Name: long-term time lapse imaging of mouse cochlear explants
Uploaded: 2014-11-02T15:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 43 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Long-term Time Lapse Imaging of Mouse Cochlear Explants at JoVE.com

Wir danken Ihnen, Willy Sun für die technische Unterstützung und Dr. Kris Gellynck für hilfreiche Anmerkungen und drei anonymen Gutachtern für ihre konstruktive Ratschläge. Diese Arbeit wurde von der Sunnybrook Hearing Regeneration Initiative gefördert

Mausgewebe wurde von Sox2 EGFP -reporter Mäusen 12 gehalten und in Übereinstimmung mit Canadian Council on Animal Care Leitlinien für die Pflege und Verwendung von Labortieren eingeschläfert geerntet. 1. Die Kultivierung embryonaler Cochleae <ol><li> Ergänzung Dulbeccos Modified Eagle Medium (DMEM) durch Mischen 8.89 ml DMEM, 1 ml fötales Rinderserum (FBS), 100 &amp; mgr; l 100x N2 ergänzen, und 10 ul 10 mg / ml Ciprofloxacin. Ergänzung Hank Balanced Salt Solution (HBSS), die durch Mischen von 495 ml HBSS mit 5 ml 100% HEPES. </li><li> Bereiten Glasboden Kulturschalen: <ol><li> In einem Abzug mit laminarer Strömung, resuspendieren 200 ul Basalmembran Extrakt Substrat in 5 ml DMEM. Bereiten 35 mm Durchmesser Glasboden Kulturschalen mit 10 mm-Vertiefungen. Je 150 ul Substrat / DMEM in die Mitte eines jeden Glasbodenschale. Diese Gerichte werden nach 40 min Inkubation verwendet werden, oder kann in einem CO 2 gespeichert </sub&gt; Inkubator bei 35 ° C für mindestens eine Woche. HINWEIS: Glasbodenplatten sind aus den folgenden Gründen verwendet: um sicherzustellen, dass der Boden der Schale ist transparent und eignet sich für die Bildgebung, um einen Brunnen in der Mitte der Schale, die die Explantate in einer leicht lokalisiert Bereich absetzen und schließlich ermöglicht erstellen so daß nach einem Versuch die Probe für eine nachfolgende Analyse und Immunfärbung verarbeitet werden. </li></ol></li><li> Bereiten Sie die Arbeitsstation und Werkzeuge: <ol><li> Schalten Sie die laminare Strömung Sterilbank und abspritzen mit 70% EtOH, um eine saubere Arbeitsfläche zu erstellen. Soak Zangen, Löffel und eine schwarze 184 Siliconelastomer-Spiegel (eine Mischung aus 184 Silikon-Elastomer (10 Teile), Härter (1 Teil) und Holzkohlepulver (2,5 g)) in 70% EtOH. </li></ol></li><li> In der sauberen Arbeitsstation, Ernte Embryonen für das Experiment. Sammeln Embryonen des entsprechenden Schwangerschafts in eiskaltem HBSS ergänzt mit 1% HEPES. <ol><li> Bestimmen Sie eine externe oder sichtbare Organ, das zeigen wirdReporteraktivität und untersuchen die Embryonen mit Hilfe eines Fluoreszenz-Stereomikroskop. Sammeln Sie die Embryonen, die Reporteraktivität zeigen in eiskaltem HBSS mit 1% HEPES da diese ergänzt sind Gegenstand des Experiments. </li></ol></li><li> Sammeln Schläfenbeine: <ol><li> Schnell arbeiten, mit einem kühlen Lichtquelle und einer feinen Pinzette, sammeln die Köpfe der Welpen. Achten Sie darauf, an der Halswirbel und unter dem Kiefer Clip um eine Beschädigung der Schläfenbeine zu vermeiden. </li><li> Öffnen Sie vorsichtig den Schädel. Entfernen Sie das Gehirn, schneiden Sie die Vorderseite des Kopfes, und übertragen Sie die hintere Schädel frisches eiskaltes HBSS mit 1% HEPES in einem sauberen Teller ergänzt. Sorgfältig sezieren Sie die Erdnussförmigen Schläfenbeine darauf achten, dass das Gleichgewichtssystem in Takt zu halten. </li></ol></li><li> Präparieren Sie die Cochlea: <ol><li> Übertragen Sie die Schläfenbeine zu einem schwarzen Silikonelastomer beschichtete Schale in eiskaltem HBSS ergänzt mit 1% HEPES, die vestibulären Bereich des Knochen Pin. Legen Insektenstifte aneinem schrägen Winkel zur Stabilisierung des Schläfenbeins und schaffen Raum für die Zange. Pinning ist ein entscheidender Schritt im Prozess, als ob das Schläfenbein ist erlaubt, zu viel ist es sehr schwierig, eine intakte Cochlea ernten zu bewegen. </li><li> Den Knorpel rund um das Cochlea vorsichtig entfernen. Stecken Sie ein Zinken der Zange in den Knorpel an der Außenkante der Basis der Cochlea und Clip ein Loch in den Knorpel. </li><li> Clip eine Klappe an der Seite, legen Sie die Zinken der Zange und sanft trennen das Dach des Kanals aus dem Knorpel. Horizontal Clip über der Spitze und diagonal, und heben Sie den vorderen Teil der Kapsel. Legen Sie eine Zinke der Zange zwischen den verbleibenden Knorpel und den Kanal und sanft Clip aus dem letzten Abschnitt. Die apikale Oberfläche der Cochlea wird nun ausgesetzt. </li><li> Beginnend an der Basis, fangen die Gegend, wo das Dach des Kanals trifft das Cochlea-Epithel und öffnen Sie den Schneckengang. Ziehen Sie leicht vom Dach, Trimmenwenn notwendig, bis es vollständig entfernt ist. Schneiden Sie alle Teile der Membran nach links auf der medialen Seite des Kanals. Reinigen Sie den Kanal von überschüssigem mesenchymalen Gewebe und lösen Sie den Kanal aus dem Gleichgewichtssystem. </li></ol></li><li> Kultur die Explantate: <ol><li> Ein Explantation, Lumenoberfläche auf, in der Mitte des ein Substrat aufgetragen Glasbodenkulturschale vorsichtig abziehen gesamte Flüssigkeit und lassen Sie für zwei Minuten. In 150 ul ergänzt DMEM tropfenweise zu dem Explantat, kümmert sich nicht um sie zu stören. Sollte der Explantation schweben frei, neu zu positionieren mit einer Pinzette, aber darauf achten, dass das Explantat setzt sich am Boden der Schale, so dass sie auf das Substrat zu befestigen. </li><li> Legen Sie die Glasbodenschalen in eine tiefe 12 cm Durchmesser Petrischale mit einer kleinen Schüssel mit sterilem Wasser auf Feuchtigkeit zu halten. Setzen die Kulturen auf eine 35 ° C-Inkubator über Nacht damit das Explantat auf das Substrat anzubringen und zu glätten. </li></ol></li></ol> 2. Live-Imaging <ol><li> Wählen Explantatproben. Verwenden Sie ein Fluoreszenzstereomikroskop, um den Zustand eines jeden explantiert Cochlea bewerten. Wählen Explantate Nur wo der Kanal ist intakt und vor Glasbasis angebracht bis zur Spitze. </li><li> Gesetzt den Inkubator bei 35 ° C mit 5% CO 2 zur Kultur Cochleagewebe. Setzen Sie die Kulturen in den Brutschrank Mikroskop: <ol><li> Vorsichtig absaugen die ergänzt DMEM und ersetzen mit mindestens 500 &amp; mgr; l frisches Medium. Zur Abbildung von bis zu 6 Tagen ist 1-1,5 ml besser. In Fällen, in denen Explantate lose befestigt, Pipette einen Ring von Medien rund um den Rand der Schale. Diese zusätzliche Flüssigkeit wird eine Miniatur &quot;feuchten Kammer&quot; ohne die Explantation zu stören zu machen, während sie an der Matrix zu befestigen geht weiter. <ol><li> Alternativ frisch Verwendung Teller abdeckt, die Deckel zu öffnen, während die Schale bleibt in seinem Einbau in das Mikroskop, wenn Reagenzien müssen während der Intervalle zwischen Bildsammlungen ausgetauscht werden. Klappbare Schalenabdeckungen ermöglichen die Deckel zu seingeöffnet, ohne zu stören die Proben oder das Entfernen der Gerichte aus deren Einstellungen. Dies hält ihre exakte Position für die nachfolgende Bildaufnahmen. </li></ol></li><li> Legen Sie die Glasbodenschalen mit entsprechenden Proben in den Probenschalenhalter. Das Mikroskop weist in diesem Beispiel eine sich drehende Plattform, die acht 35 mm Probenschalen hält. </li><li> Unter dem Laminarströmungshaube ersetzen die Kunststoffdeckel mit Glasdeckel und legen Sie das Geschirr in die Probenschalenhalter. Platzieren Sie die Probenschale Halter im Inkubator kümmert sich nicht um die Explantate aus dem Boden der Schale zu entfernen oder um die Medien zu stören. </li></ol></li><li> Richten Sie die Imaging-Routine: <ol><li> Schalten Sie das Mikroskop, UV-Lampe und Kamera und öffnen Sie die Bildbearbeitungssoftware. </li><li> Suchen Sie die Proben, wählen Sie ein Imaging-Bereich, Fokusebene und die Belichtungszeiten für jedes Gericht in Folge. Wählen Sie die Fokusebene abhängig nicht nur von der Ansicht der Explantation zu der Zeit des Startens, aber also bedenkt, wie das Gewebe bewegen und wie lange der Zeitverlauf ausgeführt werden soll. </li><li> Legen Sie einen Z-Stack Zentrierung um den ausgewählten Fokusebene im Fluoreszenzkanal. Legen Sie die Häufigkeit und Länge der Probenahme für das Experiment. Die Häufigkeit der Probenahme wird durch die Zeit, um Bilder zu sammeln nimmt begrenzt werden, so sollte dies nach der Auswahl Sichtfelder und Setzen einer Z-Stack bestimmt werden. In diesem Fall nimmt der Probenahme alle 30 min über fünf Tage. Die Versuchsdauer kann bis zu 14 Tagen. </li></ol></li><li> Generieren Sie einen Film: <ol><li> Am Ende des Zeitablauf Periode öffnen Sie die Bilddateien. In diesem Fall Metamorph-Software, die sequentielle Sammelstellen öffnet verwendet. Bild für Bild wählen Sie die beste Brennebene zur Darstellung der Zellpopulation von Interesse. </li><li> Konvertieren Sie diese Bilder zu einer .avi-Datei oder exportieren Sie sie als Montage, um eine Reihe von Bildern, die geöffnet werden können, und analysiert in Bildbearbeitungssoftware oder umgebaut, mehrere forma generierents mit Videobearbeitungssoftware. </li></ol></li></ol>

