals of primary afferents in an intact in vitro mouse vestibular crista preparation.</a> , (2009).</li><li>Chatlani, S., Goldberg, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole-cell+recordings+from+calyx+endings+in+the+turtle+posterior+crista.">Whole-cell recordings from calyx endings in the turtle posterior crista.</a> , (2010).</li><li>Songer, J. E., Eatock, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transduction+in+the+mammalian+saccule.">Transduction in the mammalian saccule.</a> , (2010).</li><li>Lee, H. Y., Camp, A. J., Callister, R. J., Brichta, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vestibular+primary+afferent+activity+in+an+in+vitro+preparation+of+the+mouse+inner+ear.">Vestibular primary afferent activity in an in vitro preparation of the mouse inner ear.</a> J. Neurosci. Methods. 145, 73-87 (2005).</li><li>Lim, R., Kindig, A. E., Donne, S. W., Callister, R. J., Brichta, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potassium+accumulation+between+type+I+hair+cells+and+calyx+terminals+in+mouse+crista.">Potassium accumulation between type I hair cells and calyx terminals in mouse crista.</a> Exp. Brain Res. 210, 607-621 (2011).</li><li>Camp, A. J., Callister, R. J., Brichta, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibitory+synaptic+transmission+differs+in+mouse+type+A+and+B+medial+vestibular+nucleus+neurons+in+vitro.">Inhibitory synaptic transmission differs in mouse type A and B medial vestibular nucleus neurons in vitro.</a> J. Neurophysiol. 95, 3208-3218 (2006).</li><li>Camp, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attenuated+glycine+receptor+function+reduces+excitability+of+mouse+medial+vestibular+nucleus+neurons.">Attenuated glycine receptor function reduces excitability of mouse medial vestibular nucleus neurons.</a> Neuroscience. 170, 348-360 (2010).</li><li>Briggman, K. L., Euler, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bulk+electroporation+and+population+calcium+imaging+in+the+adult+mammalian+retina.">Bulk electroporation and population calcium imaging in the adult mammalian retina.</a> J. Neurophysiol. 105, 2601-2609 (2011).</li><li>Briggman, K. L., Helmstaedter, M., Denk, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Wiring+specificity+in+the+direction-selectivity+circuit+of+the+retina.">Wiring specificity in the direction-selectivity circuit of the retina.</a> Nature. 471, 183-188 (2011).</li><li>Rennie, K. J., Streeter, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Voltage-dependent+currents+in+isolated+vestibular+afferent+calyx+terminals.">Voltage-dependent currents in isolated vestibular afferent calyx terminals.</a> J. Neurophysiol. 95, 26-32 (2006).</li><li>Hudspeth, A. J., Lewis, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+analysis+of+voltage-+and+ion-dependent+conductances+in+saccular+hair+cells+of+the+bull-frog,+Rana+catesbeiana.">Kinetic analysis of voltage- and ion-dependent conductances in saccular hair cells of the bull-frog, Rana catesbeiana.</a> J. Physiol. 400, 237-274 (1988).</li><li>Rennie, K. J., Ashmore, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ionic+currents+in+isolated+vestibular+hair+cells+from+the+guinea-pig+crista+ampullaris.">Ionic currents in isolated vestibular hair cells from the guinea-pig crista ampullaris.</a> Hear. Res. 51, 279-291 (1991).</li></ol>

Mekanismerna bakom vårt balanssinne har fått begränsad uppmärksamhet i jämförelse med andra sensoriska system, t.ex. visuella och auditiva system. Av de studier som har undersökt förändringar i vestibulär eller balans funktion, har mest fokuserat på beteendemässiga åtgärder inklusive vestibulo-okulär reflex, med ofullständiga kunskaper i de grundläggande byggstenarna i balans-vestibulära hårcellerna själva. De studier som har koncentrerat sig på hårcellerna har nästan undantagslöst gjort...

