Harici Alternatif Elektrik Alan Uyarılma ve Görüntü Analizi Yüksek hızlı bir kombinasyonu ile Dış Saç Hücre Motilite incelenmesi
Summary
Electromotility, yavaş motilite ve eğilme gibi dış tüy hücresi (OHC) hareketli yanıtları, araştırmak için güvenilir bir yöntem açıklanmıştır. OHC motilite harici bir alternatif elektrik alan stimülasyonu ile ve yöntemi, yüksek hızlı görüntü kaydı, LED tabanlı aydınlatma, ve son nesil görüntü analiz yazılımı yararlanır.
Abstract
OHCs Corti, memelilerin iç kulak içindeki işitme organı Organ bulunan silindirik sensorimotor hücreleri vardır. "Kıl hücreleri" adı stereocilia, 1 ses enerjisi algılama ve iletilmesi için kritik bir unsur kendi karakteristik apikal paket türemiştir. OHCs değiştirmek mümkün şekil uzatmak, kısaltmak ve viraj, elektrik, mekanik ve kimyasal stimülasyon yanıt, bir motor yanıt koklear akustik sinyal amplifikasyon 2 için çok önemli kabul.
I) electromotility aka hızlı motilite, yoğun OHC plazma zarı paketlenmiş motor proteinlerin Elektrikle çalışan yapı değişiklikleri türetilen mikrosaniye aralığında uzunluğu ve ii) yavaş motilite, şekil değişiklikleri: OHC stimülasyon iki farklı hareketli yanıtları indükler saniye milisaniye sitoskeletal reorganizasyon 2, 3 içeren değişir. OHC bükme lateral plazma zarı, ya da bu motor protein (örneğin, bir elektrik alanı dik hücrelerin uzun ekseni) 4 asimetrik elektrik stimülasyonu motor proteinlerin asimetrik bir dağılım ya electromotility ile ilişkili ve sonucudur . Mekanik ve kimyasal uyaranlara hücre ve / veya çevreleri iyonik koşullarında değişiklikler de plazma zarı gömülü motor proteinleri 5, 6 uyarabilir olsa bile, aslında yavaş hareketli tepkileri neden olur. OHC hareketli yanıtları koklear amplifikatör önemli bir bileşeni olduğundan, akustik frekansları insanlarda 20 Hz – 20 kHz (kabaca) bu hareketli yanıtları kalitatif ve kantitatif analiz, araştırma 7 işitme alanında çok önemli bir konudur.
Yüksek hızda videocameras, LED tabanlı aydınlatma sistemleri ve gelişmiş görüntü analizi yazılımı birleştirerek yeni bir görüntüleme teknolojisi gelişimi, şimdi harici bir alternatif elektrik alanı (EAEF) izole OHCs hareketli yanıt güvenilir nitel ve nicel çalışmalar gerçekleştirmek için yeteneği sağlar 8. Bu önceki yaklaşımlar 9-11 sınırlamaları en circumvents basit ve non-invaziv bir tekniktir . Ayrıca, LED tabanlı aydınlatma sistemi, numuneler üzerinde önemsiz termal etkileri ile aşırı parlaklık sağlar, çünkü video mikroskopi, optik çözünürlük, geleneksel ışık mikroskobu teknikleri 12 ile daha en az 10 kat daha yüksek. Örneğin, deney düzeneği Burada anlatılan, yaklaşık 20 nm hücre uzunluğunda değişiklikler ile rutin ve güvenilir bir şekilde 10 kHz frekansları tespit ve bu kararın daha düşük frekanslarda daha iyi olabilir.
Biz bu deneysel yaklaşım OHC motilite altında yatan hücresel ve moleküler mekanizmaları anlayışımız uzatmak için yardımcı olacağına eminiz.
Protocol
Discussion
Burada sunulan deneysel yöntem için herhangi bir sınırlama olmaksızın hücre hareketi kHz aralığında OHC hareketli tepkileri tahmin sağlar. Farklı stimülasyon protokolleri, ek belirteçleri (mikroküreler), elektrik alanı ile ilgili hücre yönünü iyi değişiklikleri gibi, daha önce ulaşılmaz bir detay seviyesi ile mümkün OHC hareketlilik yeni yönlerini araştırmak yapmak. Diğer yöntemler fotodiyotlar 9 veya lazer Doppler vibrometry 10 kullanarak, örneğin, hücrenin konum…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ulusal Sağlık Grants R01DC10146/R01DC010397 Enstitüleri tarafından desteklenen çalışma, P30 DC006276 Araştırma Çekirdek NIDCD ve HEI. Burasının içeriği sadece yazarların sorumluluğundadır ve mutlaka NIH veya HEI resmi görüşlerini temsil etmemektedir. Yazarlar ilgi mevcut veya potansiyel çatışma beyan ederim.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Leibovitz’s L-15 | Gibco | 21083 | |
| Collagenase (Type 4) | Sigma-Aldrich | C5138 | 1mg/mL in L-15 |
References
- Frolenkov, G. I. Genetic insights into the morphogenesis of inner ear hair cells. Nat Rev Genet. 5, 489-498 (2004).
- Ashmore, J. Cochlear outer hair cell motility. Physiol Rev. 88, 173-210 (2008).
- Dallos, P., Fakler, B. Prestin, a new type of motor protein. Nature Rev. Mol. Cell Biol. 3, 104-111 (2002).
- Frolenkov, G. I. Cochlear outer hair cell bending in an external electrical field. Biophys. J. 73, 1665-1672 (1997).
- Matsumoto, N., Kalinec, F. Extraction of Prestin-Dependent and Prestin-Independent Components from Complex Motile Responses in Guinea Pig Outer Hair Cells. Biophys J. 89, 4343-4351 (2005).
- Matsumoto, N., Kalinec, F. Prestin-dependent and prestin-independent motility of guinea pig outer hair cells. Hear Res. 208, 1-12 (2005).
- Ashmore, J. The remarkable cochlear amplifier. Hear Res. 266, 1-17 (2010).
- Kitani, R., Kakehata, S., Kalinec, F. Motile responses of cochlear outer hair cells stimulated with an alternating electrical field. Hearing Research. , (2011).
- Dallos, P., Evans, B. N. High-frequency outer hair cell motility: corrections and addendum. Science. 268, 1420-1421 (1995).
- Frank, G., Hemmert, W., Gummer, A. W. Limiting dynamics of high-frequency electromechanical transduction in outer hair cells. Proc. Natl. Acad. Sci. 96, 4420-4425 (1999).
- Santos-Sacchi, J. On the frequency limit and phase of outer hair cell motility: effects of the membrane filter. J. Neurosci. 12, 1906-1916 (1992).
- Inoué, S. . Video Microscopy. , (1986).