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Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

Es gibt mehrere technische Punkte, die bei Kulturen festgelegt und bei der Einrichtung der Zeitraffer-Mikroskop, um für langfristige Bildgebung. Wir verwenden Basalmembranmatrix als Substrat zum Kultivieren von Cochlea-Explantate, doch sollte das Substrat für den Zelltyp abgestimmt werden. Zum Beispiel, um Bild neuronalen Kulturen, kann es besser sein, eine Fibronectin-Beschichtung bereitzustellen. Inkubation Temperatur und Gaszusammensetzung auch nach Gewebetyp gewählt werden. Wahl des Alters der Explantation ist wichtig. Wir starten auf E13 frühestens denn am E12 die Richtung des Wachstums ist weniger vorhersehbar. Wie es ist wichtig, dass Explantate werden über Nacht kultiviert, um auf das Substrat zu befestigen, sollten Experimente geplant werden, um am nächsten Tag beginnen. Wenn ein Experiment ist es, bei E15 oder älter beginnen, sollten Kulturen auf E13 wie im Laufe der Zeit das Gewebe abflacht und verbreitet so die Zellen sind leichter zu Bild festgelegt werden (siehe Abbildung 3). </p&gt; Wenn das Corti-Organ ist, das abgebildet werden soll, ist es wichtig, daß die Schnecke sehr sorgfältig seziert. Nicks in der Seitenkante der Explantation brechen die innere Spannung des Gewebes, also, wenn das Cochlea erfährt morphologische Umlagerungen, Zellen &#39;spill&#39; durch den Riss Bildung eines &quot;V&quot; geformt protrusion.This Vorsprung kann die Region von Interesse aus der Sicht bewegen . Zusätzlich muß darauf geachtet werden, um so viel von dem Dach des Kanals auf der medialen Seite wie möglich zu entfernen. Dieses Gewebe weiter ausbreitet als das Explantat erweitert und kann über die Oberseite des Bereichs von Interesse aus der Ansicht zu verdunkeln wachsen. Beim Einrichten der Abbildungsroutine muss die Wachstum und Veränderungen in der Morphologie der Cochlea sorgfältig berücksichtigt werden. Das Ziel sollte nicht nur auf die Größe des abzubildenden Bereich, sondern auch unter Berücksichtigung, ob der Bereich bewegt wird oder zu erweitern gewählt werden. Zellen im mittleren Bereichder Cochlea (Abbildung 1 und 2) Teile und bewegen sich innerhalb einer eingegrenzten Fläche, so dass ein hoher Vergrößerung verwendet werden (20X, 40X, 60X). Zellen des Corti-Organs oder der seitlichen Epithel wird jedoch bewegen, wenn das Explantat wächst; eine geringere Vergrößerung (10X oder 20X) besser ist, als die Wahrscheinlichkeit, dass die Zellen in dem Sichtfeld bleibt höher sind. Imaging der stationären Bereiche der Cochlea ist bei hohen Vergrößerungen möglich. Wir entschieden uns, ein 10X-Objektiv in der repräsentativen Ergebnisteil zu verwenden, da wir die ganze Explantat zeigen wollte, und weil das Gewebe Bewegung ist dynamisch in einem frühen Stadium. Weiter zu beachten ist die Fokusebene. Da der Explantation wird nach außen wachsen und glätten, ist es wahrscheinlich, dass der Brennebene wird dramatisch über den Zeitverlauf ändern. Wenn die Region von Interesse ist das Corti-Organ oder laterale Epithel, Antizipation dies und die Konzentration auf den Zellen der Migration aus dem Explantat kann helfen. Dies ist also ein Argument für die Nutzung der Objektive mit geringer Vergrößerung. Es ist möglich, Z Stapel sowohl für Fluoreszenz und DIC eingestellt. Wenn die Zellen von Interesse sind wahrscheinlich aus dem Fokus zu bewegen, die Einrichtung eines Z-Stack von 3-5 &amp; mgr; m pro Schritt kann dem entgegenwirken, vor allem, wenn der letzte Schritt in der Ebene des Deckglases. Es kann schwierig sein, das richtige Flugzeug bei Betrachtung Kulturen am Tag, als die Dichte der Packung der Zellen zu wählen und das reflektierte Licht vom umgebenden Gewebe kann eine klare Sicht zu verhindern. Bei der Überprüfung der Rahmen, um einen Film oder montage später zu erzeugen, ermöglicht eine sorgfältige Auswahl der Z-Ebenen auch Verfolgung von Zellbewegungen in drei Dimensionen. Das Experiment kann an jeder beliebigen Stelle angehalten werden, um die Fokuseinstellungen anpassen, wenn die Probe außerhalb des Bereichs bewegt. Live-Bildgebung eines Cochlea-Explantat mehr als einer Woche eine neue Dimension für das Verständnis der Entwicklung der Cochlea, die konfokale Live-Bildgebung ergänzt werden sollen. Dies ist eine hervorragende Methode, um zu verwenden, wenn Organ breite lang-term Prüfung ist notwendig, aber nicht hohe Vergrößerung konfokale Bildgebung für kurzfristige Einzelzellstudien ersetzen. Wahl der Technik hängt von der Art des Gewebes, das abgebildet werden und im Rahmen des Experiments. Diese Technik erlaubt den Forschern räumlich-zeitlichen Veränderungen in der Reportergen-Expression, Zellproliferation und Migration in Echtzeit zu untersuchen und ermöglicht Studium Reportergens als Reaktion auf Arzneimittel und die Lebensfähigkeit der Zellen genauer als bisher möglich.

