Eine effektive Methode, um Manuelle Zerlege Intact Maus Nasengewebe mit erhaltener Anatomische Organisation vorbereiten
Abstract
Das Säugetier Nase ist ein multifunktionales Organ mit komplizierten inneren Strukturen. Die Nasenhöhle ist mit verschiedenen Epithelien wie Geruchs-, Atmungs-und Plattenepithel die sich deutlich in anatomischen Stellen, Morphologie und Funktionen ausgekleidet. Bei erwachsenen Mäusen wird die Nase mit verschiedenen Schädelknochen bedeckt, die Begrenzung experimentellen Zugang zu den internen Strukturen, vor allem diejenigen in der hinteren wie die wichtigsten olfaktorischen Epithel (MOE). Hier beschreiben wir eine effektive Methode zur Gewinnung fast die gesamte und intakte Nasalgewebe mit erhaltenen anatomischen Organisation. Mit chirurgische Instrumente unter einem Binokular, wir nacheinander entfernen Sie die Schädelknochen rund um die Nasen-Gewebe. Dieser Vorgang kann auf beiden Paraformaldehyd-fixierten und frisch seziert, gehäutet Maus Köpfe durchgeführt werden. Der gesamte Vorgang dauert Zerlegung etwa 20-30 min, die deutlich kürzer als die experimentelle Zeit für herkömmliche chemische-basierten de erforderlich istVerkalkung. Darüber hinaus präsentieren wir Ihnen eine einfache Methode, um Luftblasen zwischen Nasenmuscheln, die kritisch für den Erhalt intakter dünnen horizontalen oder koronalen oder Sagittalschnitten vom Nasengewebe Vorbereitung ist gefangen zu entfernen. Nasal Gewebe unter Verwendung unserer Methode kann für whole mount Beobachtung des gesamten Epithelien sowie morphologische, immunozytochemische, RNA in situ Hybridisierung und physiologische Studien verwendet werden, insbesondere in Studien, in denen regional spezifische Prüfung und Vergleich von Interesse sind.
Introduction
Der Säuger Nasenhöhle umfasst verschiedene Arten von Geweben und Organen, die unterschiedliche Funktionen erfüllen. Die Nasenhöhle bildet den Eintrag des oberen Atemwege, der Luftfahrt kann in die und aus der Lunge. Inhalierten Luft durch die Nasenhöhle, wo es einer Temperatur-und Luftfeuchtigkeits-1 sowie die Reinigung oder Filterung reizende und toxische Stoffe und infektiöse Mikroorganismen 2 zu entfernen. Beide Behandlungen werden von nasalen Epithelien und subepithelialen Gewebe, einschließlich Drüsen und Gefäßen durchgeführt und sind entscheidend für den Schutz der unteren Atemwege und die Lunge. Zusätzlich zu seiner Rolle in der Atmung und epithelialen Abwehr, die nasale Gewebe enthält auch periphere sensorische Geräte der Geruchs-und Trigeminus-Systeme, die eine breite Palette von chemischen Substanzen zu erkennen in der durchströmenden Luft. Je nachdem, welches System aktiviert ist, können sensorische Erkennung von Chemikalien in der Nase zu entlocken entwederein Gefühl der Geruch, Reizung oder Schmerzen 3,4.
Die periphere olfaktorische System ist komplex und besteht aus mehreren anatomisch getrennt olfaktorischen Sinnesorgane innerhalb der Nasenhöhle gemacht. Unter ihnen ist die wichtigste olfaktorischen Epithel (MOE) die größte, die bis macht etwa 45-52% der nasalen Epithelien in Nagetieren 5 und wird in der hinteren Region. Im anteroventral Region, gibt es ein Paar von röhrenförmigen Strukturen Vomeronasalorgan 6, die entlang jeder Seite der Nasenscheidewand sitzen bekannt. Zwei weitere kleine Gruppierungen von Riechzellen, als Septalorgan von Masera 7,8 und dem Gruneberg Ganglion 9 bekannt, wohnen zusammen das ventrale Septum und die dorsale Eingangsbereich der Nasenhöhle, beziehungsweise. Diese peripheren Organen enthalten Neuro-Epithelien mit Besonderheiten in der Morphologie, Zell-Marker Expression und physiologische Funktion. Gemeinsam erkennen sie Tausende von GerüchenMoleküle mit exquisiten Empfindlichkeit 10-12.
