Modifizierte Versuchsbedingungen für lärminduzierten Hörverlust bei Mäusen und Beurteilung der Hörfunktion und der Schädigung der äußeren Haarzellen
Summary
In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll für ein Mausmodell des lärminduzierten Hörverlusts (NIHL) vor. Um NIHL zu induzieren, haben wir ein neues und einfaches Gerät aus gewelltem Kunststoff, einem Rattenfallenkäfig und einem Lautsprecher entwickelt. Die auditorische Hirnstammantwort und die Immunfluoreszenzbildgebung wurden eingesetzt, um die Hörfunktion bzw. die Schädigung der äußeren Haarzellen zu beurteilen.
Abstract
Ein Tiermodell für lärminduzierten Hörverlust (NIHL) ist für Pathologen, Therapeuten, Pharmakologen und Hörforscher nützlich, um den Mechanismus von NIHL gründlich zu verstehen und anschließend die entsprechenden Behandlungsstrategien zu optimieren. Diese Studie zielt darauf ab, ein verbessertes Protokoll für die Entwicklung eines Mausmodells von NIHL zu erstellen. In dieser Studie wurden männliche C57BL/6J-Mäuse verwendet. Nicht anästhesierte Mäuse wurden an 5 aufeinanderfolgenden Tagen kontinuierlich für 6 h pro Tag bei lauten Geräuschen (1 und 6 kHz, gleichzeitig mit 115-125 dB SPL-A) exponiert. Die Hörfunktion wurde 1 Tag und 1 Woche nach der Lärmexposition unter Verwendung der auditorischen Hirnstammantwort (ABR) beurteilt. Nach der ABR-Messung wurden die Mäuse getötet und ihre Corti-Organe für die Immunfluoreszenzfärbung entnommen. Bei den Messungen der auditorischen Hirnstammreaktion (ABR) wurde 1 Tag nach der Lärmexposition ein signifikanter Hörverlust beobachtet. Nach 1 Woche sanken die Hörschwellen der Versuchsmäuse auf ~80 dB SPL, was immer noch ein signifikant höherer Wert war als bei den Kontrollmäusen (~40 dB SPL). Aus den Ergebnissen der Immunfluoreszenz-Bildgebung ging hervor, dass die äußeren Haarzellen (OHCs) geschädigt sind. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass wir ein NIHL-Modell mit männlichen C57BL/6J-Mäusen erstellt haben. Ein neues und einfaches Gerät zur Erzeugung und Wiedergabe von Reintongeräuschen wurde entwickelt und anschließend eingesetzt. Quantitative Messungen der Hörschwellen und die morphologische Bestätigung der OHC-Schädigung zeigten, dass der angewendete Lärm erfolgreich einen erwarteten Hörverlust induzierte.
Introduction
Weltweit leiden etwa 1,3 Milliarden Menschen an Hörverlust aufgrund von Lärmbelastung1. In dieser Studie haben wir uns zum Ziel gesetzt, einen klaren Schritt-für-Schritt-Prozess zur Induktion und Bestätigung von lärminduziertem Hörverlust (NIHL) zu etablieren. NIHL resultiert aus einer Degeneration/Zerstörung der Haarzellen (HCs) und Spiralganglienneuronen (SGNs), einer Schädigung der HC-Stereozilien und/oder dem Verlust von Synapsen zwischen den inneren HCs und SGNs der Cochlea. Solche Anomalien können neben NIHL auch Tinnitus und eine beeinträchtigte Sprachwahrnehmung (insbesondere in einer komplexen akustischen Umgebung) verursachen. Soziale, psychologische und kognitive Funktionen können nacheinander durch diese physiologischen Defizite beeinträchtigt werden 2,3,4,5,6.