Die Säugetier Cochlea ist eine hochgeordnete komplexes Organ. Bei der Maus zwischen der Entstehung des primitiven Innenohr aus dem Ohrbläschen am Tag E11 und die Fertigstellung des Entwicklungsprogramms der frühen postnatalen Stadien, mehrere Wellen der Zellsignalisierung und koordinierte Veränderungen in der Genexpression statt. Laufen von der Basis bis der Ductus cochlearis Apex ist die Geräuscherfassungs Sinnesepithel oder Corti-Organ. Entwicklung des Corti-Organ ist vorzüglich so gesteuert, dass am Ende der Entwicklung, wird es aus einer einzigen Reihe von inneren Haarzellen bestehen, drei Reihen von äußeren Haarzellen mit fünf Reihen von Stützzellen (zwei Reihen von Säulenzellen, drei setzt Reihen von Deiters &#39;Zellen) ein. Abweichung von dieser genauen Reihenfolge ergibt Hörverlust, heighlighting die Bedeutung der studye OFTHE Entstehung und Strukturierung der sensorischen epithemlium 2. In-vitro-Kultivierung von embryonalen Maus cochlea ist ein wichtiges Instrument bei der Untersuchung der Mechanismen der Entwicklung des Corti-Organ. Diese Technik wurde 1974 gegründet und in den letzten 40 Jahren verwendet worden, um viele der Mechanismen, mit denen die sensorische Epithel angegeben ist und der Corti-Organ gegründet 3 aufzuklären. Die Cochlea ist ein komplexes Organ mit dynamischen Entwicklungsprozesse; eine Manipulation kann so lange wie sieben Tage manifestieren 1. Zum Beispiel, wenn das Hinzufügen GSK 3β-Inhibitoren zu einer Cochlea Explantatkultur in E13 die optimale Inkubationszeit zu beobachten, eine robuste Wirkung der Verbindung sechs Tagen 4. Echtzeit-Bildgebung des Entwicklungs Cochlea ermöglicht Untersuchung Veränderungen in der Morphologie des Corti-Organ, Veränderungen in der Genexpression, Verfolgung von Tierwanderung, wuchernden oder sterbenden Zellen und ermöglicht Echtzeit-Beobachtung der Ergebnisse von pharmazeutischen Wirkstoffen und die Störung der Signal Wegen. Bisher leben Bildgebung der Cochleawurde hauptsächlich durchgeführt unter Verwendung der konfokalen Mikroskopie, um Bild kleine Bereiche des Corti-Organ über kurze Zeiträume 5-8, aber diese Technik hat Einschränkungen aufgrund Explantat Lebensfähigkeit. In Abbildung der Auswirkungen von Langzeitmanipulationen an langsame Entwicklungsprozessen ist die Abbildungsumgebung entscheidend. Typischerweise verwendet ein konfokales Live-Bildgebungssystem einen befeuchteten Kunststoffbox, die am Mikroskop sitzt. Hitze und Feuchtigkeit kann durch die Lücken in dem Inkubieren Feld trifft dort auf den Mikroskoptisch, durch den Zugriffsfenstern, durch die Scharnieröffnungen und durch die Lücken um verschiedene Teile des Mikroskop- wie dem Ziel oder der Lichtquelle entweichen. Dies ist nicht optimal für die Gesunderhaltung der Explantate für mehr als zwei oder drei Tage. Wir definieren &quot;Inkubator Mikroskops als invertiertes Mikroskop in einem Standard-CO 2 -Inkubator abgedichtet, anstatt einem Inkubator auf der Mikroskop aufgebaut. Ein Inkubator Mikroskop exneigt die Lebensdauer des Experiments, dass anstatt Abbildungs ​​über zwei oder drei Tage, können die Proben für bis zu zwei Wochen abgebildet werden. Ein Inkubator Mikroskop eine ausgezeichnete Umgebung für das Zellwachstum und Differenzierung, mit minimaler Störung zu Kulturen und Standard kontrollierten Bedingungen Explantation. In Studien, die über mehrere Tage stattfinden, ist es üblich, den Abbildungsproben auf einer täglichen Basis, indem sie aus dem Inkubator entfernt und trägt sie zu einem invertierten Fluoreszenzmikroskop greifen. Während dieser Ansatz funktionieren kann, das Entfernen der Gerichte aus dem Inkubator zufügt Belastung der empfindlichen Entwicklungs Gewebe. Änderungen der Säuregehalt des Kulturmedium und Temperaturschwankungen aufgrund der Entnahme aus dem Inkubator in suboptimalen Entwicklung und ungesunden Gewebes führen. Abbilden der gleichen Region auf der gleichen Brennebene und in der gleichen Orientierung zu jedem Zeitpunkt ist eine große Herausforderung. Durch die Verwendung eines automatisierten Systems in einem Inkubator ist es möglich gesund zu haltenGewebe, um Bilder bei mehreren Zeitpunkten zu sammeln und um sicherzustellen, dass derselbe Bereich in jedem Rahmen erfasst. In den letzten Jahren mehrere integrierte Mikroskop Gewebe Brut entwickelt, diese nicht nur in der klinischen Praxis 9 aber auch in Stammzellen und Krebsforschung 10,11 nützlich. Hier präsentieren wir ein Protokoll für langfristig Live-Bildgebung von embryonalen Maus-Cochlea-Explantate. Wir verwenden eine automatisierte Mikroskopie System innerhalb einer Standard CO 2 Inkubator, die die Fähigkeit, Bilder von mehreren Proben in festgelegten Zeitpunkten zu erfassen hat. Das System besteht aus einem inversen Mikroskop innerhalb Inkubator gesetzt. Proben werden in einem rotierenden Podest, das Bildgebung mehrerer Proben ermöglicht zu jedem Zeitpunkt platziert. Beleuchtung, Bildaufnahme und Drehung des Podiums werden durch ein automatisiertes System durch Metamorph-Software betrieben gesteuert. Durch das Setzen eines bilderzeugenden Routine mit der Bediensoftware können wir einen Versuchsaufbau für bis zu tw laufeno Wochen mit minimaler menschlicher Intervention. In diesem Beispiel verwenden wir sowohl Hellfeld und Fluoreszenz zu großen Wachstum und Umlagerung der Cochlea, und insbesondere die prosensory Region zeigen. In diesem Experiment wird cochleae von Sox2 EGFP Reportermäuse an embryonalen Tag E13 seziert werden. In vitro-Kulturen wird aufgebaut und dann über fünf Tage abgebildet.

