يوضح هذا الفيديو بروتوكولا لإجراء تسجيلات الفيزيولوجيا الكهربية أحادية الألياف على مستحضر العصب والقولون والمستقيم في المختبر.
مقالة منهجية
يوضح هذا الفيديو بروتوكولا لإجراء تسجيلات الفيزيولوجيا الكهربية أحادية الألياف على مستحضر العصب والقولون والمستقيم في المختبر.
يوضح هذا الفيديو بالتفصيل في المختبر، واحد من الألياف الكهربية بروتوكول تسجيل باستخدام إعداد الماوس القولون العصب. النهج يسمح بتحديد وتوصيف وظيفي متحيز من afferents القولون والمستقيم الفردية. التسجيلات خارج الخلية من إمكانات العمل نشر (الجزائرية) التي تنشأ من واحد أو عدد قليل من وارد (أي الألياف واحد) مصنوعة حقول تقبلا (علوم الاحياء) في القولون من مازحت كراسات الألياف العصبية. تتم إزالة القولون مع أي من الحوض (PN) أو قطني حشوي (LSN) العصبية المرفقة وفتحت طوليا. يتم وضع الأنسجة في غرفة تسجيل، دبس شقة ومع perfused حل كريبس الاوكسيجين. يستخدم التحفيز الكهربائي البؤري لتحديد النهايات وارد القولون والمستقيم، والتي يتم اختبارها مزيدا من ثلاثة محفزات الميكانيكية مميزة (ثلم التحقيق، التمسيد المخاطية وتمتد كفافي) لتصنيف وظيفيا في afferents إلى خمس mechanosensiدروس موانع. وتصنف النهايات الاستجابة لأيا من هذه المحفزات الميكانيكية وafferents ميكانيكيا-حساسة (المفقودين). كلا mechanosensitive ويمكن تقييم المفقودين لتوعية (أي استجابة محسنة، خفضت عتبة، و / أو حيازة mechanosensitivity) من خلال التعرض المترجمة من علوم الاحياء للمواد الكيميائية (مثل حساء التهابات (IS)، كشافات، أدينوسين ثلاثي الفوسفات (ATP)). وصفنا المعدات والقولون العصب إعداد تسجيل، والحصاد من القولون مع PN المرفقة أو LSN، وتحديد علوم الاحياء في القولون، الألياف واحد من تسجيل كراسات العصبية، وتطبيق المترجمة من المواد الكيميائية إلى RF. وبالإضافة إلى ذلك، وتناقش أيضا تحديات إعداد وتطبيق التحفيز الميكانيكي موحد.
الألم وفرط الحساسية هي السائدة الشكاوى من المرضى الذين يعانون من اضطرابات الجهاز الهضمي الوظيفية، بما في ذلك متلازمة القولون العصبي (IBS)، والتي توجد في حالة عدم وجود سبب واضح pathobiological أو تلف الأنسجة. على سبيل المثال، والمرضى IBS تظهر فرط الحساسية، بما في ذلك ردود مشددة على المستقيم انتفاخ البالون وزيادة الحساسية خلال وظيفة الأمعاء الطبيعية، فضلا عن فرط الحساسية الإحالة الجسدية (أي، والحنان لملامسة للمنطقة البطن) 1. بسبب استهداف afferents القولون والمستقيم وقد ثبت أن تكون فعالة في تخفيف الألم وفرط الحساسية لدى مرضى القولون العصبي (على سبيل المثال، تقطير داخل المستقيم من التخدير الموضعي 2،3، ابتلاع الشفوي للguanylate محلقة-C ناهض linaclotide 4-6)، وتحسين فهم تعصيب وارد من القولون هو المهم.
afferents الحشوية، بما في ذلك afferents القولون والمستقيم، تكون قادرة على الاستجابة لطرائق الكيميائية / بالمغذيات والحرارية (على سبيل المثال، 7-9). ومع ذلك، فإن afferents الحشوية الاستجابة للمؤثرات الميكانيكية (أي afferents mechanosensitive) ودرس الأكثر بدقة بسبب المحفزات الميكانيكية (على سبيل المثال، وانتفاخ اللمعية، وتمتد) هي تلك التي ينتج عنها عادة الأحاسيس واعية، بما في ذلك الانزعاج والألم 10-16. وبالإضافة إلى ذلك، يتم معصب الأحشاء أيضا afferents حساسة ميكانيكيا (المفقودين)، عادة يطلق nociceptors الصامتة أو النوم 17. في ظل الظروف الفسيولوجية العادية، المفقودين لا تستجيب لالتحفيز الميكانيكي أو لديهم استجابة عالية جدا عتبات 18، ولكن يمكن أن تصبح نشطة واكتساب mechanosensitivity في ظروف الفيزيولوجية المرضية والمساهمة في فرط الحساسية.
