Informatie

Wat veroorzaakt de tonotopische organisatie van het binnenoor?

Wat veroorzaakt de tonotopische organisatie van het binnenoor?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ik probeer te begrijpen waarom tonen worden geregistreerd zoals ze in het binnenoor zijn, d.w.z., waarom worden hoge tonen waargenomen aan de basis van het slakkenhuis en lage frequenties in de apex? Ik heb de details van deze tonotopie niet kunnen achterhalen, maar voor zover ik kan nagaan komt dit door de fysieke eigenschappen van het basilair membraan.

Maar wat zijn die fysieke eigenschappen precies? Varieert het basilair membraan in grootte en stijfheid over de lengte, zodat elk bit zijn eigen resonantiefrequentie heeft, of is er iets anders aan de hand?


De frequentie-afstemming in het slakkenhuis is te wijten aan een aantal factoren.

  • De belangrijkste factoren voor het afstemmen van cochleaire frequenties worden over het algemeen toegeschreven aan de passieve fysieke kenmerken van het basilair membraan (BM), die OP al in de vraag heeft geïdentificeerd - De BM is breder en flexibeler bij de apicaal end (laagfrequent gebied) en smaller en stijver aan het basale uiteinde (hoogfrequent gebied). Net als de snaren op een gitaar, produceren stijve en dunne koorden hoge tonen, terwijl losse en dikke koorden laagfrequente geluiden produceren. De stijfheid van de BM neemt geleidelijk af van basis tot apex, terwijl de breedte geleidelijk over die lengte toeneemt, waardoor de gradiënt van karakteristieke frequenties van het basilair membraan ontstaat (Purves et al., 2001) (afb. 1).

  • Een andere factor die een rol kan spelen is de lengte van de stereocilia. Stereocilia zijn de mechanotransductieve haren die de haarcellen hun naam geven. In de binnenste haarcellen (IHC's) worden de stereocilia mechanisch afgebogen wanneer een geluidsgolf het slakkenhuis binnendringt. Dat leidt op zijn beurt tot afgifte van neurotransmitters uit de IHC en dat stimuleert op zijn beurt de gehoorzenuw. De stereocilia nemen in lengte toe naar de basis van het slakkenhuis. Langere stereocilia reageren het meest optimaal op langere golflengten (lagere frequenties). Vandaar dat de lengte van stereocilia ook een andere mechanische gradiënt biedt die frequentiedecompositie in het slakkenhuis vergemakkelijkt (Snow & Wyckam, 2009).

  • Een laatste factor is meer fysiologisch van aard; de frequentie-afstemming van het slakkenhuis is veel scherper dan kan worden verklaard op basis van de passieve membraaneigenschappen van de BM. Studies in dode cochlea's laten bijvoorbeeld een oppervlakkige afstemming van de BM zien, terwijl de afstemming in levende cochlea's veel scherper is. Daarom wordt gedacht dat een actief mechanisme: in het spel moet zijn. Over het algemeen is de buitenste haarcellen (OHC's) wordt deze functie toegeschreven. OHC's beginnen in lengte toe en af ​​te nemen wanneer de BM beweegt als reactie op geluid. Er wordt gedacht dat ze versterken de BM-reactie op geluid. Als deze OHC's slechts een zeer smalle reeks frequenties versterken en andere niet, kunnen ze inderdaad in staat zijn om de afstemmingscurve van de bijbehorende zenuwvezels te verscherpen, maar het exacte mechanisme hierachter is onbekend (Purves et al., 2001).


Fig. 1. Frequentie-afstemming langs het basilair membraan. bron: Purves et al., 2001

Referenties
- Purves et al. (red.) neurowetenschap 2nd red. Sunderland (MA): Sinauer Associates (2001)
- Sneeuw & Wyckam, KNO van Ballenger: hoofd-halschirurgie, John Jacob Ballenger (2009)


Om het antwoord van Christiaan aan te vullen, verandert ook de lengte van de haarcellen langs het basilair membraan. Ze zijn langer en slapper in de buurt van de top. Er zijn veel niveaus van mechanische interactie: het basilair membraan trilt, de buitenste haarcellen veranderen van lengte en articuleren met het tectoriale membraan dat ook beweegt, de verplaatsing van de vloeistof onder het tectoriale membraan zorgt ervoor dat de binnenste haarcellen depolariseren, enz.