<table><tbody><tr><td>Dulbecco&#039;s Modified Eagle media</td><td>Gibco</td><td>12430</td><td>Multiple brands manufacture this</td></tr><tr><td>Basement membrane extract&amp;nbsp;</td><td>Corning</td><td>354230</td><td>Matrigel. Alternative similar products are available from other suppliers.&lt;br/&gt; http://catalog2.corning.com/Lifesciences/en-US/Shopping/Product.aspx?categoryname=Cell+Culture+and+Bioprocess%28Lifesciences%29|Extracellular+Matrix+Proteins+ECMs+and+Attachment+Factors%28Lifesciences%29|Matrigel+Basement+Membrane+Matrix+%28Lifesciences%29</td></tr><tr><td>Fetal bovine serum</td><td>Gibco</td><td>16000044</td><td>Multiple brands manufacture this&lt;br/&gt; http://www.lifetechnologies.com/search/global/searchAction.action?query=fbs&amp;amp;resultPage=1&amp;amp;results PerPage=15&amp;amp;autocomplete=</td></tr><tr><td>HEPES</td><td>Gibco</td><td>5630080</td><td>Multiple brands manufacture this&lt;br/&gt; http://www.lifetechnologies.com/search/global/searchAction.action?query=hepes&amp;amp;resultPage=1&amp;amp;results PerPage=15&amp;amp;autocomplete=</td></tr><tr><td>100 x N2 supplement</td><td>Gibco</td><td>17502-048</td><td>Multiple brands manufacture this&lt;br/&gt; http://www.lifetechnologies.com/search/global/searchAction.action?query=n2&amp;amp;resultPage=1&amp;amp;results PerPage=15&amp;amp;autocomplete=</td></tr><tr><td>Ciprofloxacin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>17850-5G-F</td><td>Multiple brands manufacture this&lt;br/&gt; http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/fluka/17850?lang=en&amp;amp;region=CA</td></tr><tr><td>Hank&#039;s balanced salt solution</td><td>Gibco</td><td>14170161</td><td>Multiple brands manufacture this. Should be refidgerated before use.&lt;br/&gt; http://www.lifetechnologies.com/us/en/home/life-science/cell-culture/mammalian-cell-culture/reagents/balanced-salt-solutions/hbss-hanks-balanced-salt-solution.html?s_kwcid=AL!3652!3!26107410508!e!!g!!hbss&amp;amp;ef_id=xoFOglw2s UMAAMU8:20140228185720:s</td></tr><tr><td>Fine Forceps</td><td>Fine Science tools</td><td>11254-20</td><td>Size number 5&lt;br/&gt; http://www.finescience.ca/Special-Pages/Products.aspx?ProductId=350&amp;amp;CategoryId=29</td></tr><tr><td>Curette&amp;nbsp;</td><td>Fine Science Tools</td><td>10080-05</td><td>size 1 mm&amp;nbsp;&lt;br/&gt; http://www.finescience.ca/Special-Pages/Products.aspx?ProductId=91&amp;amp;CategoryId=118</td></tr><tr><td>Insect Pins</td><td>Fine Science Tools</td><td>26001-35</td><td>Must be stainless Steel&lt;br/&gt; http://www.finescience.ca/Special-Pages/Products.aspx?ProductId=124</td></tr><tr><td>50 mm plastic dishes</td><td>Corning/Falcon</td><td>351006</td><td>Multiple brands manufacture this</td></tr><tr><td>charcoal</td><td>Sigma Aldrich</td><td>05105-250G</td><td>Multiple brands manufacture similar items&lt;br/&gt; http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/fluka/05105?lang=en&amp;amp;region=CA</td></tr><tr><td>184 silicone elastomer</td><td>Dow/Corning&amp;nbsp;</td><td>SYLGARD&amp;reg; 184 SILICONE ELASTOMER KIT</td><td>Dishes are home made several weeks in advance.&amp;nbsp; Silicone elastomer can be from any supplier.&lt;a href=&quot;http://www.dowcorning.com/applications/search/products/Details.aspx?prod=01064291&quot;&gt;http://www.dowcorning.com/applications/search/products/Details.aspx?prod=01064291&lt;/a&gt;</td></tr><tr><td>Glass bottom dishes</td><td>MatTek</td><td>P35G-0-10-C</td><td>The dimensions of the dish are determined by the specifications of the imaging system.&amp;nbsp; 35 mm diameter, 10mm well, number 0 coverslip fits Olympus Vivaview FL.&lt;br/&gt; http://glass-bottom-dishes.com/catalog/index.php?main_page=product_info&amp;amp;cPath= 1_4_15&amp;amp;products_id=2</td></tr><tr><td>Stereomicroscope</td><td>Zeiss&amp;nbsp;</td><td>495101-9804-000</td><td>&amp;nbsp;Stemi 2000 model. multiple brands manufacture similar items&lt;br/&gt; http://microscopy.zeiss.com/microscopy/en_de/products/stereo-zoom-microscopes/stemi-2000.html</td></tr><tr><td>Cold Light Source</td><td>Zeiss</td><td>000000-1063-182</td><td>Multiple brands manufacture similar items&lt;br/&gt; http://microscopy.zeiss.com/microscopy/en_de/products/microscope-components/lightsources.html</td></tr><tr><td>Fluorescent Stereomicroscope&amp;nbsp;</td><td>Leica microsystems</td><td>Contact Leica microsystems</td><td>Leica M165-FC. Multiple brands manufacture similar items&lt;br/&gt; http://www.leica-microsystems.com/products/stereo-microscopes-macroscopes/fluorescence/details/product/leica-m165-fc/</td></tr><tr><td>Incubator Microscope +imaging software</td><td>Olympus</td><td>Contact Olympus</td><td>Inverted microcope sealed inside a Co2 incubator. Vivaview FL incubator microscope with proprietry Metamorpoh imaging software.&lt;br/&gt; http://olympuscanada.com/seg_section/product.asp?product=1055&amp;amp;c=0</td></tr><tr><td>Clean bench</td><td>Thermo Scientific</td><td>51029701</td><td>Multiple brands manufacture similar items&lt;br/&gt; http://www.thermoscientific.com/en/product/heraguard-eco-clean-bench.html</td></tr><tr><td>CO2 incubator</td><td>Thermo Scientific</td><td>3310</td><td>Multiple brands manufacture similar items&lt;br/&gt; http://www.thermoscientific.com/en/products/co2-incubators.html</td></tr><tr><td>Laminar Flow hood</td><td>Thermo Scientific</td><td>51026651</td><td>Multiple brands manufacture similar items&lt;br/&gt; http://www.thermoscientific.com/en/products/biological-safety-cabinets-clean-benches.html</td></tr></tbody></table>

