腸間膜求心性神経は、正常な恒常性と病態生理学に関する情報を消化管から脳に伝えます。胃腸求心性神経活動は、求心性神経が付着した孤立した腸管セグメントを臓器浴に取り付け、神経を分離し、基礎活動と刺激活動を評価することで評価できます。
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この記事について
サマリー
要約
求心性神経は正常な生理機能に関する情報を伝えるだけでなく、中枢神経系に向かって周囲から乱れ恒常性と異なる器官系の病態生理学的プロセスを知らせるだけでなく。このように、腸間膜求心性神経の活性の増加または「感作」は、内臓過敏症と腹部の疼痛症候群の病態生理に重要な役割を割り当てられています。
腸間膜求心性神経活動は、専用の器官浴中に取り付けられ、そこから内臓神経は、研究者が直接消化管セグメントに隣接する神経活動を評価することを可能にする、単離されている単離された腸セグメントにおいてインビトロで測定することができます。活動は、セグメントの膨満または管腔内またはserosally配信薬理学的化合物の添加後の間に、標準化された状態で、ベースラインで記録することができます。この技術は、可能研究者は、簡単コントロール検体における末梢神経系を標的とする薬剤の効果を研究します。他にも、それは病気の間に変更されている方法ニューロン活動に関する重要な情報を提供します。 例えば、後根神経節、脊髄または中枢神経系（求心性ニューロンの発火活性を測定することのみシグナル伝達カスケードの複雑な神経で1つの中継局を構成し、研究者は他のレベルでの神経活動を見落とさないように心に留めなければならないことに留意すべきです）完全に健康と病気における複雑な神経生理学を解明するためです。
一般的に使用されるアプリケーションは、リポ多糖の投与に応答した神経活動の研究、および過敏性腸症候群の動物モデルでの求心性神経活動の研究が含まれます。より翻訳アプローチでは、単離されたマウスの腸セグメントは、IBS患者の結腸の上清に曝露することができます。また、修正この技術の最近のヒト結腸検体において適用可能であることが示されています。
概要
感覚シグナリングおよび疼痛知覚は、求心性神経、脊髄神経細胞、昇順と降順促通と抑制性経路およびいくつかの異なる脳領域間の複雑な相互作用から生じる複雑なプロセスです。このように、これらのレベルの一つ以上における変化は、変化した感覚シグナリングおよび疾患状態における内臓痛をもたらすことができます。感覚シグナリング複数の技術のすべてのこれらのさまざまな側面を研究するために、単一細胞実験に至るまで開発されている（ 例えば、神経細胞上のカルシウムイメージング）は、全体の動物モデルに（ 例えば、内臓運動応答として行動反応）。この論文に記載された技術は、研究者は、具体的にげっ歯類において小腸または結腸の孤立したセグメントからin vitroでの求心性神経活動を評価することができます。要するに、孤立した胃腸のセグメントは、（通常は空腸または結腸）生理Kで灌流専用記録チャンバー内に搭載されていますrebsソリューション。内臓神経は自由解剖し、内臓や骨盤の求心性神経における求心性神経活動の登録を可能にする電極に接続されています。神経活動は、求心性放電1-6に対する効果を評価するために、基底にまたは直接記録チャンバー（serosally）に適用することができる管腔内圧力および/または薬理学的化合物の増加に応じて記録された、または腔内灌流（粘膜）を介してすることができます。注目すべきは、内臓神経はまた、求心性感覚神経に加えて、遠心性繊維とviscerofugal求心性神経が含まれて....
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プロトコル
以下で説明する全ての動物実験は医学倫理委員会とアントワープ大学（ファイル番号2012から42）での実験動物の使用によって承認されました。
1.空腸の組織調製および結腸求心性神経
- 空腸求心性神経の調製
- 地元の倫理委員会により、実験前に承認された青年期または成人げっ歯類のげっ歯類の安楽死を実行します（ 例えば 、心臓穿刺、頸椎脱臼などが続く終末期の鎮静）。
注：私たちは、組織はさらに、in vitroで処理されるように、さらに麻酔や手術後のケアを必要とせず、したがって実験で得られた動物を犠牲に頸椎脱臼を使用しました。
注：年齢は腸間膜求心性機械刺激機能30を減衰させることが示されている、我々はそのための期間中、特定の年齢層に付着する研究者にアドバイス単一の実験。 - 仰臥位で犠牲に実験動物を置き、メスを用いて皮膚や腹部の筋肉層を介して腹部正中切開を行い、恥骨まで剣状突起から延びます。
- （クレブス組成物を乾燥から腹腔内の組織を防止するために、冷クレブス溶液で腹腔入浴：120.03 mMの塩化ナトリウム、6.22ミリモルのKCl、1.57ミリモルのNaH 2 PO 4、15.43 mMの炭酸水素ナトリウム、1.21 mMのMgSO 4
- 地元の倫理委員会により、実験前に承認された青年期または成人げっ歯類のげっ歯類の安楽死を実行します（ 例えば 、心臓穿刺、頸椎脱臼などが続く終末期の鎮静）。
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結果
空腸求心性神経活動は、ベースラインで測定し、応答してOF-1マウス9 8週齢の雄で膨満をランプします。水と通常の飼料をタップする無制限のアクセスを持つ動物は、標準化された条件（50％、12時間の明暗サイクル - - 22°C、湿度40ケージ当たり6匹、20）のグループに収容しました。マウスの空腸セグメントは0 mmHgの（自発的活動11.47±3.31悪童/秒を意味する）の管腔内圧力でベースライン時の不規則な自発的な求心性神経放電を示しました。
空腸の求心性神経活動は、60 mmHgでまでランプ膨満を行う際に増加しました。一般的に、管腔内圧力の上昇を次求心性神経活性の増加は、管腔内の圧力が20 mmHgのに達するまでまで発火活性における初期の急激な増加からなる、二相性応答（ 図5）によって特徴付けられ、whicHは、主に低閾値繊維の増加発火率に帰することができます。次いで、これを焼成活性の第二の.......