En als je om een ​​ultieme 'waarom' vraagt, worden hoge frequenties sneller afgezwakt, dus het zou logisch zijn dat ze aan de basis worden weergegeven, precies op het punt van transductie vanuit het middenoor. Interessant is dat ik geloof dat het slakkenhuis vanaf dat punt tijdens de ontwikkeling uitgroeit (bijv. de apex beweegt naar buiten/omhoog/rond), maar het laagfrequente gehoor is het eerste dat volwassen wordt.

Bewerkt om bronnen toe te voegen:

Verandering in lengte van haarcellen, zie tabel 2: http://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2117/26076/MorellUltrastructure2014_final+proof.pdf;jsessionid=82346B40F24139DA94D7217DCA227C18?sequence=9

Bespreking van demping op frequentie: https://physics.stackexchange.com/questions/87751/do-low-frequency-sounds-really-carry-longer-distances

Cochleaire groei: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/dvdy.10500/pdf


Het zich ontwikkelende concept van tonotopische organisatie van het binnenoor

Deze studie heeft tot doel de historische conceptualisering van het binnenoor als de anatomische locatie voor de waardering van geluid op een continuüm van frequenties te documenteren en de evolutie van concepten van tonotopische organisatie naar ons huidige begrip te onderzoeken. De primaire bronnen die worden gebruikt, zijn van de zesde eeuw voor Christus tot de twintigste eeuw na Christus. Elk werk/referentie werd geanalyseerd vanuit twee gezichtspunten: om de conceptie van horen en de rol van het binnenoor te begrijpen en om de belangrijkste bewijsmethode te definiëren. De afhankelijkheid van alleen theorie in de antieke wereld leidde tot een onnauwkeurige conceptualisering van het hoormechanisme. In de zestiende eeuw beschreef Galileo de fysieke en wiskundige basis van resonantie. De eerste theorie van tonotopische organisatie, ontwikkeld in de zeventiende eeuw, was dat hoogfrequent geluid wordt gemedieerd aan de top van het slakkenhuis en laagfrequent geluid aan de basis van het slakkenhuis. In de achttiende en negentiende eeuw werd nauwkeurigere anatomische informatie ontwikkeld die leidde tot wat we nu weten, is de nauwkeurige weergave van tonotopische organisatie: het hoogfrequente geluid wordt gemedieerd aan de basis en laagfrequent geluid aan de top. De elektrische reacties van het oor die in 1930 werden ontdekt, maakten fysiologische studies mogelijk die consistent waren met het concept van een continuüm van hoge tot lage toongevoeligheid van de basis tot de top. Halverwege de twintigste eeuw bevestigden fysieke waarnemingen van modellen en anatomische monsters de bevindingen van een grotere gevoeligheid voor hoge tonen aan de basis en lage tonen aan de top en toonden verder aan dat er voor geluid met hoge intensiteit een spreiding van effect was. door het hele slakkenhuis, meer voor lage tonen dan voor hoge tonen. Gedragsstudies bij dieren en mensen leverden empirisch bewijs dat geluid wordt gemedieerd op een continuüm van frequenties van hoge tonen aan de basis tot lage tonen aan de top van het slakkenhuis. Het huidige begrip van de tonotopische organisatie van het binnenoor met betrekking tot zuivere tonen is het resultaat van de verwerving in de loop van de tijd van kennis van akoestiek en de anatomie, fysieke eigenschappen en fysiologie van het binnenoor, met als ultieme verificatie gedragsstudies. Onderzoek van deze complexe evolutie leidt tot begrip van de manier waarop elke benadering en bewijsmethode in de loop van de tijd voortbouwt op eerder ontwikkelde kennis, waarbij gedragsstudies empirische verificatie bieden.

