耳蜗是哺乳动物感知外界声音的重要器官。声音信息在耳蜗中被编码成神经信号，通过听神经传递至大脑进行处理。声音编码发生在内毛细胞（IHC）与螺旋神经节细胞（SGN）之间的突触连接处，并且能够忠实地保留声音的特征，如频率、强度和时间。
上海精准医学研究院的华云峰教授及其团队致力于使用体电镜分析突触形态，从而了解大脑功能障碍和疾病背后的细胞机制。在最近的一项研究中，他们结合蔡司X射线显微镜（查看更多）和体表面扫描电镜（查看更多），对耳蜗特定区域进行成像，比较了噪声听力损伤小鼠和健康小鼠耳蜗中突触的形态和空间分布特征。通过收集并分析大体积、高分辨的体电镜数据，华云峰教授团队报道了多个新发现，让我们对噪声引起的听力损伤背后的病理机制有了更进一步的了解。
研究发现
不同频率的声音会激活耳蜗不同位置的内毛细胞，实验使用特定频率的噪声造成小鼠听力损伤，因此如何在整个耳蜗中精确定位对应的内毛细胞是研究的成败关键。蔡司X射线显微镜对整个耳蜗进行细胞级别分辨率的三维成像，帮助我们对特定声音频率的内毛细胞进行准确定位，从而采集这些细胞的体表面扫描电镜三维图像，在纳米级分辨率下对这些细胞和对应的突触结构进行细致的分析。
蔡司X射线显微镜与体表面扫描电镜联用，可获得特定组织区域的高分辨体电镜数据
▲通过蔡司X射线显微镜Xradia Versa成像获得组织整体结构概览和特定内毛细胞在树脂块中的三维定位，进而使用基于蔡司场发射扫描电镜GeminiSEM的体表面成像技术获得三维高分辨电镜图像，并对其中的超微结构进行分割重构
最近的研究发现螺旋神经节细胞的树突和突触连接在形态、生理特征和分子表达方面都具有很高的多样性，因此人们认为声音强度信息会通过不同位置的突触连接，由内毛细胞分级传递到不同的螺旋神经节细胞。这种精细的突触连接结构对噪声伤害非常的敏感，而且一旦受损就无法恢复，导致声音编码的缺陷。
在噪声损伤动物模型中，研究人员观察到了一部分内毛细胞与螺旋神经节细胞之间的突触减少和这些突触的空间分布规律，而保留下来的突触结构也发生了显著的形态变化，说明内毛细胞突触会发生基于神经活动的适应性改变，而非单纯随机消除一些突触。同时，在噪声伤害中保留下来的突触后末梢呈现更加富集的线粒体，因此可能具有更高的钙离子缓冲能力，从而抵御过高神经活动带来的神经毒性的影响。
蔡司持续助力科研探索
尽管在耳蜗中已经观察到了对噪声影响敏感的突触特征，但是如何建立并维持突触异质性仍然需要研究人员进一步的探索。华云峰教授团队目前仍然在探索突触前后细胞中各种细胞器的空间分布规律，使用蔡司X射线显微镜可以在整体组织中定位特殊区域，结合蔡司体扫描电镜的三维高分辨成像会让我们对这些问题获得更深入的认识。
▲ 华云峰教授实验室成员与发表在Cell press杂志iScience的文章，该项目得到了中科院自动化所韩华教授团队以及上海交通大学医学院附属第九人民医院吴皓教授的支持
>>>查看/下载：蔡司 Xradia Versa系列X射线显微镜
>>>查看/下载：蔡司体表面扫描电镜
相关 · 阅读
总有一款“体型”适合你，选择合适的体电镜解决方案
速领 | 蔡司体电镜关联技术方法大全来了！
客户成就 | 体扫描电镜技术协助实现小鼠耳蜗大尺度、高通量三维图像重构
☑产品采购
☑技术支持
☑售后服务
本文使用权归蔡司显微镜所有，未经授权请勿转载至其他公众号，如需转载，请与工作人员联系，并注明出处。若涉版权问题，请与我们联系。
