Summary

Respuesta auditiva del médula oblonga y la célula de pelo externa celulares parche abrazadera grabación en ratas postnatales

Published: May 24, 2018
doi:

Summary

Este protocolo describe métodos para registrar la respuesta auditiva del médula oblonga de crías de rata postnatal. Para examinar el desarrollo funcional de las células de pelo externas, el procedimiento experimental de la abrazadera del remiendo de célula entera en aisladas células de pelo externas se describe paso a paso.

Abstract

La célula de pelo externa es uno de los dos tipos de células de pelo sensoriales en la cóclea mamífera. Modificar la longitud de su celular con el receptor potencial para amplificar la vibración débil de señal de bajo nivel sonoro. La morfología y propiedades electrofisiológicas de las células ciliadas externas (CCE) se convierten en edad postnatal. La maduración de la célula de pelo externa puede contribuir al desarrollo del sistema auditivo. Sin embargo, el proceso de desarrollo de la CCE no se estudia bien. Esto es en parte debido a la dificultad para medir su función mediante un método electrofisiológico. Con el fin de desarrollar un método simple para solucionar el problema anterior, aquí se describe un protocolo paso a paso para estudiar la función del CCE en agudo disociado cóclea de ratas postnatales. Con este método, podemos evaluar la respuesta coclear al estímulo de tono puro y examinar el nivel de expresión y la función de la proteína motora prestin en CCE. Este método también puede utilizarse para investigar las células ciliadas internas (CCI).

Introduction

Dos funciones distintas de las células de pelo sensoriales cocleares son esenciales para mamíferos de audición: transducción de mechanoelectric (MET) y electromotilidad1,2. Por MET canales en el paquete de cabello, ciliadas (CCI) y CCE convertir la vibración sonora en cambios de potencial de membrana, así como las señales eléctricas de las neuronas del ganglio espiral inervada. OHCs cambian su longitud de la célula con el potencial de membrana y amplifican la vibración del sonido de bajo nivel. Esta actividad denominada electromotilidad es derivada por la proteína motora prestin situado en la pared lateral del CCE3.

En muchas especies como roedores, la función auditiva es inmadura en la época postnatal temprana4,5. Ningún potencial de acción en respuesta a señales de sonido podría ser detectado en la corteza auditiva antes de la audiencia Inicio6,7. Desarrollo de la morfología y función de la cóclea ha sido ampliamente estudiadas en el ratón, jerbo y rata4,5,8. La mecanotransducción y electromotilidad de las células de pelo también se desarrollan en la primera época de vida5.

Para evaluar la sensibilidad auditiva de ratas a diferentes edades postnatales, hemos desarrollado un método de respuesta auditiva del médula oblonga (ABR) en crías de rata. Abrazadera del remiendo de celulares es una tecnología ideal para investigar la CCE electrophysiologically. Sin embargo, en comparación con la abrazadera del remiendo en las neuronas y otras células epiteliales, la baja tasa de células completas sellado limitada la investigación de electromotilidad de CCE aislada.

Aquí describimos un procedimiento para investigar la CCE morfológicamente y electrophysiologically en agudo disociado cóclea de ratas postnatales. Este método puede ser modificado para estudiar los mecanismos moleculares que regulan la función y el desarrollo de la célula de pelo interna.

Protocol

Todos los protocolos experimentales con sujetos animales fueron aprobados por el Comité de ética Animal de la Universidad de médica sur. 1. Preparar soluciones para experimentos Preparar la anestesia (véase Tabla de materiales): 1,5% pentobarbital sódico disuelto en ddH2O. Preparar la solución de disección (véase Tabla de materiales): disolver una bolsa de polvo de L-15 de Leiboviz en 1 L de ddH2O. Ajuste del p…

Representative Results

ABR puede sacado de rata anestesiados cachorros mayores de día postnatal 7 (P7) utilizando ráfagas de tono puro (figura 1A). Como se muestra en la figura 1B, las formas de onda ABR obtienen de crías de rata demostradas solamente tres o cuatro distintas ondas con amplitud pequeña. Generalmente, hasta siete picos se observaron en las formas de onda ABR de animales adultos (figura 1B). <p class=…

Discussion

En las ratas más jóvenes que el día 11, no pudo observarse ningún potencial de acción en respuesta a la estimulación sonora en la corteza auditiva6,7. Por lo tanto, día postnatal 11 se describe como “Inicio de la audiencia”10. El desarrollo de la función auditiva antes de inicio de la audiencia no fue estudiado bien todavía. El método similar para la grabación de ABR adultos, demostramos que abr podría ser provocada por ráfaga…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Este trabajo fue financiado por becas del programa 973 (2014CB943002) y la nacional Ciencias naturales Fundación de China (11534013, 31500841).

