הכנת קפל קול חולדה עבור ניתוחים עצביים שריריים
Summary
פרוטוקול זה מתאר שיטות המשמשות להכנת קפלי קול חולדה למחקר נוירו-שרירי היסטוכימי.
Abstract
מטרת הדרכה זו היא לתאר את הכנת קפל קול החולדה למחקר נוירו-שרירי היסטוכימי. פרוטוקול זה מתאר נהלים לניתוח שומן חולדה, הקפאת הבזק, ו cryosectioning של קפלי הקול. מחקר זה מתאר כיצד להקרין קפלי קול הן במישורים אורך והן במישור חתך. חידוש של פרוטוקול זה הוא מעקב שומן במהלך cryosectioning המבטיח זיהוי מדויק של שרירי השומן המהותיים ומפחית את הסיכוי לאובדן רקמות. הנתונים ממחישים את ההקפאה המתקדמת בשני המטוסים. עשרים ותשע שומן-שומן חולדה היו cryosectioned ועקבו מהופעת הסחוס בבלוטת התריס להופעת החלק הראשון שכלל את קפל הקול המלא. קפל הקול המלא היה דמיינו עבור כל בעלי החיים בשני המטוסים. הייתה שונות גבוהה במרחק מהופעת הסחוס בבלוטת התריס ועד להופעת קפל הקול המלא בשני המטוסים. המשקל לא היה בקורלציה לעומק של ציוני דרך שומן, דבר המצביע על שונות אישית וגורמים אחרים הקשורים להכנת רקמות עשוי להיות אחראי על השונות הגבוהה במראה של ציוני דרך במהלך חתך. מחקר זה מפרט מתודולוגיה ומציג נתונים מורפולוגיים להכנת קפל קול החולדה לחקירה נוירו-שרירית היסטוכימית. בשל שונות אינדיבידואלית גבוהה, ציוני דרך נזלת צריך להיות במעקב צמוד במהלך cryosectioning כדי למנוע גירוי יתר של רקמות ואובדן רקמות. השימוש במתודולוגיה עקבית, כולל הכנת רקמות נאותה ומודעות לציוני דרך בתוך הגרון של החולדה, יסייע בתוצאות עקביות במחקרים ויסייע לחוקרים חדשים המעוניינים להשתמש בקפל הקול של החולדה כמודל לחקור מנגנונים עצביים-שריריים גרון.
Introduction
גרון החולדה הוא מודל מבוסס היטב לחקור התאמות גרון עצבי שרירי מבני ותפקודי להתפתחות, הזדקנות, מחלות, סוכנים פרמקולוגיים1,2,3,4,5. עקביות של שיטות היסתולוגיות היא קריטית לקו עבודה זה, שכן ישנם מורכבויות מרובות המעורבות בהכנת שרירים וניתוח, כמו גם אתגרים הקשורים לגודל, צורה וטופוגרפיה של השרירים עטופים בתוך הסחוסים הרינג’אלים1,6,7,8,9,10,11 . בשל הגודל הקטן של שרירי השומן המהותיים של החולדה, הטמעה שיטתית, הקפאה והקפאה הם קריטיים להשגת תוצאות עקביות ומדויקות. לדוגמה, בעת חתך קפל קול העכברוש במישור קורונל, הצמתים neuromuscular (NMJs) של ארבעה של שרירי השומן המהותיים ממוקמים בתוך פחות מ 1.8 מ”מ של עומק הרקמה11. לכן, ניטור מדויק של אנטומיה שריר שומן במהלך cryosectioning הוא הכרחי כדי לזהות במדויק את החלקים של עניין ולמנוע oversectioning של רקמות. יתר על המידה של שריר היעד יכול לגרום לזיהוי לא מדויק של מספר וטופוגרפיה של NMJs11 או יכול לגרום הפחתות כולל בגודל המדגם אם שריר היעד הוא מושלך עקב בלבול כיוון ציון דרך12. ככל שמפותחים מודלים חדשניים לחקר שרירי השומן וההתאמות שלהם, נהלי הפעלה סטנדרטיים חיוניים כדי להבטיח שהתוצאות מדויקות, אמינות ושחזוריות לאורך מחקרים.