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ディスカッション
本論文ではプロトコルは、当社グループおよびその他3,4,7,8,12,20,21,31によって使用されるようなげっ歯類で腸間膜求心性神経活動を研究するために、再現実験室の技術が記載されています。プロトコル内の重要なステップは、キャピラリーに、周囲の脂肪組織を吸引することにより、吸引電極および器官槽からガラスキャピラリーの適切な「シール」に組織の迅速な単離、神経ストランドの吸引が含まれます。ガラスキャピラリーの開口部は正確に決定する必要があります。広すぎ開口が冗長で、その結果、脂肪組織と毛細血管の「シール」を妨げになるのに対し、小さすぎる開口部は、電極に神経ストランドの吸引が複雑になります分析を妨げるであろうバックグラウンドノイズ（低い信号対雑音録音）。信頼性の高い単一ユニットの分類を可能にするために、内臓求心性神経を削減するために、異なる鎖に分割する必要があります記録中のユニット数。各記録には5台 - 一般的に、我々は4の最大値を持つことを目指してお勧めします。研究者は、したがって、関心の繊維に基づいて絞り、および適用されるラボ動物を調整するべきです。
別の重.......
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開示事項
著者らは開示するものは何もない。
謝辞
SNは上記の実験を行い、データ解析を行い、原稿を起草しました。ADとJDMは、この技術を当社の研究施設に導入し、データ分析を支援しました。HCは実験の実施を支援しました。WJ、CK、DGは、私たちの研究室での求心性測定技術の実装、データ分析、結果の解釈を支援しました。SF、JDM、BDWが研究を設計しました。すべての著者が最終的な原稿を批判的に読み、承認しました。SNは、フランダース(11G7415N)の科学研究基金(FWO)の志願者です。この作業は、FWO(G028615NおよびG034113N)によって財政的に支援されました。
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材料
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 塩化ナトリウム (NaCl) | VWR Chemicals | 27,810,295 | 化合物 クレブス溶液 |
| 塩化カリウム (KCl) | Acros 有機物 | 196770010 | 化合物 クレブス溶液 |
| リン酸二水素ナトリウム (NaH2PO4) | VWR Chemicals | 1,063,461,000 | 化合物 クレブス溶液 |
| 重炭酸ナトリウム (NaHCO3) | メルク | 1,063,291,000 | 化合物 クレブス溶液 |
| 硫酸マグネシウム (MgSO4) | メルク | 1,058,861,000 | 化合物 クレブス溶液 |
| 塩化カルシウム (CaCl2) | メルク | 23,811,000 | 化合物 クレブス溶液 |
| D-グルコース | VWR ケミカルズ | 1011175P | 化合物 クレブス溶液 |
| 蒸留水 | 化合物 クレブス溶液 | ||
| PVCチューブ | 科学研究所用品 | 腸セグメントはPVCチューブの上に取り付ける必要があります | |
| シリコーンチューブ | 科学実験室用品 | チューブの残りの部分、理想的にはシリコーンベース-チューブ内の破片をより簡単に取り除く | |
| 絹糸 | Pearsall Limited | 10B15S220 | PVCチューブ上のセグメントの取り付け |
| シリンジドライバー | ハーバード装置 | 55-2222 | クレブス双眼鏡の管腔内注入 |
| - 眼球の10倍の倍率を含む | ツァイス STEMI 2000 | 求心性神経の解剖に最適な可視化 | |
| ホメオサーミックブランケットコントロールユニット | ハーバード装置 | 507214 | 臓器室の加熱 |
| Sylgardで覆われた底 | |||
| Spike2ソフトウェア | データの記録と分析 | ||
| 昆虫ピン、500個、ステンレス鋼、直径0.2mm | Austerlitz昆虫ピンの細部 | 求心性神経の解剖 | |
| Tweezer Dumont #5 inox 11 cm | World Precision Instrument | 500341 | 求心性神経 |
| の解剖はさみ、スプリング、14 cm | World Precision Instrument | 15905 | 求心性神経の解剖 |
| DBディジティメータ | NL 108T2/10 | 圧力変換器 | |
| マイクロマニピュレーター | 成重 | M-3333 | 吸引電極の3D操作 |
| マイクロマニピュ | レーターX-4 回転ブロック | 吸引電極の3D操作 | |
| マイクロマニピュレーター | GJ-8 マグネットスタンド | 吸引電極の3D操作 | |
| LightSource | Euromex Microscopes HollandEK-1 | 求心性神経の解剖に最適な可視化 | |
| CED 1401 記録装置 | 求心性神経活動の記録 | ||
| Humbug 50/60 Hz ノイズエリミネーター | Quest 科学機器 | バックグラウンドノイズの除去 | |
| 輸液ポンプ | Gibson Minipuls 2 | セグメントが取り付けられている | |
| 臓器室の注入微小電極ホルダー ハーフセル 1.5 mm | World Precision Instrument | MEH2SW | 求心性線維を分離するための吸引電極 |
| ホウケイ酸ガラス 毛細血管、300 個; 1.5/0.84 OD/ID | World Precision Instrument | 1B150-4 | 求心性神経の分離のための毛細血管 |
参考文献
- Donovan, J., Grundy, D. Endocannabinoid modulation of jejunal afferent responses to LPS. Neurogastroenterol Motil. 24 (10), 956-e465 (2012).
- Gregersen, H., Jiang, W., Liao, D., Grundy, D. Evidence for stress-dependent mechanoreceptor....
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