long-term time lapse imaging of mouse cochlear explants

Hier präsentieren wir eine Methode zur langfristigen Zeitraffer-Bildgebung von lebenden embryonalen Maus Cochlea Explantate. Das Entwicklungsprogramm für den Bau des hochgeordnete, komplexe Struktur der Säuger Cochlea Erlös für rund 10 Tage verantwortlich. Um Veränderungen in der Genexpression in diesem Zeitraum, und ihre Reaktion auf pharmazeutische oder genetische Manipulation zu untersuchen, ist die Langzeitabbildungs ​​notwendig. Zuvor wurde die Bildgebung in der Regel durch die Lebensfähigkeit von explantierten Gewebes in einer feuchten Kammer auf einem Standardmikroskop beschränkt. Schwierigkeiten bei der Aufrechterhaltung optimaler Bedingungen für das Kulturwachstum in Bezug auf Feuchtigkeit und Temperatur hat Grenzen für die Länge des Abbildungsexperimente platziert. Ein in einen modifizierten Gewebekultur-Inkubator integrierten Mikroskop bietet ein hervorragendes Umfeld für langfristig-Live-Bildgebung. Bei dieser Methode zeigen wir, wie die embryonale Maus Cochlea Explantate zu etablieren und wie man einen Inkubator Mikroskop verwenden, um Zeitraffer Imagi leitenng unter Verwendung sowohl Hellfeld- und Fluoreszenzmikroskopie, um das Verhalten eines typischen embryonalen Tag (E) 13 Cochlea Explantat und Sox2, einem Marker der prosensory Zellen der Cochlea, über 5 Tage zu untersuchen.

Hier zeigen wir eine Montage (Abbildung 1) und einen Film (Abbildung 2) zeigt, wie ein typischer organotypischen Cochlea Explantat wird wachsen, wenn auf E13.5 plattiert. A Sox2 Reporter Maus wurde verwendet, um die prosensory Region zu visualisieren. Der Film zeigt, daß die Cochlea erfährt Wachstum und Konvergenz und Ausdehnung, werden die Zellen in dem seitlichen Bereich des grünen Sox2 Domäne scheint wie das umgebende Gewebe dehnt teilen. Dies ist eine Eigenschaft des Corti-Organ; auf E13 der potenzielle Sinnesepithel verlässt den Zellzyklus und wird anschließend als die Zone der Nichtverbreitung 13 bekannt. Eine zweite Zeitrafferversuch zentriert auf die Mitte des Basis einer anderen Cochlea Explantat (3 und 4) zeigt, daß, da es sich verengt sich die prosensory Region. Beachten Sie, dass nach drei Tagen in Kultur das Gewebe erheblich solchen abgeflachten daß es möglich ist, indivi visualisierenDual fluoreszierende Zellen, während zu Beginn gibt es Regionen, in denen interne Reflexion des Lichts aufgrund von Gewebedicke ist es möglich, Bereiche des Ausdrucks, aber nicht einzelne Zellen zu identifizieren. <img alt="Figur 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52101/52101fig1highres.jpg" width="500" /> Abb. 1: Zeitraffer - Bilder von Sox2 Reporter über fünf Tage gesammelt Cochlea Gewebe Diese Montage zeigt den Fortschritt der Explantation Wachstum, beginnend am Tag Null und endet am fünften Tag, Probenahme alle 30 Minuten mit einer 10X-Objektiv. Das Explantat wurde am E13 etabliert und vor der Bilderzeugung über Nacht kultiviert. Wie das Explantat reift er sowohl wächst und erfährt konvergenten Extensionsbewegungen. (A) aufeinander folgenden Bildern aus denen der Umfang der Cochlea Wachstum bei 12 h Intervallen. Sichtbares Licht Kanal überlagert mit GFP-Fluoreszenz-Genbewertet durch das EGFP Sox2 Reporter. (B) GFP-Fluoreszenz-Kanal nur. Maßstabsbalken entspricht 200 um. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52101/52101fig1highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52101/Figure2.f4v" target="_blank">Abbildung 2</a> :. Zeitraffer-Animation von Sox2 Reporter über 5 Tage gesammelt Cochlea Gewebe Dies ist in Abbildung 1 angegeben gleichen Explantat Experiment werden diese Zeitrahmen bei 30 Minuten-Intervallen über 5 Tage ausgewählt und kombiniert als .avi-Datei zu einem generieren Film. <img alt="Figur 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/52101/52101fig3highres.jpg" width="500" /> Abbildung 3:. Mid Basiszogen CE Bewegungen und Abflachung Sequential Abbildungen zeigen, dass die prosensory Epithel der mittleren Basis (EGFP) verengt, sich abflacht und im Laufe von 5 Tagen haben. Die Pfeile zeigen Region, verengt. Frames bei 12 h Zeitabständen mit einem 10X-Objektiv ausgewählt aus einem 5-tägigen Zeitraffersequenz. Maßstabsbalken entspricht 200 um. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52101/52101fig3highres.jpg" target="_blank">Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Figur zu sehen.</a> <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/files/ftp_upload/52101/Figure4.f4v" target="_blank">Abbildung 4</a> : Zeitraffer-Animation der Mitte Basis unterziehen CE Bewegungen und Abflachung Animationszeitraffersequenz zeigt Konvergenz und Erweiterung der in Abbildung 3 mit Rahmen in 30-minütigen Intervallen ausgewählt gezeigt Sinnesepithel..