Zusätzlich zu den olfaktorischen Organe, die Nasenhöhle beherbergt auch andere Sinnesorgane. Es ist bekannt, dass peptiderge Trigeminus Fasern in der Nasenschleimhaut, insbesondere das respiratorische Epithel 13,14 sind. Einige dieser Fasern erkennen reizende und giftige Chemikalien und sind verantwortlich für die Initiierung Schutzreflexe wie Husten und Niesen 4,15. Reizt Geruchs-und Bitterstoffe kann auch durch eine kürzlich entdeckte Population von einsamen chemosensory Zellen (SCC), von denen viele von Trigeminus Fasern 16-19 innerviert werden erkannt werden. Diese SCCs sind in höherer Dichte im Eingangsbereich der Nasenhöhle und vomeronasal Eintrag Leitungen befindet, deutete an, dass sie auch dazu dienen, eine Schutzfunktion 16-18. Somit kann Nasenepithelien wesentlichen unterscheiden sich in Funktion, Morphologie und Zell-Zusammensetzung in Abhängigkeit von ihreranatomischen Stellen.
Selbst innerhalb eines einzelnen und spezialisierten Epithel, gibt es regionale Unterschiede. Die MOE ist ein solches Beispiel. Die MOE-Linien verschiedene Nasenmuscheln, die kompliziert und sind gewellt Strukturen. Wegen ihnen verschiedenen Regionen der MOE Erfahrung unterschiedlichen Luftmengen und somit unterschiedliche Diffusion und Clearance-Raten in der Luft Geruchsmoleküle 20. Es ist auch bekannt, dass Riechneuronen (OSN) Expression eines bestimmten Geruchsstoff-Rezeptor in einer von vier Zonen umgangen der MOE 21,22 befinden. Wie dieser Unterschied wirkt Lage eines OSN Antwort auf Duftstoffe weitgehend nicht bekannt. Darüber hinaus zeigen einige OSN Populationen regionalen Vorlieben. Guanylylcyclase-D (GC-D)-exprimierenden OSNs haben zonale Ausschüttungen zugunsten der Cul-de-sac Regionen der ectoturbinates 23,24. In jüngerer Zeit fanden wir eine Subpopulation von kanonischen OSNs die transient receptor potential Kanal M5 drückt (trpM5) und wird vorzugsweise in der lateralen und ventralen Bereiche 25 befinden. Diese Ergebnisse zeigen, dass MOE ist nicht einheitlich. Allerdings ist, wie diese regionalen Unterschiede olfaktorischen Codierung beeinflussen nicht verstanden. Dies ist zum Teil, weil gründliche physiologische Untersuchung der MOE und die Nase ist durch die Schwierigkeiten bei der Beschaffung intakt Nasenepithelien mit erhaltenen anatomischen Organisation mit aktuellen Methoden beschränkt.
Die Nasenepithelien werden überwiegend von den vorderen Knochen des Schädels, einschließlich der nasalen, Oberkiefer, Palatin, Jochbein und ethmoid Knochen umgeben. Bei erwachsenen Mäusen und anderen Nagetieren Modelle, sind diese Knochen hart und schwierig, ohne eine Beschädigung der in enger Beziehung Nasengewebe, insbesondere die empfindliche Nasenmuscheln entfernen. Oft wird auf chemischer Basis zur Entkalkung Knochen erweichen, damit Kryoschneiden von Nasalgewebe für morphologische, immunhistochemische und in situ Hybridisierung Studien, jedoch Abhängigkeitding auf dem Alter des Tieres, kann die Entkalkung dauern über Nacht bis zu 7 Tage 24,26-28. Diese Behandlung ist auch begrenzt, da es erfordert Gewebes Fixiermittel erhalten. Darüber hinaus können chemische Entkalkung hart sein und Einfluss auf die Immunmarkierung von einigen empfindlichen Antikörper 29,30. Aus physiologischen Studien wird lebendes Gewebe erforderlich, und somit diese Versuche sind oft auf isolierte OSNs oder MOE Scheiben von Neugeborenen, deren Schädelknochen sind dünn und weich 17,31,32 erzielt worden. Physiologische Untersuchungen können auch nutzen whole mount Präparaten durch Spaltung des Kopfes 25,33,34, aber in der Regel nur die mediale Oberfläche der Nase ist leicht zugänglich, die Begrenzung physiologischen Aufnahmen auf anderen Gebieten.