מטרת מאמר זה היא לפרט את הכנת קפל קול החולדה לניתוח אורך וחתך אופטימלי. שיטות מפורטות המשמשות באופן קבוע במעבדה שלנו מתוארות לזהות ציוני דרך שריר היעד במהלך cryosectioning. למרות שיטות דומות משמשים במספר מעבדות, פרטים גדולים יותר מסופקים כאן מאשר בספרות כדי להבטיח שכפול אמין ומדויק כאשר מיושם על ידי חוקרים טירון. מטרת מדריך זה היא לספק מתודולוגיה סטנדרטית להערכה אימונוהיסטוכימית (IHC) של קפל קול החולדה כדי לשפר את העקביות במעבדות ובחקירות.
Protocol
Representative Results
Discussion
הכנת קפלי קול חולדה לניתוח עצבי-שרירי יכולה להוות אתגרים שונים. לא רק ששרירי השומן קטנים ומוקפים בסחוס, ובכך מקשים על חילוץ ישיר של שריר המטרה, נמצאה גם שונות גבוהה בין בעלי חיים בעומק ציוני דרך אנטומיים דמעות. עבור שריר פרוטוקול מישור חתך, קטעי קיפול קול שלם הופיעו בין 21−85 קטעים (10 מיקרומט?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
מחקר זה נתמך על ידי מענקים F31DC017053-01A1 (לנל, PI) ו K23DC014517 (ג’ונסון, PI) מהמכון הלאומי לחירשות והפרעות תקשורת אחרות של המכונים הלאומיים לבריאות.
Materials
| 2-Methylbutane Certified | Fisher Chemical | 35514 | |
| Aluminum Foil | Fisherbrand | 1213101 | |
| Cryo Tongs SS | Thermo Scientific | 11679123 | |
| Cryostat | Leica Biosystems | CM3050 | |
| Cryostat blades | C.L. Sturkey D554X50 | 22-210-045 | |
| Disposable Base Molds 15mm x 15mm | Thermo Scientific | 41-741 | |
| Disposable Underpads | Medline | 23-666-062 | |
| Dissection kit | Thermo Scientific | 9996969 | |
| DPBS – Dulbecco's Phosphate-Buffered Saline | Gibco | 14190136 | |
| Frozen Section Medium | Fisher Healthcare | 23-730-571 | |
| Ice Bucket | Bel-Art | 11999054 | |
| Immunostain Moisture Chamber | Ted Pella Inc | NC9425474 | |
| Needle holders | Assi | ASSI.B148 | |
| Non-Woven Sponges, 4 Ply | Quick Medical | 9023 | |
| Orbital shaker | Troemner | 02-217-987 | |
| Pap pen | |||
| Paraformaldehyde, 16% w/v aq. soln., methanol free | Alfa Aesar | 50-00-0 | |
| Premium Microcentrifuge Tubes | Fisherbrand | 5408129 | |
| Specimen Storage Bags | Fisherbrand | 19240093 | |
| Stainless Steel Graduated Measure 32 oz/100 mL | Polar Ware | 114231B | |
| Superfrost Plus Microscope Slides | Fisherbrand | 12-550-15 | |
| Task wiper | Kimberly-Clark Professional™ 34155 | 06666A | |
| Timer | Fisherbrand | 2261840 | |
| Vannas Pattern Scissors | Assi | ASSI.SAS15RV | |
| NOTE: For all supplies, these are examples of equipment to purchase. The exact model is not necessary to complete our methods. | |||
References
- Connor, N. P., Suzuki, T., Lee, K., Sewall, G. K., Heisey, D. M. Neuromuscular junction changes in aged rat thyroarytenoid muscle. Annals of Otology, Rhinology and Laryngology. 111 (7), 579-586 (2002).