Dit is een voorbeeld van abonnementsinhoud, toegang via uw instelling.


Waarom is het slakkenhuis Tonotopisch?

Effect van geluid golven op de slakkenhuis bij zoogdieren slakkenhuis, Golf versterking gebeurt via de buitenste haarcellen van het orgaan van Corti. Na depolarisatie kan de OHC dan beginnen met het proces van versterking door positieve feedback.

Wat is verder de tonotopische organisatie van het basilair membraan? Het slakkenhuis is een slakvormig orgaan met veel kleine receptorhaarcellen ingebed in een basilair membraan die reageren op bepaalde frequenties van geluid. Dit staat bekend als tonotopische organisatie waarin de basis van de membraan in het slakkenhuis reageert op hogere tonen en de apex reageert op lagere tonen.

Mensen vragen zich ook af, wat betekent het dat er een Tonotopische representatie is in de primaire auditieve cortex?

De primaire auditieve cortex is georganiseerd in verticale kolommen waarbij de cellen in elke kolom gevoelig zijn voor dezelfde hoofdgeluidsfrequentie. Aangrenzende kolommen zijn georganiseerd volgens de tonotopische representatie (van lagere frequentie naar hogere frequentie, van posterieur naar anterieur).

Wat is het doel van het slakkenhuis?

De slakkenhuis (auditief binnenoor) transformeert het geluid in een neurale boodschap. De functie van het slakkenhuis is om de trillingen van de te transformeren cochleair vloeistoffen en bijbehorende structuren in een neuraal signaal.


De tonotopische organisatie van de brulkikker-amfibiepapil, een gehoororgaan zonder basilair membraan

Onderzoeken met intracellulaire kleurstofinjectie hebben de tonotopische organisatie van de brulkikker (Rana Catesbeiana) amfibische papilla, een gehoororgaan zonder basilair membraan of het equivalent daarvan. De beste excitatoire frequentie (BEF) voor auditieve stimuli werd geïdentificeerd in elk van de negenentwintig afferente axonen van de VIIIe zenuw die vervolgens werden herleid tot hun perifere uiteinden aan het sensorische oppervlak. Van die axonen eindigden de vijf met BEF's groter dan 550 Hz allemaal in het caudaalste gebied van de papil, de tien met de BEF's groter dan 300 Hz en kleiner dan of gelijk aan 550 Hz, allemaal eindigend in het centrale gebied van de papil, en de veertien met BEF's gelijk aan of kleiner dan 300 Hz eindigden allemaal in het meest rostrale gebied van de papil (figuur 4). Het tectorium is veel groter en vermoedelijk massiever onder het laagfrequente gebied van de papil dan onder het hoogfrequente gebied (figuur 1). Hoogfrequente axonen hadden de neiging om enkele (een tot vier) receptorcellen te innerveren, en laagfrequente axonen hadden de neiging om veel (zes of meer) te innerveren. Hoogfrequente axonen eindigden vaak in grote klauwachtige structuren die de basale delen van individuele haarcellen overspoelden en op deze manier morfologisch vergelijkbaar waren met type I-terminals in de binnenoren van hogere gewervelde dieren.

Dit is een voorbeeld van abonnementsinhoud, toegang via uw instelling.


Wat veroorzaakt de tonotopische organisatie van het binnenoor? - Biologie

Beweging van het laatste gehoorbeentje, de stijgbeugel, zet de trillingen van het middenoor om in drukgolven in de vloeistof die het binnenoor of het slakkenhuis vult. Het slakkenhuis kreeg de Griekse naam voor spiraalvormige slakken vanwege de gelijkenis met deze wezens. De auditieve receptorcellen, genaamd haarcellen, liggen ingebed in de basilair membraan. Dit membraan verdeelt het spiraalvormige slakkenhuis in bovenste en onderste kamers. Beweging van de vloeistof in het slakkenhuis veroorzaakt stimulatie van de haarcellen. Hoewel het hele membraan trilt als reactie op de drukgolven (frequentietheorie), vertegenwoordigt het punt langs het membraan waar de golfpieken de frequentie van de stimulus (plaatstheorie).