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Long-term Time Lapse Imaging of Mouse Cochlear Explants

Echtzeit-Bildgebung des embryonalen Säugetier Cochlea ist eine Herausforderung, weil die Entwicklungsprozesse bei der Hand arbeiten auf einem zeitlichen Gradienten über zehn Tage. Hier präsentieren wir eine Methode zur Kultivierung und dann Abbilden embryonalen Cochlea Explantatgewebe von einem fluoreszierenden Reporter Maus über fünf Tage.

Langfristige Zeitraffer-Imaging von Maus Cochlear Explantate

Here we present a method for long-term time-lapse imaging of live embryonic mouse cochlear explants. The developmental program responsible for building ...

long-term-time-lapse-imaging-of-mouse-cochlear-explants

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

9.5K Aufrufe.  Sunnybrook Research Institute.  Echtzeit-Bildgebung des embryonalen Säugetier Cochlea ist eine Herausforderung, weil die Entwicklungsprozesse bei der Hand arbeiten auf einem zeitlichen Gradienten über zehn Tage. Hier präsentieren wir eine Methode zur Kultivierung und dann Abbilden embryonalen Cochlea Explantatgewebe von einem fluoreszierenden Reporter Maus über fünf Tage. 

Serie: Long-term Time Lapse Imaging of Mouse Cochlear Explants

Culture of Embryonic Mouse Cochlear Explants and Gene Transfer by Electroporation

Auditory hair cells located within the mouse organ of Corti detect and transmit sound information to the central nervous system. The mechanosensory hair cells are aligned in one row of inner hair cells and three rows of outer hair cells that extend along the basal to apical axis of the cochlea. The explant culture technique described here provides an efficient method to isolate and maintain cochlear explants from the embryonic mouse inner ear. Also, the morphology and molecular characteristics of sensory hair cells and nonsensory supporting cells within the cochlear explant cultures resemble those observed in vivo and can be studied within its intrinsic cellular environment. The cochlear explants can serve as important experimental tools for the identification and characterization of molecular and genetic pathways that are involved in cellular specification and patterning. Although transgenic mouse models provide an effective approach for gene expression studies, a considerable number of mouse mutants die during embryonic development thereby hindering the analysis and interpretation of developmental phenotypes. The organ of Corti from mutant mice that die before birth can be cultured so that their in vitro development and responses to different factors can be analyzed. Additionally, we describe a technique for electroporating embryonic cochlear explants ex vivo which can be used to downregulate or overexpress specific gene(s) and analyze their potential endogenous function and test whether specific gene product is necessary or sufficient in a given context to influence mammalian cochlear development1-8.

We present a method that describes isolation and culture of cochlear explants from embryonic mouse inner ear. We also demonstrate a method for gene transfer into cochlear explants via square-wave electroporation. The in vitro explant culture coupled with gene transfer technique enables researchers to study the effects of altering gene expression during development.

Kultur von embryonalen Maus Cochlear Explantate und Gentransfer durch Elektroporation

Auditory hair cells located within the mouse organ of Corti detect and transmit sound information to the central nervous system. The mechanosensory hair ...

Forschung

Entwicklungsbiologie

Long-term Intravital Immunofluorescence Imaging of Tissue Matrix Components with Epifluorescence and Two-photon Microscopy

Besides being a physical scaffold to maintain tissue morphology, the extracellular matrix (ECM) is actively involved in regulating cell and tissue function during development and organ homeostasis. It does so by acting via biochemical, biomechanical, and biophysical signaling pathways, such as through the release of bioactive ECM protein fragments, regulating tissue tension, and providing pathways for cell migration. The extracellular matrix of the tumor microenvironment undergoes substantial remodeling, characterized by the degradation, deposition and organization of fibrillar and non-fibrillar matrix proteins. Stromal stiffening of the tumor microenvironment can promote tumor growth and invasion, and cause remodeling of blood and lymphatic vessels. Live imaging of matrix proteins, however, to this point is limited to fibrillar collagens that can be detected by second harmonic generation using multi-photon microscopy, leaving the majority of matrix components largely invisible. Here we describe procedures for tumor inoculation in the thin dorsal ear skin, immunolabeling of extracellular matrix proteins and intravital imaging of the exposed tissue in live mice using epifluorescence and two-photon microscopy. Our intravital imaging method allows for the direct detection of both fibrillar and non-fibrillar matrix proteins in the context of a growing dermal tumor. We show examples of vessel remodeling caused by local matrix contraction. We also found that fibrillar matrix of the tumor detected with the second harmonic generation is spatially distinct from newly deposited matrix components such as tenascin C. We also showed long-term (12 hours) imaging of T-cell interaction with tumor cells and tumor cells migration along the collagen IV of basement membrane. Taken together, this method uniquely allows for the simultaneous detection of tumor cells, their physical microenvironment and the endogenous tissue immune response over time, which may provide important insights into the mechanisms underlying tumor progression and ultimate success or resistance to therapy.

The extracellular matrix undergoes substantial remodeling during wound healing, inflammation and tumorigenesis. We present a novel intravital immunofluorescence microscopy approach to visualize the dynamics of fibrillar as well as mesh-like matrix components with high spatial and temporal resolution using epifluorescence or two-photon microscopy.

Langzeit-Intravitalimmunfluoreszenz-Imaging von Gewebematrix Bestandteile mit Epifluoreszenz und Zwei-Photonen-Mikroskopie

Besides being a physical scaffold to maintain tissue morphology, the extracellular matrix (ECM) is actively involved in regulating cell and tissue ...

