Single or Repeated Ablation of Mouse Olfactory Epithelium by Methimazole
Sofia Håglin, Staffan Bohm, Anna Berghard
Abstract
Odor-detecting olfactory sensory neurons residing in the nasal olfactory epithelium (OE) are the only neurons in direct contact with the external environment. As a result, these neurons are subjected to chemical, physical, and infectious insults, which may be the underlying reason why neurogenesis occurs in the OE of adult mammals. This feature makes the OE a useful model for studying neurogenesis and neuronal differentiation, with the possibility for systemic as well as local administration of various compounds and infectious agents that may interfere with these cellular processes. Several different chemical compounds have been shown to cause toxic injury to the OE, which can be used for OE ablation. We, and others, have found that the systemic administration of the hyperthyroid drug, methimazole, reliably causes olfactotoxicity as a side effect. Here, we outline an OE lesioning protocol for single or repeated ablation by methimazole. A single methimazole administration can be used to study neuroepithelial regeneration and stem cell activation, while repeated ablation and regeneration of OE enable the study of tissue stem cell exhaustion and generation of tissue metaplasia., [摘要]气味-检测驻留在鼻腔嗅上皮（OE）嗅觉感觉神经元是在与外部环境直接接触仅神经元。其结果是，这些神经元进行化学，物理和传染性损伤，这可能是根本原因的神经发生中发生的的OE成年哺乳动物。这一特点使得该OE一个有用的模型用于研究ING神经和神经元分化，与该 可能会干扰这些细胞过程的各种化合物和感染剂的全身和局部给药的可能性。已示出几个不同的化学化合物以使毒性损伤的OE ，其可用于OE消融。我们和其他人，有无˚F OU次是在甲亢药物的全身给药，他巴唑，可靠地使olfactotoxicity的副作用。 在这里，我们概述了甲咪唑一次或多次消融的OE损伤方案。单甲巯咪唑给药可用作到螺柱ÿ神经上皮再生和干细胞活化，而[R epeated消融和OE的再生使所述螺柱ÿ组织干细胞的耗竭组织化生和产生。[背景]新的神经元在整个生命中生成的OE的哺乳动物包括呼玛纳秒（哈恩等人，2005）一第二小鼠（Graziadei等人，1979年b;近藤等人，2010） 。Ç ontinuous细胞产生主要由球状祖细胞实现（张等人，2014） 。祖细胞也有重建损伤后所有OE细胞类型的潜力，与水平基底细胞小号公顷咏最大的组织干细胞的潜力（梁等人，2007;施尼特凯等人，2015年; Gadye 。等人，2017年）。有存在不同的方法来具体伤害的OE在实验室啮齿动物，这又允许再生过程，包括干细胞的活化，神经发生，和神经元分化的研究。方法包括摘除嗅球（OB）（Schwob等，1992），嗅神经轴突切开术（Graziadei等，1979a； Suzuki和Takeda，1991），鼻内施用硫酸锌（Matulionis，1975），吸入硫酸锌。溴甲烷气体（Hurtt等人，1988） ，和腹膜内（IP注射。）的olfactotoxic化学品，如甲巯咪唑，秋水仙碱，和二氯苯（金特等人，1995;铃木等人，1998;伯格曼和Brittebo，1999年）。所有这些方法都导致一种或几种O E细胞类型的破坏，随后是OE的分离和随后的再生。作用机制不同小号取决于方法; 因此，有重要的区别就WH ICH细胞类型的影响，以及如何。注意值得的，病毒如SARS-COV-2能也特别损坏OE细胞（张等人，2020） 。甲巯咪唑（1-甲基-2-巯基咪唑，也称为甲巯咪唑）是一种用于治疗甲状腺功能亢进症（阿斯特伍德等人，1945） ，并且已知引起的气味（嗅觉）作为副作用的感损失的治疗（库珀（1999）。的OE是一个假上皮其中所有成熟细胞和水平基底细胞与基底膜接触。响应ip 。甲巯咪唑，几种细胞类型中的OE ，如鲍曼的腺细胞，sustentacular细胞，和嗅觉的感觉神经元，显示在四个小时内肿细胞器，其后面是从基底层细胞脱离（BERGSTROM等人，2003） 。后他巴唑的伤害，OE完全再生在pproximately之一一个月，第一嗅觉感觉神经元开始MAK Ë与OB突触接触在约1 - 2周（铃川等人，2011） 。在出生后的第10天，与18个月大的小鼠相比，已显示出甲硫咪唑对幼小和d龄小鼠的影响不同（Suzukawa等，2011）。在大鼠中，ip 。已经评估了25 mg / kg至300 mg / kg的甲巯咪唑对OE的毒性（Genter等，1995）。我们进行了一项试点研究，以阐明适用于冰中可再现OE消融的最低剂量（Håglin等人，2020年）。一次注射75 mg / kg或100 mg / kg会导致整个OE脱离，而50 mg / kg会导致损伤不完全，因为存在一些残留的OE细胞碎片，这些碎片似乎相对不受影响。这些结果按照与那些以前的研究表明，低剂量的IP 。甲巯咪唑是在足以获得完全OE病变小号小鼠（Brittebo，1995）或大鼠（金特等人，1995） 。由于75 mg / kg和100 mg / kg产生相似的结果，因此我们将较低的剂量用于进一步的研究。在我们手中，甲巯咪唑更可靠地原因小号OE消融比确实二氯苯，并在practi Ç ë ，甲巯咪唑是更容易比硫酸锌或溴甲烷气体使用。我们的协议是第一个描述重复OE消融-再生周期的协议。通过重复损伤最多三次，我们发现了一个逐渐减少的的再生潜能的OE ，这是伴随着两种不同类型的化生的渐进累积（Håglin等人，2020） 。因此，重复的消融-鼠标OE的再生循环以下巴唑可用于治疗，例如，以研究：我）的神经源性组织干再生能力的耗尽细胞小号，其可以模拟老化; ⅱ）的健壮的岬重新-建立一个组织利基当经受反复损伤; III）在OB目标神经元可塑性时面临的挑战是重新-建立突触几遍; ⅳ）所述的作用OE屏障功能在保护对抗感染的鼻途径以及化学物质的脑摄取; 和V）的作用š不同的正常的，并在这些过程中的基因变异疾病，因为有许多遗传修饰的M冰可供研究。