Details over de ingewikkelde structuur van het binnenoor geven een beter begrip van hoe deze structuur geluidsgolven omzet en codeert voor auditieve waarneming. In het slakkenhuis ligt het orgaan van Corti. Deze structuur bestaat uit het basilair membraan, de haarcelreceptoren en het tectoriaal membraan. Het tectoriale membraan (van tectum dat dak betekent) ligt over de haarcellen en dient als een plank waartegen de trilharen van haarcellen bij beweging borstelen. Geluidsgolven zorgen ervoor dat het basilair membraan beweegt ten opzichte van het tectoriaal membraan. De trilharen van de haarcellen buigen wanneer contact wordt gemaakt met het tectoriale membraan en de haarcel ontladingen.

Het menselijk slakkenhuis bevat ongeveer 3500 binnenste haarcellen (die aan de binnenkant van het slakkenhuis liggen) en 12.000 buitenste haarcellen (die aan de buitenkant van het slakkenhuis liggen). Haarcellen vormen synapsen met bipolaire neuronen waarvan de axonen de gehoorzenuw vormen. De uiteinden van de buitenste haarcellen zijn direct aan het tectoriale membraan bevestigd. Wanneer de binnenste haarcellen bewegen, maken ze contact met het overhangende tectoriale membraan. Dit contact initieert depolarisatie.

De haarcellen zijn gerangschikt langs het basilair membraan volgens hun frequentierespons. Deze opstelling wordt tonotopische organisatie genoemd en is vergelijkbaar met het systematisch in kaart brengen van de receptieve velden die de visuele wereld vertegenwoordigen. Hoogfrequente geluiden produceren hun maximale verplaatsing van het cochleaire basilaire membraan bij het ovale venster, het ingangspunt van het binnenoor. Op deze locatie is het basilair membraan dun (ongeveer 0,15 mm dik) en stijf. Hoe verder in de spiraalvorming van het slakkenhuis, hoe groter de verplaatsing van het membraan door geluiden met een lagere frequentie, waarbij geluiden van 100 Hz de grootste verplaatsing veroorzaken. Bij deze distale top van het slakkenhuis is het basilair membraan het breedst (ongeveer 0,5 mm) en slap. Bevestiging van deze tonotopische organisatie van het basilair membraan komt van de effectiviteit van cochleaire implantaten. Deze apparaten worden gebruikt voor het herstel van het gehoor bij mensen van wie doofheid secundair is aan haarcelbeschadiging. Een cochleair implantaat bestaat uit een externe microfoon, een geminiaturiseerde elektronische signaalprocessor en een interne flexibele reeks micro-elektroden. Elke elektrode in de implantaatreeks stimuleert een ander deel van het membraan. Het signaalproces in het externe apparaat analyseert het geluid dat door de microfoon wordt gedetecteerd en stuurt de juiste signalen naar de juiste regio's van het basilair membraan. Het feit dat dit apparaat zo goed werkt als het doet, is een sterke bevestiging van het belang van plaatscodering.


Vingerafdruk Duik in de onderzoeksthema's van 'Afwijkende tonotopische organisatie in het binnenoor beschadigd door kanamycine'. Samen vormen ze een unieke vingerafdruk.

  • APA
  • Auteur
  • BIBTEX
  • Harvard
  • Standaard
  • RIS
  • Vancouver

Onderzoeksoutput : Bijdrage aan tijdschrift › Artikel

T1 - Afwijkende tonotopische organisatie in het binnenoor beschadigd door kanamycine

N2 - Opnamen van spiraalvormige ganglioncellen werden verkregen van normale en door kanamycine beschadigde cochlea's van cavia's. Resultaten tonen aan dat kanamycinevergiftiging, die verlies van buitenste haarcellen veroorzaakt, leidt tot een verlies van scherpe, gevoelige afstemming en bovendien een verschuiving naar lagere frequenties in de afstemmingscurven vanuit een beschadigd gebied. Het normale tonoptische organisatiepatroon is daarom sterk verstoord in de beschadigde cochlea's.

