مقالة منهجية

الألياف الضوئية للزراعة تحفيز Optogenetic المزمن من أنسجة المخ

DOI:

10.3791/50004

⸱

أكتوبر 29, 2012

 , 
1Department of Molecular & Human Genetics, Baylor College of Medicine (BCM), 2Department of Neuroscience, Baylor College of Medicine (BCM), 3Jan and Dan Duncan Neurological Research Institute, Texas Children's Hospital

في هذه المقالة

ملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

تطوير optogenetics يوفر الآن وسيلة لتحفيز الخلايا العصبية بدقة تعريف وراثيا ودوائر، سواء في المختبر و في الجسم الحي. نحن هنا وصف للجمعية وزرع من الألياف البصرية لضوئي مزمن في أنسجة المخ.

الملخص

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

وكانت أنماط توضيح من اتصالات الخلايا العصبية تحديا لعلم الأعصاب على حد سواء الأساسية والسريرية. وكان معيار الذهب الكهربية لتحليل أنماط الاتصال متشابك، ولكن التسجيلات الكهربية يمكن أن تكون مقترنة مرهقة والحد تجريبيا. وقد أدخلت تطوير optogenetics طريقة لتحفيز الخلايا العصبية أنيقة ودوائر، سواء في المختبر 1 و 2،3 في الجسم الحي. من خلال استغلال خلية من نوع النشاط المروج محددة لدفع السكان في التعبير أوبسين العصبية منفصلة، ​​يمكن للمرء أن تحفز الخلايا العصبية بدقة فرعية محددة وراثيا في دوائر متميزة 4-6. الأساليب المذكورة لتحفيز الخلايا العصبية بشكل جيد، بما في ذلك التحفيز الكهربائي و / أو التلاعب الدوائية، وغالبا ما تكون الخلايا من نوع العشوائي، الغازية، ويمكن أن تلحق الضرر الأنسجة المحيطة بها. يمكن تغيير وظيفة هذه القيود متشابك العادية و / أو السلوك الدائرة. وبالإضافة إلى ذلك، ويرجع ذلكلطبيعة التلاعب، والأساليب المتبعة حاليا في كثير من الأحيان حادة والمحطة الطرفية. Optogenetics يتيح القدرة على تحفيز الخلايا العصبية بطريقة غير ضارة نسبيا، وتستهدف في الخلايا العصبية وراثيا. معظم الدراسات التي تنطوي على استخدام الجسم الحي في optogenetics حاليا الألياف البصرية من خلال الاسترشاد قنية مزروع 6،7، ولكن القيود المفروضة على هذه الطريقة تشمل تلف أنسجة المخ مع تكرار الإدراج من الألياف البصرية، والكسر المحتمل للألياف داخل قنية. نظرا لحقل يزدهر optogenetics، وهي طريقة أكثر موثوقية من التحفيز المزمن هو ضروري لتسهيل الدراسات طويلة الأجل مع الحد الأدنى من ضمانات تلف الأنسجة. هنا نقدم بروتوكول لدينا تعديل في مادة الفيديو لاستكمال أسلوب فعال وأنيق وصفها في سبارتا وآخرون 8 لتصنيع الألياف البصرية على زرع وتثبيت الدائم على الجمجمة من الفئران تخدير، وكذلك جمعية ليفمقرنة البصرية يربط زرع لمصدر الضوء. عملية الزرع، مرتبطة مع الألياف البصرية إلى ليزر الحالة الصلبة، ويسمح لوسيلة فعالة لphotostimulate مزمنة الدوائر العصبية الوظيفية مع أقل تلف الأنسجة 9 باستخدام، للانفصال الصغيرة، الحبال. تثبيت الدائم للزراعة وتوفر الألياف البصرية متسقة، على المدى الطويل في الدراسات المجراة optogenetic الدوائر العصبية في الفئران، مستيقظا يتصرف 10 مع الحد الأدنى من تلف الأنسجة.

البروتوكول

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

* يتم سرد جميع المواد المصنعة منها جنبا إلى جنب مع و / أو البائعين تحت البروتوكول.

1. جمعية زرع

  1. إعداد خليط من الايبوكسي للحرارة قابل للشفاء الألياف البصرية عن طريق إضافة 100 ملغ من تصليب إلى 1 غرام من الراتنج.
  2. قياس وقطع حوالي 35 مم من الألياف البصرية مع ميكرومتر 125 ميكرون الأساسية 100 من سجل ذلك مع الكاتب كربيد تلميح إسفين. وضع عمودي الكاتب إلى الألياف البصرية ونقاط في حركة واحدة أحادي الاتجاه. قطع الألياف سيضر تماما جوه....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المناقشة

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Optogenetics هي تقنية جديدة تسمح قوية غير مسبوقة خلال مراقبة الخلايا العصبية فرعية محددة. يمكن استغلال هذا لتعديل الدوائر العصبية التشريحية بدقة والزمنية، مع تجنب العشوائية من نوع الخلية والآثار الغازية من خلال التحفيز الكهربائي الكهربائي. غرس الألياف البصرية يسمح للتحفيز، بما يتفق المزمنة من الدوائر العصبية أكثر من جلسات متعددة في اليقظة، يتصرف الفئران بأقل ضرر للأنسجة. هذا النظام، رائدة الأصلية كتبت بواسطة سبارتا وآخرون 8 و تعديلها لتناسب اغراضنا، يخطو خطوة أ.......

