Stria vascularis, endokoklear potansiyelin oluşumu için hayati öneme sahiptir. Burada, yetişkin fare stria vascularis’in tek çekirdekli dizileme veya immün boyama için diseksiyonu sunulmuştur.
Stria vascularis tarafından üretilen endokoklear potansiyel, uygun saç hücresi mekanotransdüksiyonuna ve nihayetinde işitmeye elverişli bir ortamı korumak için gereklidir. Stria vascularisin patolojileri işitmenin azalmasına neden olabilir. Erişkin stria vaskülarisin diseksiyonu, odaklanmış tek çekirdekli yakalamaya ve ardından tek çekirdekli dizileme ve immün boyamaya izin verir. Bu teknikler stria vascularis patofizyolojisini tek hücre düzeyinde incelemek için kullanılır.
Tek çekirdekli dizileme, stria vascularisin transkripsiyonel analizi ayarında kullanılabilir. Bu arada, immün boyama, spesifik hücre popülasyonlarını tanımlamada yararlı olmaya devam etmektedir. Her iki yöntem de ön koşul olarak uygun stria vascularis diseksiyonu gerektirir ve bu da teknik olarak zor olabilir.
Koklea sıvı dolu üç odadan oluşur: scala vestibuli, scala media ve scala timpani. Scala vestibuli ve scala timpaninin her biri, yüksek konsantrasyonda sodyum (138 mM) ve düşük konsantrasyonda potasyum (6,8 mM)1 içeren perilenf içerir. Scala ortamı, yüksek konsantrasyonda potasyum (154 mM) ve düşük konsantrasyonda sodyum (0,91 mM)1,2,3 içeren endolenf içerir. İyon konsantrasyonundaki bu fark endokoklear potansiyel (EP) olarak adlandırılabilir ve esas olarak potasyum iyonlarının çeşitli iyon kanalları ve stria vascularis’teki (SV) boşluk kavşakları boyunca kokleanın lateral duvarı boyunca hareketi ile üretilir 4,5,6,7,8,9,10,11 . SV, kokleanın lateral duvarının medial yönünü kaplayan heterojen, yüksek vaskülarize bir dokudur ve üç ana hücre tipi içerir: marjinal, orta ve bazal hücreler12 (Şekil 1).
Marjinal hücreler, SV’nin en medial yüzeyini oluşturmak için sıkı bağlantılarla bağlanır. Apikal membran, scala media’nın endolenfine bakar ve KCNE1 / KCNQ1, SLC12A2 ve Na + –K + -ATPaz (NKA) 5,10,13,14 dahil olmak üzere çeşitli kanalları kullanarak endolenf içine potasyum iyonu taşınmasına katkıda bulunur. Ara hücreler, marjinal ve bazal hücreler arasında bulunan ve KCNJ10 (Kir 4.1)15,16 kullanarak SV yoluyla potasyum taşınmasını kolaylaştıran pigmentli hücrelerdir. Bazal hücreler kokleanın lateral duvarına yakın bir yerde bulunur ve perilenf12’den potasyum geri dönüşümünü teşvik etmek için spiral ligamentin fibrositleri ile yakından ilişkilidir. SV’nin patolojisi çok sayıda otolojik bozuklukla ilişkilendirilmiştir17,18. Kcnq1, Kcne1, Kcnj10 ve Cldn11 gibi majör SV hücre tiplerinde eksprese edilen genlerdeki mutasyonlar, EP 19,20,21,22,23 kaybı da dahil olmak üzere sağırlık ve SV disfonksiyonuna neden olabilir. Üç ana hücre tipine ek olarak, SV’de, iğ hücreleri 22, kök hücreler12,24, makrofajlar 25, perisitler 26 ve endotel hücreleri 27 gibi, iyonik homeostazı ve EP 28 oluşumunu içeren eksik tanımlanmış rollere sahip daha az çalışılmış başka hücre tipleri de vardır.
Toplu RNA dizilimine kıyasla, tek çekirdekli RNA dizilimi (sNuc-Seq), bir grup hücre29’daki mRNA’nın ortalamasından ziyade hücre heterojenliği hakkında bilgi sağlar ve heterojen SV30’u incelerken özellikle yararlı olabilir. Örneğin, sNuc-Seq, EP üretiminde, işitme kaybında ve Meniere hastalığında iğ ve kök hücrelerin rolü olabileceğini düşündüren transkripsiyonel analiz üretmiştir18. Çeşitli SV hücre tiplerinin daha ileri transkripsiyonel karakterizasyonu, SV ile ilişkili işitme dalgalanması ve işitme kaybının farklı mekanizmalarının ve alt tiplerinin altında yatan patofizyoloji hakkında bize paha biçilmez bilgiler sağlayabilir. Bu hassas iç kulak yapılarının toplanması, optimal doku analizi için büyük önem taşımaktadır.