AB - Opnames van spiraalvormige ganglioncellen werden verkregen van normale en door kanamycine beschadigde cochlea's van cavia's. Resultaten tonen aan dat kanamycinevergiftiging, die verlies van buitenste haarcellen veroorzaakt, leidt tot een verlies van scherpe, gevoelige afstemming en bovendien een verschuiving naar lagere frequenties in de afstemmingscurven vanuit een beschadigd gebied. Het normale tonoptische organisatiepatroon is daarom sterk verstoord in de beschadigde cochlea's.

KW - kanamycine dierexperiment gehoorsysteem cochlea elektronenmicroscopie cavia ototoxiciteit preventie Dierlijke auditieve drempel Cavia's Haarcellen Spiraal ganglion


SLOTOPMERKINGEN

Om te ontdekken waar stamcellen zich in de kippen-BP bevinden, is een progressieve kijk nodig op wat een stamcel definieert. Naarmate er meer weefsels worden bestudeerd die het klassieke stamcelparadigma trotseren, en naarmate het onderzoek meer verfijnde genetische hulpmiddelen gebruikt, komen er aanvullende kenmerken van stamcellen naar voren. Dit is met name relevant in de context van schade/letsel waarbij cellen creatieve methoden voor aanvulling gebruiken. Het bestaan ​​van facultatieve stamcellen geeft nieuw inzicht in hoe schijnbaar unipotente en terminaal gedifferentieerde cellen plotseling worden gewekt om onder dwang opnieuw de celcyclus in te gaan. Of fenotypische conversie (ook bekend als directe transdifferentiatie) ook afhankelijk is van een soortgelijke heropleving van multipotentie of 'dedifferentiatie' naar ontwikkelingsoorsprong is een open vraag. Definitief experimenteel bewijs is nodig om te verduidelijken welke ondersteunende cellen in de BP het vermogen hebben om mitotische haarcelregeneratie te ondergaan. Het is momenteel niet opgelost of alle ondersteunende cellen een regeneratief programma kunnen starten en daarom per se facultatieve somatische stamcellen zijn, of dat regeneratie alleen kan worden uitgevoerd door gespecialiseerde en toegewijde cochleaire stamcellen.

Om stamcellen te vinden, die zich zeker in de ondersteunende cellaag zullen bevinden, is het belangrijk om zich uit te strekken tot voorbij haarcel-centrische gezichtspunten (hele montage, top-down beeldvorming). Het bekijken van het slakkenhuis in een dwarsdoorsnede (Fig. 1) biedt aanvullende informatie over ondersteunende cellen, waardoor cytomorfologische heterogeniteit wordt onthuld die waarschijnlijk wordt opgelegd door de grotere BP-anatomie. Of beschrijvende morfologische waarnemingen correleren met regeneratief potentieel en moleculaire heterogeniteit is onbekend. Om deze relatie te onderzoeken, zal eencellige transcriptomische analyse van de onbeschadigde BP nuttig zijn om inherente verschillen te identificeren. Desalniettemin kunnen transcriptomische variaties tussen ondersteunende celsubpopulaties moeilijk te detecteren zijn als ze allemaal klaar zijn om te reageren, maar een extern signaal vereisen van de onderliggende stromale laag of aanhoudende elastische kracht die mogelijk wordt gegenereerd door de hyalinecellen. Evenzo kunnen ondersteunende cellen hun globale epigenetische signatuur tijdens regeneratie veranderen in plaats van een specifieke, genetische route te veranderen. Het karakteriseren van de mogelijke heropening van chromatine tijdens regeneratie zal een belangrijke experimentele richting zijn, vooral om vroege gebeurtenissen te identificeren. Evenzo zal het van cruciaal belang zijn om celsignalering aan het begin tijdens de progressie en aan het einde van de verschillende regeneratieve modi te ontleden. Identificatie op cellulair niveau van wie met wie praat, wanneer en waarover gaat de uitdaging worden bij het toepassen van nieuwe technologieën zoals reconstructie van eencellige trajectreconstructie en in situ validatie met multiprobe messenger RNA (mRNA)-detectiemethoden (Wang et al. 2012 Nagendran et al. 2018). Uiteindelijk stellen we dat, gezien deze technologische innovaties, de tijd is gekomen voor onderzoekers om de mechanismen van haarcelregeneratie in het vogelslakkenhuis te ontrafelen.