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

شكر وتقدير

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

نود أن نعترف بأن وصفت أصلا هذه التقنية من قبل سبارتا وآخرون، 2012 و قد تم تكييفه بسهولة لاستخدامها في المختبر.

....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

المواد

قائمة المواد المستخدمة في هذه المقالة
الاسمالشركةرقم فهرسيالتعليقات
اسم الكاشف أو معدات شركة كتالوج # تعليقات
LC الطويق كم منتجات الألياف الدقيقة (PFP) SM-CS125S 1.25 مم ID
FC MM ما قبل تجميعها رابط PFP MM-CON2004-2300 230 ميكرومتر الطويق
ميلر FOPD-LC القرص PFP M1-80754 لLC الحلقات
منفرق أنابيب PFP FF9-250 900 ميكرومتر التطوير التنظيمي، 250 ميكرومتر معرف
MM LC عصا الطويق 1.25 مم PFP MM-1270-FER2007C التجويف 127 ميكرومتر ID
MM LC عصا الطويق 1.25 مم PFP MM-FER2007C-2300 230 ميكرومترالتجويف ID
للحرارة قابل للشفاء الايبوكسي، وتصليب الراتنج PFP ET-353ND-16OZ
FC / PC وSC / PC رابط القرص تلميع ThorLabs D50-FC لFC الحلقات
السلطة البصرية الرقمية والطاقة متر ThorLabs PM100D الطيف
تلميع الوسادة ThorLabs NRS913 9 "× 13" 50 Durometer و
أكسيد الألومنيوم اللف (تلميع) ورقة: 0.3، 1، 3، 5 ميكرومتر فريك ThorLabs LFG03P، LFG1P، LFG3P، LFG5P
معيار الألياف تكسية الصلب المتعدد ThorLabs BFL37-200 انخفاض OH، 200 ميكرون الأساسية، 0.37 NA
تجريد أداة الألياف ThorLabs T10S13 يرتدون / شركةفي: 200 ميكرومتر / 300 ميكرومتر
السيليكا / السيليكا الألياف البصرية Polymicro تكنولوجيا FVP100110125 عالية OH، UV المحسن، 0.22 NA
1X1 مفصل دوار الالياف البصرية دوريسي العدسات FRJ_FC-FC
الالياف البصرية أحادية Patchcord دوريسي العدسات MFP_200/230/900-0.37_2m_FC-FC
أنبوب الانكماش الحراري، 1/8 بوصة الحليفة للإلكترونيات 689-0267
الحرارة بندقية الحليفة للإلكترونيات 972-6966 250 واط؛ 750-800 ° F
يميل القطن تطبيقها البروتستانتي الطبية منتجات الشركة 806-WC
VetBond الأنسجة لاصقة فيشر العلمية 19-027136
فلاش الاكريليك أسنان قاعدة ييتس Motloid ColdPourPowder + Liq
BONN مصغرة إيريس مقص INTEGRA Miltex 18-1392 3-1/2 "(8.9cm)، على التوالي، 15 مم شفرات
جونز هوبكنز بلدغ المشبك INTEGRA Miltex 7-290 1-1/2 "(3.8 سم)، ومنحني
MEGA-عزم الدوران الكهربائية مختبر للسيارات ناقلات EL-S
النمر الأزيز الكرة رقم 1 كلاركسون مختبر 77،1006
البنفسجي الأزرق ليزر نظام CrystaLaser CK473-050-O الطول الموجي: 473 نانومتر
الليزر التيار الكهربائي CrystaLaser CL-2005
دومون # 2 الملقط الثقب Fالمعهد الوطني للإحصاء أدوات العلوم 11223-20
مسبار أدوات العلوم الجميلة 10140-02
5 "المرقأة مستقيم Excelta 35-PH
ملزمة مع الأساس المرجح ALTEX إلكترونيات PAN381

المراجع

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Boyden, E. S., Zhang, F., Bamberg, E., Nagel, G., Deisseroth, K. Millisecond-timescale, genetically targeted optical control of neuronal activity. Nat Neurosci. 8, 1263-1268 (2005).
  2. Arenkiel, B. R. In Vivo Light-Induced Activation of Neural ....

الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.

إعادة الطباعة والأذونات

طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه

طلب إذن

الوسوم

مقالات ذات صلة