In NIHL-bezogenen präklinischen Studien an Mäusen sind die beliebtesten Mausstämme CBA/CaJ 2,3,6,7 und C57BL/6 4,5,8. Die männlichen 3,4,7 Mäuse werden außerdem häufiger verwendet als die weiblichen, da Östrogen eine schützende Wirkung auf das Gehör hat. Daher haben wir in dieser Studie nur männliche Mäuse verwendet9. Nach Bezugnahme auf die Literatur wählten wir 1 kHz und 6 kHz als Frequenzen des angelegten Rauschens. Die Intensität des angelegten Lärms betrug 115 dB SPL-A (um den Käfig herum) bis 125 dB SPL-A (in der Mitte des Käfigs). Nachdem die Versuchsmäuse an 5 aufeinanderfolgenden Tagen kontinuierlich 6 Stunden pro Tag dem Lärm ausgesetzt wurden, deutete ein optimaler Anstieg der Hörschwelle darauf hin, dass bei den Versuchsmäusen ein optimales Ausmaß an NIHL erzeugt wurde. Die Vorgänge für den Umgang mit den Tieren, den Aufbau des Versuchsaufbaus und die Geräuscherzeugung sind im mitgelieferten Protokoll Schritt für Schritt klar beschrieben.
Protocol
Representative Results
Discussion
Die NIHL kann in zwei Arten unterteilt werden: die temporäre NIHL, die eine zeitliche Verschiebung der Hörschwelle zeigt, und die permanente NIHL, die durch eine permanente Verschiebung der Hörschwelle gekennzeichnet ist. Es wird angenommen, dass der Hörverlust, den wir am 6. Tag (1 Tag nach der Lärmexposition) beobachtet haben, eine Kombination dieser beiden Arten ist. In diesem Fall würde sich die Hörschwelle aufgrund der zeitlichen Komponente des Hörverlusts im Laufe der Zeit allmählich erholen. In…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Wir danken den Zuschüssen des Ministeriums für Wissenschaft und Technologie (MOST) der taiwanesischen Regierung (MOST 110-2314-B-715-005, MOST 111-2314-B-715-009-MY3) und den internen Forschungszuschüssen des Mackay Medical College (MMC-RD-110-1B-P030, MMC-RD-111-CF-G002-03).
Materials
| 1/4" CCP Free-field Standard Microphone Set | GRAS | 428158 | For noise exposure |
| Amplifier Input Module, AMI100D | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Bio-amplifier, BIO100C | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Bovine Serum Albumin | SIGMA | A9647 | Immunofluorescence staining |
| Cellsens software | Olympus life science | Image acquisition | |
| Corrugated plastic | |||
| DAPI fluoromount | SouthernBiotech | 0100-20 | Immunofluorescence staining |
| Ethylenediaminetetraacetic acid | SIGMA | E5134 | Decalcification |
| Evoked Response Amplifier, ERS100C | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Formaldehyde | APLHA | F030410 | Fixation of cochlear |
| High Performance Data Acquisition System, MP160 | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Modular Extension Cable, MEC110C | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Myo7A primary antibody | Proteus | 25-6790 | Immunofluorescence staining |
| Myo7A secondary antibody | Jackson immunoresearch | 711-545-152 | Immunofluorescence staining |
| Needle Electrode, Unipolar 12 mmTp, EL452 | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| phalloidin antibody | Alexa Fluor | A12381 | Immunofluorescence staining |
| phosphate-buffered saline | SIGMA | P4417 | |
| Rat trap cage | 14 cm x 17 cm x 24cm | ||
| ROMPUN- xylazine injection, solution | Bayer HealthCare, LLC | ||
| Sound amplifier, MT-1000 | unika | For noise exposure | |
| Sound generator/analyzer/miscellaneous, FW-02 | CLIO | 620300719 | For noise exposure |
| Soundproof chamber | IEA Electro-Acoustic Technology | For noise exposure and ABR | |
| Speaker | IEA Electro-Acoustic Technology | For noise exposure | |
| Stimulator Module, STM100C | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Triton X-100 | SIGMA | T8787 | Immunofluorescence staining |
| Tubephone Set, OUT101 | BIOPAC | For auditory brainstem response | |
| Upright Microscope, BX53 | Olympus | Image acquisition | |
| Zoletil | Virbac |
References
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