Trots den betydande bidrag i det vestibulära systemet till vår vardag, en tydlig förståelse av de processer som är ansvariga för den observerade nedgången i vestibulär funktion med åldern förblir svårfångade. En orsak till denna brist på kunskap är att nedgången i vestibulär funktion har nästan uteslutande undersökts med hjälp av beteendemässiga analyser, inklusive vestibulo-okulära reflexen (VOR), en exakt indikator för yttre vestibulär funktion, men ger begränsad insikt i de förändringar av inneboende komponenter . Detta är ett stort hinder för vår förståelse av vestibulära hår cellernas funktion i hälsa, sjukdom, eller åldrande. Även om det har gjorts många studier av enskilda vestibular hårceller, har en stor brist varit beroende av akuta förberedelser hårceller, där hårceller och även foderblad afferenta terminaler avlägsnas från sin normala miljö via mekanisk och / eller enzymatisk behandling. Sådana metoder inevitanolikt störa den känsliga mikroarkitekturen mellan hårceller och blomfoder, och hår cell och stödjande celler. Med utvecklingen av semi-intakta preparat 1-5, och en isolerad mus labyrint förberedelse 6, finns det nu en möjlighet att studera olika former av synaptisk kommunikation under förhållanden som mer liknar dem som in vivo. Det framgick Lim et al. (2011) markerade skillnader i hela celler strömmar inspelade från akut isolerad typ I vestibulära hårcellerna jämfört med dem som var inbäddad i neuroepitelet. Närmare bestämt är kalium tänkt att ackumuleras i det intercellulära utrymmet, mellan håret cellen och blomfoder afferent, och signifikant förändra svaret hårcell 7. Denna typ av information skulle vara omöjligt att få utan semi-intakt preparat i vestibulära sensoriska epitelet beskrivs här. Vi visar semi-intakt beredning av musen Crista 3, Och visar representativa resultat från hel-cell patch elektrofysiologi, och två-photon kalcium avbildning.

<table border="1">
 <tbody>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>REAGENTS</td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Leibovitz medium L-15</td>
 <td>Sigma Aldrich</td>
 <td>L4386-10X1L</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>BAPTA-1-oregon green</td>
 <td>Invitrogen</td>
 <td>O6806 </td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td></td>
 <td></td>
 <td></td>
 <td>EQUIPMENT </td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Stereo microscope</td>
 <td>Leica Microsystems</td>
 <td>A60S</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Upright microscope</td>
 <td>Olympus</td>
 <td>BX51WI</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Two-photon microscope</td>
 <td>Olympus/La Vision</td>
 <td>BX51WI/ TriMScope II</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Dumont #5 SF Forceps</td>
 <td>FST</td>
 <td>11252-00</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Friedman-Pearson Rongeurs</td>
 <td>FST</td>
 <td>16221-14</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Standard Pattern Scissors</td>
 <td>FST</td>
 <td>14001-12</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>InstraTECH A-D converter</td>
 <td>HEKA</td>
 <td>ITC-18</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Sutter Micromanipulator</td>
 <td>Sutter</td>
 <td>MP-225/M</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>multiclamp amplifier</td>
 <td>Axon Instruments</td>
 <td>700B</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Data acquisition software (electrophysiology)</td>
 <td>Axograph</td>
 <td>N/A</td>
 <td></td>
 </tr>
 <tr>
 <td>Imspector Data acquisition software (two-photon)</td>
 <td>Max Planck innovation</td>
 <td>N/A</td>
 <td></td>
 </tr>
 </tbody>
</table>

an isolated semi-intact preparation of the mouse vestibular sensory epithelium for electrophysiology and high-resolution two-photon microscopy

Förstå vestibulära hårcellerna fungerar under normala förhållanden, eller hur trauma, sjukdom och åldrande störa denna funktion är ett viktigt steg i utvecklingen av förebyggande insatser och / eller nya terapeutiska strategier. Dock har de flesta studier som ser onormala vestibulära funktionen inte varit på cellnivå, men främst inriktad på beteendemässiga analyser av vestibulär dysfunktion såsom gångsvårigheter analyser och vestibulo-okulär reflex prestanda. Även detta arbete har gett värdefulla data om vad som händer när saker går fel, är lite information som samlats om de bakomliggande orsakerna till dysfunktion. Av de studier som fokuserar på de cellulära och subcellulära processer som ligger bakom vestibulär funktion, har mest förlitat sig på akut isolerade hårceller, saknar deras synapsförbindelser och stödjande celler miljö. Därför har en stor teknisk utmaning har tillgång till de utsökt känsliga vestibulära hårcellerna i ett prepdelser som är minst störd, fysiologiskt. Här visar vi en semi-intakt beredning av musen vestibulära sensoriska epitelet som behåller den lokala mikro-miljö, inklusive hårcell / primära afferenta komplex.

De elektrofysiologiska egenskaperna hos vestibulära hårceller är beroende av den komplexa mikroarkitektur inom vilken de är inbäddade 7. Figur 5 visar att den semi-intakt vestibulära epitel beredning kan användas för att skilja mellan typ I hårceller (figur 5A), typ II hårceller (figur 5B), och om blomfodret primär afferent (figur 5C) baserat på karakteristiska helcells konduktanser. Dessa egenskaper inkluderar en uttalad &quot;sa...