Bu çalışmada, sNuc-Seq veya immün boyama için stria vaskülaris’e erişen ve izole eden yetişkin fare kokleasından izole etmek için mikrodiseksiyon yaklaşımı tanımlanmıştır. Yetişkin fare SV’nin diseksiyonu, çeşitli SV hücre tiplerini anlamak ve işitmedeki rollerini daha da karakterize etmek için gereklidir.
Tek hücreli dizilemenin ortaya çıkmasından önce, birçok araştırmacı toplu doku analizi kullandı, bu da sadece hücreler arasında ortalama transkriptomları analiz etmeyi mümkün kıldı. Özellikle, tek hücreli ve sNuc-Seq, sırasıyla tek bir hücrenin veya tek çekirdeğin transkriptomunu izole etmeyi mümkün kılmıştır32. Bu örnekte, marjinal, ara ve bazal hücrelerin yanı sıra iğ hücreleri30 için tek çekirdekli transkriptomlar tanımlanabilir. Bu…
The authors have nothing to disclose.
Bu araştırma kısmen NIH’nin Intramural Araştırma Programı, NIDCD to M.H. (DC000088) tarafından desteklenmiştir
10-µm filter (Polyethylenterephthalat) | PluriSelect | #43-50010-01 | Filter tissue during sNuc-Seq |
18 x 18 mm cover glass | Fisher Scientific | 12-541A | Cover slip to mount SV |
30-µm filter (Polyethylenterephthalat) | PluriSelect | #43-50030-03 | Filter tissue during sNuc-Seq |
75 x 25 mm Superfrost Plus/Colorforst Plus Microslide | Daigger | EF15978Z | Microslide to mount SV on |
C57BL/6J Mice | The Jackson Laboratory | RRID: IMSR_JAX:000664 | General purpose mouse strain that has pigment more easily seen in the intermediate cells of the SV. |
Cell Counter | Logos Biosystems | L20001 | Used for cell counting |
Chalizon curette 5'', size 3 2.5 mm | Biomedical Research Instruments | 15-1020 | Used to transfer SV |
Chromium Next GEM single Cell 3' GEM Kit v3.1 | Chromium | PN-1000141 | Generates single cell 3' gene expression libraries |
Clear nail polish | Fisher Scientific | NC1849418 | Used for sealing SV mount |
Corning Falcon Standard Tissue Culture Dishes, 24 well | Corning | 08-772B | Culture dish used to hold specimen during dissection |
DAPI | Invitrogen | D1306, RRID: AB_2629482 | Stain used for nucleus labeling |
Dounce homogenizer | Sigma-Aldrich | D8938 | Used to homogenize tissue for sNuc-seq |
Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 11252-30 | General forceps for dissection |
Dumont #55 Forceps | Fine Science Tools | 11255-20 | Forceps with fine tip that makes SV manipulation easier |
Fetal Bovine Serum | ThermoFisher | 16000044 | Used for steps of sNuc-Seq |
Glue stick | Fisher Scientific | NC0691392 | Used for mounting SV |
GS-IB4 Antibody | Molecular Probes | I21411, RRID: AB-2314662 | Antibody used for capillary labeling |
KCNJ10-ZsGreen Mice | n/a | n/a | Transgenic mouse that expresses KCNJ10-ZsGreen, partiularly in the intermediate cells of the SV. |
MgCl2 | ThermoFisher | AM9530G | Used for steps of sNuc-Seq |
Mounting reagent | ThermoFisher | #S36940 | Mounting reagent for SV |
Multiwell 24 well plate | Corning | #353047 | Plate used for immunostaining |
NaCl | ThermoFisher | AAJ216183 | Used for steps of sNuc-Seq |
Nonidet P40 | Sigma-Aldrich | 9-16-45-9 | Used for steps of sNuc-Seq |
Nuclease free water | ThermoFisher | 4387936 | Used for steps of sNuc-Seq |
Orbital shaker | Silent Shake | SYC-2102A | Used for steps of immunostaining |
PBS | ThermoFisher | J61196.AP | Used for steps of immunostaining and dissection |
RNA Later | Invitrogen | AM7021 | Used for preservation of SV for sNuc-Seq |
Scizzors | Fine Science Tools | 14058-09 | Used for splitting mouse skull |
Tris-HCl | Sigma-Aldrich | 15506017 | Used for steps of sNuc-Seq |
Trypan blue stain | Gibco | 15250061 | Used for cell counting |
Tween20 | ThermoFisher | AAJ20605AP | Used for steps of sNuc-Seq |
Zeiss STEMI SV 11 Apo stereomicroscope | Zeiss | n/a | Microscope used for dissections |