In het neonatale muisorgaan van Corti kunnen ondersteunende cellen de celcyclus opnieuw ingaan en nieuwe haarcellen produceren in vitro en in vivo (White et al. 2006 Oshima et al. 2007 Sinkkonen et al. 2011 Shi et al. 2012, 2013 Cox et al. 2014 Li et al. 2015 Wu et al. 2016 McLean et al. 2017). Dit vermogen gaat echter verloren tussen de tweede en derde postnatale week (White et al. 2006 Oshima et al. 2007). Het is de vraag of het regeneratieve vermogen van sommige neonatale ondersteunende cellen een afspiegeling is van een 'crudimentaire' stam of een overblijfsel van ontwikkelingsvermogen dat ophoudt met rijping van het orgaan van Corti. De cruciale vraag voor het op gang brengen van haarcelregeneratie in het slakkenhuis van zoogdieren is echter of het regeneratieve vermogen van ondersteunende cellen fundamenteel onherroepelijk verloren gaat in het volwassen orgaan van Corti. Of als alternatief (en optimistisch) is het gebrek aan regeneratief vermogen in volwassen cochleaire ondersteunende cellen van zoogdieren niet intrinsiek of onuitwisbaar, en deze cellen kunnen worden betrokken bij een regeneratief programma met de juiste extrinsieke signalen. Werk dat gericht is op het ontrafelen van de mechanismen van haarcelregeneratie bij niet-zoogdiergewervelden is in dit opzicht van cruciaal belang omdat het belangrijke aanwijzingen kan geven over de volgorde van signaalgebeurtenissen die de regeneratieve respons orkestreren.


Invoering

Tonotopy, het fundamentele organiserende principe van het auditieve systeem, verwijst naar de ruimtelijke scheiding en perceptie van complexe geluiden op basis van hun componentfrequenties. Tonotopische organisatie is aanwezig op alle niveaus van het auditieve systeem, van de periferie via de hersenstam tot de cortex 1 . Bij gewervelde dieren met langwerpige gehoororganen (zoogdieren, vogels en sommige orden van reptielen) manifesteert tonotopie zich als een gradiënt in frequentiegevoeligheid waarbij haarcellen die zich het dichtst bij het sacculaire uiteinde bevinden, worden gestimuleerd door hoogfrequente geluiden, terwijl die op steeds meer distale posities reageren op lagere frequenties.