Biotechnik

A Protocol for Decellularizing Mouse Cochleae for Inner Ear Tissue Engineering

In mammals, mechanosensory hair cells that facilitate hearing lack the ability to regenerate, which has limited treatments for hearing loss. Current regenerative medicine strategies have focused on transplanting stem cells or genetic manipulation of surrounding support cells in the inner ear to encourage replacement of damaged stem cells to correct hearing loss. Yet, the extracellular matrix (ECM) may play a vital role in inducing and maintaining function of hair cells, and has not been well investigated. Using the cochlear ECM as a scaffold to grow adult stem cells may provide unique insights into how the composition and architecture of the extracellular environment aids cells in sustaining hearing function. Here we present a method for isolating and decellularizing cochleae from mice to use as scaffolds accepting perfused adult stem cells. In the current protocol, cochleae are isolated from euthanized mice, decellularized, and decalcified. Afterward, human Wharton&#39;s jelly cells (hWJCs) that were isolated from the umbilical cord were carefully perfused into each cochlea. The cochleae were used as bioreactors, and cells were cultured for 30 days before undergoing processing for analysis. Decellularized cochleae retained identifiable extracellular structures, but did not reveal the presence of cells or noticeable fragments of DNA. Cells perfused into the cochlea invaded most of the interior and exterior of the cochlea and grew without incident over a duration of 30 days. Thus, the current method can be used to study how cochlear ECM affects cell development and behavior.

The goal of this protocol is to demonstrate an effective method to decellularize and decalcify mouse cochleae for utilization as scaffolds for tissue engineering applications.

Ein Protokoll für einem Maus Cochleae für das Innenohr Tissue Engineering

In mammals, mechanosensory hair cells that facilitate hearing lack the ability to regenerate, which has limited treatments for hearing loss. Current ...

Dextran Labeling and Uptake in Live and Functional Murine Cochlear Hair Cells

The hair cell mechanotransduction (MET) channel plays an important role in hearing. However, the molecular identity and structural information of MET remain unknown. Electrophysiological studies of hair cells revealed that the MET channel has a large conductance and is permeable to relatively large fluorescent cationic molecules, including some styryl dyes and Texas Red-labeled aminoglycoside antibiotics. In this protocol, we describe a method to visualize and evaluate the uptake of fluorescent dextrans in hair cells of the organ of Corti explants that can be used to assay for functional MET channels. We found that 3 kDa Texas Red-labeled dextran specifically labels functional auditory hair cells after 1&#8211;2 h incubation. In particular, 3 kDa dextran labels the two shorter stereocilia rows and accumulates in the cell body in a diffuse pattern when functional MET channels are present. An additional vesicle-like pattern of labeling was observed in the cell body of hair cells and surrounding supporting cells. Our data suggest that 3 kDa Texas-Red dextran can be used to visualize and study two pathways for cellular dye uptake; a hair cell-specific entry route through functional MET channels and endocytosis, a pattern also available to larger dextran.

Here, we present a method for visualizing the uptake of 3 kDa Texas Red-labeled dextran in auditory hair cells with functional mechanotransduction channels. In addition, dextrans of 3&#8211;10 kDa can be used to study endocytosis in hair and supporting cells of the organ of Corti.

Dextran Etikettierung und Aufnahme in lebenden und funktionellen Murine Cochlear Haarzellen

The hair cell mechanotransduction (MET) channel plays an important role in hearing. However, the molecular identity and structural information of MET ...

Neonatal Murine Cochlear Explant Technique as an In Vitro Screening Tool in Hearing Research

While there have been remarkable advances in hearing research over the past few decades, there is still no cure for Sensorineural Hearing Loss (SNHL), a condition that typically involves damage to or loss of the delicate mechanosensory structures of the inner ear. Sophisticated in vitro and ex vivo assays have emerged in recent years, enabling the screening of an increasing number of potentially therapeutic compounds while minimizing resources and accelerating efforts to develop cures for SNHL. Though homogenous cultures of certain cell types continue to play an important role in current research, many scientists now rely on more complex organotypic cultures of murine inner ears, also known as cochlear explants. The preservation of organized cellular structures within the inner ear facilitates the in situ evaluation of various components of the cochlear infrastructure, including inner and outer hair cells, spiral ganglion neurons, neurites, and supporting cells. Here we present the preparation, culture, treatment, and immunostaining of neonatal murine cochlear explants. The careful preparation of these explants facilitates the identification of mechanisms that contribute to SNHL and constitutes a valuable tool for the hearing research community.

Neonatal Murine Cochlear Explant Technique as an In Vitro Screening Tool in Hearing Research

The goal of this protocol is to demonstrate the preparation, culture, treatment, and immunostaining of neonatal murine cochlear explants. The technique can be utilized as an in vitro screening tool in hearing research.

Neonatal Murine Cochlear Explant Technik als<em&gt; In vitro</em&gt; Screening-Tool in der Hörforschung

While there have been remarkable advances in hearing research over the past few decades, there is still no cure for Sensorineural Hearing Loss (SNHL), a ...

Medizin

Cochlear Surface Preparation in the Adult Mouse

Auditory processing in the cochlea depends on the integrity of the mechanosensory hair cells. Over a lifetime, hearing loss can be acquired from numerous etiologies such as exposure to excessive noise, the use of ototoxic medications, bacterial or viral ear infections, head injuries, and the aging process. Loss of sensory hair cells is a common pathological feature of the varieties of acquired hearing loss. Additionally, the inner hair cell synapse can be damaged by mild insults. Therefore, surface preparations of cochlear epithelia, in combination with immunolabeling techniques and confocal imagery, are a very useful tool for the investigation of cochlear pathologies, including losses of ribbon synapses and sensory hair cells, changes in protein levels in hair cells and supporting cells, hair cell regeneration, and determination of report gene expression (i.e., GFP) for verification of successful transduction and identification of transduced cell types. The cochlea, a bony spiral-shaped structure in the inner ear, holds the auditory sensory end organ, the organ of Corti (OC). Sensory hair cells and surrounding supporting cells in the OC are contained in the cochlear duct and rest on the basilar membrane, organized in a tonotopic fashion with high-frequency detection occurring in the base and low-frequency in the apex. With the availability of molecular and genetic information and the ability to manipulate genes by knockout and knock-in techniques, mice have been widely used in biological research, including in hearing science. However, the adult mouse cochlea is miniscule, and the cochlear epithelium is encapsulated in a bony labyrinth, making microdissection difficult. Although dissection techniques have been developed and used in many laboratories, this modified microdissection method using cell and tissue adhesive is easier and more convenient. It can be used in all types of adult mouse cochleae following decalcification.

This article presents a modified cochlear surface preparation method that requires decalcification and use of a cell and tissue adhesive to adhere the pieces of cochlear epithelia to 10 mm round cover slips for immunohistochemistry in adult mouse cochleae.

Cochlea-Oberflächenvorbereitung in der Erwachsenenmaus

Auditory processing in the cochlea depends on the integrity of the mechanosensory hair cells. Over a lifetime, hearing loss can be acquired from numerous ...