Hier beschreiben wir eine wirksame, manuelle Methode zur Zerlegung intakt Nasalgewebe mit erhaltenen ursprünglichen anatomischen Organisation und Morphologie vorzubereiten. Wir nacheinander entfernen Sie die wichtigsten Knochen des vorderenSchädel unter einer Dissektionsmikroskop eine fast völlig intakt Nasenepithel aussetzen, während die dünnen Nasenmuscheln intakt, es sei denn die Mäuse sehr alt sind und Kryoschneiden benötigt wird. Wir verlängern auch die Methode, um die Verbindung zwischen den nasalen Gewebe und Riechkolben, sowie den Rest des Gehirns zu erhalten und ermöglicht so die gleichzeitige Prüfung von sowohl peripheren und zentralen Schaltungen. Unsere Methode kann verwendet werden, um vorzubereiten Paraformaldehyd-fixierte, sowie frische, Live Nasengewebe werden. So ist unsere Methode zu erwarten morphologische, immunhistochemische und physiologische Untersuchungen der Atmung, Geruchssinn und nasal Schaden und Krankheit zu erleichtern.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hier haben wir gezeigt, eine Schritt-für-Schritt-Verfahren zur Isolierung von intakten olfaktorischen und respiratorischen Gewebe aus der Maus Nase durch sequentielles Entfernen der umgebenden Knochen unter Schonung des Gewebes unterhalb. Wir zeigen, dass eine sorgfältige Entfernung von Knochen können sogar die zartesten Gewebe in ihrer Gesamtheit zu bewahren. Wir teilen auch Einblick in mögliche Modifikationen dieser Technik, in denen wir isolieren sowohl das Gehirn und Nase Gewebe zusammen, um die Nerven zu bewahr…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Diese Arbeit wurde durch Forschungsgelder (NIH / NIDCD 009269, 012831 und ARRA administrative Ergänzung NIH Zuschüsse) zu Weihong Lin unterstützt. Wir danken besonders Herrn Tim Ford bei UMBC für seine technische Unterstützung bei Videoaufnahmen und Bearbeitung. Wir möchten auch Dr. Daphne Blumberg, Ms. Chere Petty bei UMBC und Mr. Nicholas McCollum von Olympus America Inc. danken für ihre Unterstützung bei der Ausrüstung Videoaufnahmen.
Materials
| Name | Company | Catalogue Number | Comments |
| Dissection | |||
| Rongeur, 1.0 mm Jaw width | World Precision Instruments (WPI) | 501333 | |
| Fine forceps, Dumont 3 | WPI | 503235 | |
| Fine forceps, Dumont 55 | WPI | 14099 | |
| Fine forceps, Dumont AA | Fine Science Tools (FST) | 11210-20 | |
| Specimen forceps, Serrated | VWR | 82027-440 | |
| Operating scissors | WPI | 501753 | |
| Iris scissors, Straight | Miltex | V95-304 | |
| Dissection microscope | Olympus | SZ40 | |
| [header] | |||
| Tissue embedding | |||
| Optimum cutting temperature (OCT) compound | Sakura Finetek | 4583 | |
| Plastic embedding mold | VWR | 15160-215 | |
| Aspirator vacuum pump | Fisher Scientific | 09-960-2 | |
| [header] | |||
| Section staining | |||
| Neutral red | ACROS Organic | CAS 553-24-2 | Nuclei staining |
Referências
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