In het gehoororgaan van de kip, de basilaire papilla (BP), zijn al vanaf E12 2-7 tonotopische gradiënten van celmorfologie en fysiologie aanwezig langs de proximale-naar-distale (tonotopische) as. De haarceldichtheid is het laagst aan het einde van de BP die zich het dichtst bij het sacculus (proximale gebied) bevindt en neemt progressief toe in meer distale gebieden (Fig. 1a-c). Het lumenoppervlak van elke haarcel varieert ook langs de as, waarbij kleinere oppervlakken aanwezig zijn op haarcellen die meer distaal zijn gelokaliseerd (Fig. 1a-c). Evenzo neemt het aantal individuele stereocilia per haarcelbundel langs de tonotopische as af, terwijl de gemiddelde lengte van stereocilia per bundel toeneemt 2, 8 . Op moleculair niveau worden talrijke eiwitten differentieel langs de BP tot expressie gebracht, zoals het calciumbindende eiwit Calbindin, dat sterker tot expressie wordt gebracht in proximale haarcellen maar geleidelijk afneemt in meer distale haarcellen 5, 9 (Fig. la, b). Bovendien verandert de haarcelfysiologie ook langs de tonotopische as, waarbij een gradiënt in de responskinetiek van membraanspanningsoscillaties de basis vormt voor frequentiespecifieke elektrische afstemming 6-7, 10-12 . Tonotopische veranderingen in responskinetiek worden bereikt door interacties tussen spanningsafhankelijke calcium (CaV1.3 ) kanalen en Ca2+-geactiveerde K+ (BK) kanalen met grote geleiding 10 . De β-subeenheid (KCNMB1) van het BK-kanaal, die een tragere responskinetiek bemiddelt, wordt op hogere niveaus tot expressie gebracht in distale, laagfrequente haarcellen 13 . Als gevolg van alternatieve splicing van het ontluikende pre-mRNA dat codeert voor de porievormende α-subeenheid, zijn er bovendien graduele variaties in de structuur en kinetiek van het BK-kanaal aanwezig langs de tonotopische as van de BP 7, 10-11 , 14-15 .

(een) Maximale z-projectie van anE12 BP gelabeld met anti-Calbindin (groen) en phalloidin (rood) ter illustratie van frequentiespecifieke verschillen in celmorfologie langs de tonotopische as. Proximale (p) en distale (d) uiteinden zijn aangegeven. Witte vakken geven regio's aan die worden gebruikt voor ingezoomde afbeeldingen die zijn geïllustreerd in b, b’ en b”. Bovenste paneel toont samengevoegde calbindin- en phalloidin-kanalen. Witte cirkels markeren representatieve haarcellen. Het middelste paneel toont phalloidin-gelabelde stereociliabundels die de tonotopische verschillen in haarcelgrootte en -aantal benadrukken. Onderste panelen tonen calbindine-fluorescentie in haarcellen op dezelfde BP-regio's. Let op beperkte of geen expressie van Calbindin in haarcellen (witte cirkels) in b”. Inzetstukken: aanzichten met hoge vergroting van individuele haarceloppervlakken. .(C)Maximale z-projectie van een controle BP-explantaat, gelabeld als in a, vastgesteld op E6.5 en gehandhaafd gedurende 6 dagen in vitro (IV). Wat b-b” betreft, illustreren panelen veranderingen in stereocilia-grootte en -dichtheid en Calbindin-expressie langs de tonotopische as.(e,v,g)Gemiddelde haarceldichtheid, lumenoppervlak en calbindine-intensiteit in haarcellen in de aangegeven gebieden van de BP voor monsters die in ovo (zwart) of in vitro (grijs). In alle gevallen is er een gradiënt aanwezig langs de tonotopische as zowel in ovo en in vitro. Voor e, f en G, gegevens zijn gemiddeld ± sem. Sterren geven een p-waarde van < 0,05 aan ten opzichte van de proximale waarde binnen dezelfde groep, gebaseerd op Student's t-toets. (h) Tonotopy is gespecificeerd vóór E7.0. Calbindin (groen) en phalloidin (rood) labeling in proximale (p) en distale (d) helften van een E6.5 BP die werd gescheiden op het moment van dissectie en gedurende 6 dagen werd gehandhaafd NS. De proximale-naar-distale gradiënt van Calbindin-expressie is aanwezig in de distale helft. Daarentegen is Calbindin-expressie bijna volledig afwezig in het proximale explantaat. (l)Kwantificering van haarceldichtheid van specifieke regio's (zie cartoon in h) langs proximale en distale explantaathelften. Een gradiënt van haarceldichtheid is aanwezig in distale explantaten, maar er is geen verandering in densiteit aanwezig in proximale explantaten. De gegevens zijn gemiddeld sem. Ster geeft een p-waarde < 0,05 t.o.v. box 1, Student's t-toets. Voor paneel e, n=9 voor beide condities, voor paneel f, n=8 voor beide condities. Voor paneel g, n=80 cellen voor elke positie gemeten uit 4 afzonderlijke experimenten. Schaalbalken zijn 100 μm.