Neurowissenschaften

Stereocilia Bundle Imaging with Nanoscale Resolution in Live Mammalian Auditory Hair Cells

Inner ear hair cells detect sound-induced displacements and transduce these stimuli into electrical signals in a hair bundle that consists of stereocilia that are arranged in rows of increasing height. When stereocilia are deflected, they tug on tiny (~5 nm in diameter) extracellular tip links interconnecting stereocilia, which convey forces to the mechanosensitive transduction channels. Although mechanotransduction has been studied in live hair cells for decades, the functionally important ultrastructural details of the mechanotransduction machinery at the tips of stereocilia (such as tip link dynamics or transduction-dependent stereocilia remodeling) can still be studied only in dead cells with electron microscopy. Theoretically, scanning probe techniques, such as atomic force microscopy, have enough resolution to visualize the surface of stereocilia. However, independent of imaging mode, even the slightest contact of the atomic force microscopy probe with the stereocilia bundle usually damages the bundle. Here we present a detailed protocol for the hopping probe ion conductance microscopy (HPICM) imaging of live rodent auditory hair cells. This non-contact scanning probe technique allows time lapse imaging of the surface of live cells with a complex topography, like hair cells, with single nanometers resolution and without making physical contact with the sample. The HPICM uses an electrical current passing through the glass nanopipette to detect the cell surface in close vicinity to the pipette, while a 3D-positioning piezoelectric system scans the surface and generates its image. With HPICM, we were able to image stereocilia bundles and the links interconnecting stereocilia in live auditory hair cells for several hours without noticeable damage. We anticipate that the use of HPICM will allow direct exploration of ultrastructural changes in the stereocilia of live hair cells for better understanding of their function.

Here we present a protocol for the Hopping Probe Ion Conductance Microscopy (HPICM), a non-contact scanning probe technique that allows nanoscale imaging of stereocilia bundles in live auditory hair cells.

Stereozilien-Bündelbildgebung mit nanoskaliger Auflösung in lebenden Säugetier-Hörhaarzellen

Inner ear hair cells detect sound-induced displacements and transduce these stimuli into electrical signals in a hair bundle that consists of stereocilia ...

In vitro Time-lapse Live-Cell Imaging to Explore Cell Migration toward the Organ of Corti

To study the effects of mesenchymal stem cells (MSCs) on cell regeneration and treatment, this method tracks MSC migration and morphological changes after co-culture with cochlear epithelium. The organ of Corti was immobilized on a plastic coverslip by pressing a portion of the Reissner's membrane generated during the dissection. MSCs confined by a glass cylinder migrated toward cochlear epithelium when the cylinder was removed. Their predominant localization was observed in the modiolus of the organ of Corti, aligned in a direction similarly to that of the nerve fibers. However, some MSCs were localized in the limbus area and showed a horizontally elongated shape. In addition, migration into the hair cell area was increased, and the morphology of the MSCs changed to various forms after kanamycin treatment. In conclusion, the results of this study indicate that the coculture of MSCs with cochlear epithelium will be useful for the development of therapeutics via cell transplantation and for studies of cell regeneration that can examine various conditions and factors.

In this study, we present a real-time imaging method using confocal microscopy to observe cells moving toward damaged tissue by ex vivo incubation with the cochlear epithelium containing the organ of Corti.

In vitro Time-lapse Live-Cell Imaging zur Erforschung der Zellmigration zum Organ von Corti

To study the effects of mesenchymal stem cells (MSCs) on cell regeneration and treatment, this method tracks MSC migration and morphological changes after ...

Imaging the Aging Cochlea with Light-Sheet Fluorescence Microscopy

Deafness is the most common sensory impairment, affecting approximately 5% or 430 million people worldwide as per the World Health Organization1. Aging or presbycusis is a primary cause of sensorineural hearing loss and is characterized by damage to hair cells, spiral ganglion neurons (SGNs), and the stria vascularis. These structures reside within the cochlea, which has a complex, spiral-shaped anatomy of membranous tissues suspended in fluid and surrounded by bone. These properties make it technically difficult to investigate and quantify histopathological changes. To address this need, we developed a light-sheet microscope (TSLIM) that can image and digitize the whole cochlea to facilitate the study of structure-function relationships in the inner ear. Well-aligned serial sections of the whole cochlea result in a stack of images for three-dimensional (3D) volume rendering and segmentation of individual structures for 3D visualization and quantitative analysis (i.e., length, width, surface, volume, and number). Cochleae require minimal processing steps (fixation, decalcification, dehydration, staining, and optical clearing), all of which are compatible with subsequent high-resolution imaging by scanning and transmission electron microscopy. Since all the tissues are present in the stacks, each structure can be assessed individually or relative to other structures. In addition, since imaging uses fluorescent probes, immunohistochemistry and ligand binding can be used to identify specific structures and their 3D volume or distribution within the cochlea. Here we used TSLIM to examine cochleae from aged mice to quantify the loss of hair cells and spiral ganglion neurons. In addition, advanced analyses (e.g., cluster analysis) were used to visualize local reductions of spiral ganglion neurons in Rosenthal&#39;s canal along its 3D volume. These approaches demonstrate TSLIM microscopy&#39;s ability to quantify structure-function relationships within and between cochleae.

A light-sheet microscope was developed to image and digitize whole cochlea.

Bildgebung der alternden Cochlea mit Lichtblatt-Fluoreszenzmikroskopie

Deafness is the most common sensory impairment, affecting approximately 5% or 430 million people worldwide as per the World Health Organization1. Aging or ...

Whole Neonatal Cochlear Explants as an In vitro Model

Untreated hearing loss imposes significant costs on the global healthcare system and impairs individuals' quality of life. Sensorineural hearing loss is characterized by the cumulative and irreversible loss of sensory hair cells and auditory nerves in the cochlea. Entire and vital cochlear explants are one of the fundamental tools in hearing research to detect hair cell loss and to characterize the molecular mechanisms of the inner ear cells. Many years ago, a protocol for neonatal cochlear isolation was developed, and although it has been modified over time, it still holds potential for improvement. 
This paper presents an optimized protocol for isolating and culturing whole neonatal cochlear explants in multi-well culture chambers that enables the study of hair cells and spiral ganglion neuron cells along the entire length of the cochlea. The protocol was tested using cochlear explants from mice and rats. Healthy cochlear explants were obtained to study the interaction between hair cells, spiral ganglion neuron cells, and the surrounding supporting cells. 
One of the main advantages of this method is that it simplifies the organ culture steps without compromising the quality of the explants. All three turns of the organ of Corti are attached to the bottom of the chamber, which facilitates in vitro experiments and the comprehensive analysis of the explants. We provide some examples of cochlear images from different experiments with live and fixed explants, demonstrating that the explants retain their structure despite exposure to ototoxic drugs. This optimized protocol can be widely used for the integrative analysis of the mammalian cochlea.

Whole Neonatal Cochlear Explants as an In vitro Model

The current protocol updates previous protocols and incorporates relatively straightforward approaches for culturing high-quality cochlear explants. This provides reliable data acquisition and high-resolution imaging in live and fixed cells. This protocol supports the ongoing trend of studying inner ear cells.

Ganze neonatale Cochlea-Explantate als In-vitro-Modell

Untreated hearing loss imposes significant costs on the global healthcare system and impairs individuals' quality of life. Sensorineural hearing loss is ...