- Suzuki, T., et al. Age-Related Alterations in Myosin Heavy Chaing Isoforms in Rat Intrinsic Laryngeal Muscles. Annals of Otology, Rhinology and Laryngology. 111 (11), 962 (2002).
- Johnson, A. M., Grant, L. M., Schallert, T., Ciucci, M. R. Changes in Rat 50-kHz Ultrasonic Vocalizations During Dopamine Denervation and Aging: Relevance to Neurodegeneration. Current Neuropharmacology. 13 (2), 211-219 (2015).
- Wright, J. M., Gourdon, J. C., Clarke, P. B. Identification of multiple call categories within the rich repertoire of adult rat 50-kHz ultrasonic vocalizations: effects of amphetamine and social context. Psychopharmacology. 211 (1), 1-13 (2010).
- Bowers, J. M., Perez-Pouchoulen, M., Edwards, N. S., McCarthy, M. M. Foxp2 mediates sex differences in ultrasonic vocalization by rat pups and directs order of maternal retrieval. Journal of Neuroscience. 33 (8), 3276-3283 (2013).
- Basken, J. N., Connor, N. P., Ciucci, M. R. Effect of aging on ultrasonic vocalizations and laryngeal sensorimotor neurons in rats. Experimental Brain Research. 219 (3), 351-361 (2012).
- Ciucci, M. R., et al. Reduction of dopamine synaptic activity: degradation of 50-kHz ultrasonic vocalization in rats. Behavioral Neuroscience. 123 (2), 328-336 (2009).
- Ciucci, M. R., Vinney, L., Wahoske, E. J., Connor, N. P. A translational approach to vocalization deficits and neural recovery after behavioral treatment in Parkinson disease. Journal of Communication Disorders. 43 (4), 319-326 (2010).
- Nagai, H., Ota, F., Konopacki, R., Connor, N. P. Discoordination of laryngeal and respiratory movements in aged rats. American Journal of Otolaryngology. 26 (6), 377-382 (2005).
- Ma, S. T., Maier, E. Y., Ahrens, A. M., Schallert, T., Duvauchelle, C. L. Repeated intravenous cocaine experience: development and escalation of pre-drug anticipatory 50-kHz ultrasonic vocalizations in rats. Behavioural Brain Research. 212 (1), 109-114 (2010).
- Inagi, K., Schultz, E., Ford, C. N. An anatomic study of the rat larynx: establishing the rat model for neuromuscular function. Otolaryngology and Head and Neck Surgery. 118 (1), 74-81 (1998).
- Lenell, C., Newkirk, B., Johnson, A. M. Laryngeal Neuromuscular Response to Short- and Long-Term Vocalization Training in Young Male Rats. Journal of Speech, Language, and Hearing Research. 62 (2), 247-256 (2019).
- Kumar, A., Accorsi, A., Rhee, Y., Girgenrath, M. Do’s and don’ts in the preparation of muscle cryosections for histological analysis. Journal of Visualized Experiments. (99), e52793 (2015).
- McMullen, C. A., Andrade, F. H. Functional and morphological evidence of age-related denervation in rat laryngeal muscles. Journals of Gerontology. Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 64 (4), 435-442 (2009).
- McMullen, C. A., et al. Chronic stimulation-induced changes in the rodent thyroarytenoid muscle. Journal of Speech, Language, and Hearing Research. 54 (3), 845-853 (2011).
- Lenell, C., Johnson, A. M. Sexual dimorphism in laryngeal muscle fibers and ultrasonic vocalizations in the adult rat. Laryngoscope. 127 (8), 270-276 (2017).
- Johnson, A. M., Ciucci, M. R., Connor, N. P. Vocal training mitigates age-related changes within the vocal mechanism in old rats. Journals of Gerontology. Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 68 (12), 1458-1468 (2013).
- Feng, X., Zhang, T., Ralston, E., Ludlow, C. L. Differences in neuromuscular junctions of laryngeal and limb muscles in rats. Laryngoscope. 122 (5), 1093-1098 (2012).