Eerdere ontwikkelingsstudies hebben aangetoond dat de meeste tonotopische gradiënten duidelijk zijn in de BP door E12, wat suggereert dat de signalen die de positionele identiteit specificeren vóór deze tijd aanwezig moeten zijn. Verder kunnen transplantatie en in vitro studies toonden de ontwikkeling van normale tonotopische identiteit aan bij BP's die al in E8 16-17 werden geïsoleerd. Deze resultaten suggereren dat positionele signalen intrinsiek zijn aan de BP op vroege embryonale tijdstippen, maar de identiteit en aard van die signalen zijn niet bepaald. Aangezien positionele signalen intrinsiek zijn aan de BP op vroege tijdstippen, hebben we geprobeerd de paden te identificeren en te karakteriseren die de tonotopische as tijdens de ontwikkeling bepalen. Resultaten van expressieprofilering identificeerden een gradiënt van Bmp7 binnen het ontwikkelende kuiken BP op het moment van haarcelvorming. Modulatie van deze gradiënt resulteert in voorspelbare veranderingen in haarcelmorfologieën die consistent zijn met verschillende concentraties van Bmp7 die specifieke haarcelfenotypes induceren. Deze resultaten zijn consistent met de hypothese dat een gradiënt van Bmp7 werkt om de positionele identiteit en dus het haarcelfenotype langs de tonotopische as van de kuiken-BP te specificeren.


Abstract

Specificatie van Sox2 + sensitiveurosensorische voorlopers binnen otic ectoderm is een voorwaarde voor de productie van sensorische cellen en neuronen voor het gehoor. De onderliggende moleculaire mechanismen die deze afstammingsspecificatie aandrijven, blijven echter onbekend. Hier laten we zien dat het op Brg1 gebaseerde SWI / SNF-chromatine-remodelleringscomplex interageert met de neurosensorisch-specifieke transcriptionele regulatoren Eya1 / Six1 om Sox2 expressie en het bevorderen van de specificatie van de gevoeligheid van de sensibele afstammingslijn. Ablatie van de ATPase-subeenheid Brg1 of beide Eya1/Six1 resulteert in verlies van Sox2 expressie en gebrek aan neurosensorische identiteit, wat leidt tot abnormale apoptose in het otic ectoderm. Brg1 bindt aan twee van de drie distale 3′ Sox2 versterkers bezet door Six1 en Brg1-binding aan deze regio's zijn afhankelijk van Eya1-Six1-activiteit. We laten zien dat de activiteit van deze Sox2 versterkers in otische neurosensorische cellen zijn specifiek afhankelijk van binding aan Six1. Bovendien geven genoombrede en transcriptoomprofilering aan dat Brg1 apoptotische factor kan onderdrukken Kaart3k5 apoptose te remmen. Samen onthullen onze bevindingen een essentiële rol voor Brg1, zijn stroomafwaartse routes en hun interacties met Six1 / Eya1 bij het bevorderen van de inductie van het vatbaareurosensorische lot in het otische ectoderm en de daaropvolgende inzet van neuronale afstamming en overleving van otische cellen.



Opmerkingen:

  1. Ghoukas

    Je raakt het doel. Het lijkt me een uitstekende gedachte. Ik ben het met je eens.

  2. Shijo

    dit bericht is onvergelijkbaar,))), het is erg interessant voor mij :)

  3. Marleigh

    Klaar om over het onderwerp te debatteren?

  4. Salomon

    it seems to me this is the excellent sentence

  5. Thomas

    Sorry dat ik tussenbeide kom, ik wil ook mijn mening geven.

  6. Crichton

    Sorry, maar dit past niet bij mij.

  7. Yasir

    je werd bezocht door het opmerkelijke idee

  8. Spark

    Volgens mij vergist u zich. Laten we bespreken. Schrijf me in PM, we zullen praten.



Schrijf een bericht