Watch this Scientific Journal Video about An Isolated Semi-intact Preparation of the Mouse Vestibular Sensory Epithelium for Electrophysiology and High-resolution Two-photon Microscopy at JoVE.com

An Isolated Semi-intact Preparation of the Mouse Vestibular Sensory Epithelium for Electrophysiology and High-resolution Two-photon Microscopy

Analys av vestibulär hår cellernas funktion kompliceras av deras läge djupt inne den svåraste delen av skallen, den STENAKTIG temporal ben. Mest funktionella hårcell studier har använt akut isolerade hårceller. Här beskriver vi en semi-intakt beredning av mus vestibulära epitel för elektrofysiologiska och två-photon mikroskopi studier.

En isolerad Semi-intakt Beredning av Mouse Vestibular sensoriska epitelet för elektrofysiologi och Högupplöst Två-foton mikroskopi

Understanding vestibular hair cells function  under normal conditions, or how trauma, disease, and aging disrupt this  function is a vital step in the ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy

In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy

In vivo avbildning av Mouse Spinal Cord Använda Två-foton mikroskopi

In vivo imaging using two-photon microscopy 1 in mice that have been genetically engineered to express fluorescent proteins in specific cell types 2-3 has ...

Tissue Preparation and Immunostaining of Mouse Sensory Nerve Fibers Innervating Skin and Limb Bones

Tissue Upprättande och immunfärgning av Mouse känselnervtrådar Innervating Hud och Limb Bones

Detection and primary processing of physical, chemical and thermal sensory stimuli by peripheral sensory nerve fibers is key to sensory perception in ...

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

In vivo Två-foton avbildning av erfarenhet beroende molekylära förändringar i kortikala neuron

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

An In-vitro Preparation of Isolated Enteric Neurons and Glia from the Myenteric Plexus of the Adult Mouse

An In-vitro Preparation of Isolated Enteric Neurons and Glia from the Myenteric Plexus of the Adult Mouse

Ett<em&gt; In-vitro</em&gt; Beredning av isolerade Enteriska neuroner och glia från plexus myentericus av vuxen mus

The enteric nervous system is a vast network of neurons and glia running the length of the gastrointestinal tract that functionally controls ...

In Vivo Two-Photon Microscopy of Single Nerve Endings in Skin

In Vivo Two-Photon Microscopy of Single Nerve Endings in Skin

In Vivo Two-foton mikroskopi av enstaka nervändar i huden

Nerve endings in skin are involved in physiological processes such as sensing1 as well as in pathological processes such as neuropathic pain2. Their ...

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

Two-Photon<em&gt; In vivo</em&gt; Imaging av Dendritutskotten i mus Cortex Använda en förtunnad-skalle Förberedelse

In the mammalian cortex, neurons form extremely complicated networks and exchange information at synapses. Changes in synaptic strength, as well as ...

Two-photon Imaging of Cellular Dynamics in the Mouse Spinal Cord

Två-foton Imaging av Cellular Dynamics i ryggmärgen hos möss

Two-photon (2P) microscopy is utilized to reveal cellular dynamics and interactions deep within living, intact tissues. Here, we present a method for ...

Quantification of Cerebral Vascular Architecture using Two-photon Microscopy in a Mouse Model of HIV-induced Neuroinflammation

Kvantifiering av cerebral vaskulär Architecture med hjälp av två foton mikroskopi i en musmodell av HIV-inducerad Neuroinflammation

Human Immunodeficiency Virus 1 (HIV-1) infection frequently results in HIV-1 Associated Neurocognitive Disorders (HAND), and is characterized by a chronic ...

Physiological Preparation of Hair Cells from the Sacculus of the American Bullfrog (Rana catesbeiana)

Physiological Preparation of Hair Cells from the Sacculus of the American Bullfrog Rana catesbeiana

Fysiologiska Framställning av hårcellerna från säcken av den amerikanska Bullfrog (<em&gt; Ranacatesbeiana</em&gt;)

The study of hearing and balance rests upon insights drawn from biophysical studies of model systems. One such model, the sacculus of the American ...

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

In Vivo Två-foton avbildning av kortikala nervceller hos neonatala möss

Two-photon imaging is a powerful tool for the in vivo analysis of neuronal circuits in the mammalian brain. However, a limited number of in vivo imaging ...