Materials

Anesthetic
Pentobarbital sodium Sigma P3761 1.5% in water
Name Company Catalog Number Comments
Dissection solution
Leiboviz's L-15 Medium Life Technologies 41300-039 1 pack in 1 L water
Collagenase IV Sigma C5138 2 mg/mL in L-15
HEPES Sigma 7365-45-9 10 mM
Name Company Catalog Number Comments
Immunostaining solutions
PBS Thermo Fisher Scientific 10010023 PH 7.3
Paraformaldehyde Sigma 158127 4% in PBS
Triton X-100 Amresco ZS-0694 0.3% in PBS
Normal goat serum Thermo Fisher Scientific 10000C 10% in PBS
prestin antibody Santa Cruz SC-22694 dil 1:200
Alexa Fluor 488-conjugated antibody Thermo Fisher Scientific A-11055 dil 1:600
Phalloidin-Tetramethylrhodamine B isothiocyanate Sigma P1951 dil 1:200
DAPI Solarbio C0060 dil 1:20
Name Company Catalog Number Comments
Extracellular solution
Leiboviz's L-15 Medium Life Technologies 41300-039 1 pack in 1 L water
HEPES Sigma 7365-45-9 10 mM
Name Company Catalog Number Comments
Intracellular solution
CsCl Sigma 7647-17-8 140 mM
MgCl2 Sigma 7791-18-6 2 mM
EGTA Sigma 67-42-5 10 mM
HEPES Sigma 7365-45-9 10 mM
Name Company Catalog Number Comments
Equipment
Osmometer Gonotec OSMOMAT 3000 basic
Forcep WPI 14095 Tweezers dumont
Micropipette puller Sutter Instrument MODLE-P97
Micro Forge Narishigen MF-830
Mini Operating System Sutter Instrument MP-285
MultiClamp Axon 700B
Low-Noise Data Acquisition System Axon 1440A
ES1 speaker Tucker-Davis Technologies
TDT system 3 Tucker-Davis Technologies
Name Company Catalog Number Comments
Software
SigGenRP software Tucker-Davis Technologies
BioSigRP software Tucker-Davis Technologies
jClamp Scientific Solutions
Name Company Catalog Number Comments
Animal
SD rat Experimental Animal Center of Southern Medical University

Referências

  1. He, D. Z., Zheng, J., Kalinec, F., Sacchi Kakehata, S. S. a. n. t. o. s. -., J, Tuning in to the amazing outer hair cell: membrane wizardry with a twist and shout. J Membr Biol. 209, 119-134 (2006).
  2. Dallos, P. Cochlear amplification, outer hair cells and prestin. Curr Opin Neurobiol. 18, 370-376 (2008).
  3. Zheng, J., et al. Prestin is the motor protein of cochlear outer hair cells. Nature. 405, 149-155 (2000).
  4. Abe, T., et al. Developmental expression of the outer hair cell motor prestin in the mouse. J Membr Biol. 215, 49-56 (2007).
  5. Waguespack, J., Salles, F. T., Kachar, B., Ricci, A. J. Stepwise morphological and functional maturation of mechanotransduction in rat outer hair cells. J Neurosci. 27, 13890-13902 (2007).
  6. Zhang, L. I., Bao, S., Merzenich, M. M. Persistent and specific influences of early acoustic environments on primary auditory cortex. Nat Neurosci. 4, 1123 (2001).
  7. De, V. -. S. E., Chang, E. F., Bao, S., Merzenich, M. M. Critical period window for spectral tuning defined in the primary auditory cortex (A1) in the rat. J Neurosci. 27, 180-189 (2007).
  8. He, D. Z., Evans, B. N., Dallos, P. First appearance and development of electromotility in neonatal gerbil outer hair cells. Hearing Res. 78, 77-90 (1994).
  9. Hang, J., et al. Synchronized Progression of Prestin Expression and Auditory Brainstem Response during Postnatal Development in Rats. Neural Plast. , 4545826 (2016).
  10. Ehret, G. Development of absolute auditory thresholds in the house mouse (Mus musculus). J Am Audiol Soc. 1, 179-184 (1976).
  11. Møller, A. R. . Hearing:anatomy, physiology, and disorders of the auditory system. , (2006).
  12. He, D. Z., Zheng, J., Edge, R., Dallos, P. Isolation of cochlear inner hair cells. Hearing Res. 145, 156-160 (2000).
  13. Tang, J., Pecka, J. L., Tan, X., Beisel, K. W., He, D. Z. Z. Engineered Pendrin Protein, an Anion Transporter and Molecular Motor. J Biological Chem. 286, 31014-31021 (2011).
  14. Fu, M., et al. The Effects of Urethane on Rat Outer Hair Cells. Neural Plast. 2016, 1-11 (2016).

Play Video

Citar este artigo
Chang, A., Li, C., Huang, J., Pan, W., Tian, Y., Tang, J. Auditory Brainstem Response and Outer Hair Cell Whole-cell Patch Clamp Recording in Postnatal Rats. J. Vis. Exp. (135), e56678, doi:10.3791/56678 (2018).

View Video