عن طريق إعداد في المختبر، وبروتوكول الموصوفة هنا، قمنا بتطوير ويعمل استراتيجية التحفيز الكهربائية إلى البحر RCH لنهايات تقبلا، والسماح تحديد متحيز كل من النهايات mechanosensitive وMIA في القولون 19. ويستمد تعصيب القولون والمستقيم من حشوي قطني (LSN) والعصبية الحوض (PN) مسارات، ويتضمن afferents القولون والمستقيم والتي يمكن تصنيفها إلى خمسة فصول mechanosensitive (المصلي، الغشاء المخاطي، العضلات، والعضلات-المخاطية، المساريقي) وفئة واحدة MIA 20. باستخدام هذا المستحضر في المختبر، وجدنا أن المفقودين القولون والمستقيم mechanosensitivity المكتسب (توعية) بعد التعرض موجز لحقولهم تقبلا لالحساء التهابات (IS)، والذي توعية 71٪ من المفقودين في مسار PN و 23٪ من المفقودين في مسار LSN 19. ونحن كما وثقت توعية طويلة الأمد (تصل إلى 28 يوما) من المفقودين في سياق فرط الحساسية الحشوية السلوكي طويلة الأمد (أي في الفئران تلقي العلاجات intracolonic مع زيموزان 21 أو حامض 2،4،6-trinitrobenzenesulfonic (TNBS) 22) .
jove_content "> ومن بين afferents mechanosensitive، afferents العضلات والعضلات-المخاطية هي الطبقات الوحيدة التي تكود tonically تمتد كفافي من القولون (أي، هي امتداد حساسة) وأيد ترميز الضارة انتفاخ القولون والمستقيم 23،24. وباستخدام الكمبيوتر التي تسيطر عليها قوة المحرك، طبقنا معيار، متجانسة، وقابلة للتكرار تمتد رفعت في اتجاه كفافي من نسيج القولون والمستقيم بالارض وزيادة تصنيفها afferents حساسة تمتد كما منخفضة وعالية عتبة عتبة 23. وبالإضافة إلى ذلك، وبالطبع وقت توعية تمتد afferents -sensitive بعد زيموزان intracolonic 21 أو 22 TNBS العلاج يتوافق مع ظهور، والمثابرة، و / أو استرداد فرط الحساسية الحشوية السلوكي، مما يشير إلى دور حساس تمتد afferents القولون والمستقيم في الألم الحشوية وفرط الحساسية.الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ملاحظة: تم استعراض هذا البروتوكول والموافقة عليها من قبل جامعة بيتسبرغ المؤسسي رعاية الحيوان واللجنة الاستخدام.
1. إعداد الحل كريبس التعديل واختبار المخدرات مأخوذة
2. تشريح الأنسجة القولون العصب
تسجيل 3. واحد من الألياف وتوطين مجال تقبلا
4. التصنيف الوظيفي من Mechanosensitive القولون والمستقيم Afferents
5. التطبيق الكيميائية / التحوير من النهايات التعبيرية
6. المسامير تسجيل والتمييز AP
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ويتضح الإعداد في الشكل 1. ويشمل غرفة الأنسجة حسب الطلب الذي يضم القولون في حمام مقصورة مبطنة سيليكون والعصب المرفقة في معدن متجاورة مقصورة مملؤة بالنفط. تم تشكيله غرفة المقصورة اثنين من كتلة صلبة من البلاستيك الاكريليك بواسطة آلة CNC. وقد اصطف أسفل كل مقصورات في وقت لاحق مع سيليكون ثابت للسماح السهل دبوس أسفل من نسيج القولون والمستقيم. يتم تسجيل نقاط وصول خارج الخلية العصبية من كراسات مثار باستخدام منخفضة الضوضاء، بطارية تعمل بالطاقة التفاضلية مكبر للصوت مع مشترك ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وقد ثبت في المختبر إعداد القولون العصب الموصوفة هنا أن يكون طريقة فعالة لدراسة وظائف ترميز العصبية من afferents القولون والمستقيم الفردية، التي تكمل بشكل جيد النهج غير وظيفية أخرى (على سبيل المثال، والدراسات الخلوية والجزيئية والنسيجية) على الخلايا العصبية الحسية الحشوية ( انظر استعراض 27 لمزيد من التفاصيل). وقد كشف الآليات العصبية التي تسهم في حس الألم وطويلة الأجل القولون والمستقيم وفرط الحساسية وقد أجريت التلاعب الدوائية التي لها أهداف كشفت أن يمكن ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين ما يكشفون عنه.
بدعم من جائزة المعاهد الوطنية للصحة R01 DK093525 (GFG). نحن نقدر عاليا المراجعة العلمية والتحرير النحوي للمخطوطة من قبل الدكتور أمبر شافر (جامعة بيتسبرغ) ونشكر مايكل بورشام على المساعدة في إعداد الأرقام.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Leica MZ16 مجهر ستيريو | Leica Microsystems Inc. | ||
| كاميرا Leica IC D | Leica Microsystems Inc. | ||
| مكبر للصوت | العالم للأدوات الدقيقة ، وشركة | SYS-DAM80 | مكبر للصوت تفاضلي منخفض الضوضاء |
| من جزأين | |||
| Power1401 | Cambridge Electronic Design Limited | Power1401 | الحصول على البيانات ، إدخال / إخراج إشارة تناظرية |
| Spike2 v5.02 | حزمة برامج Cambridge Electronic Design Limited | التي تعمل مع شاشة الصوت Power1401 | |
| Natus | Am 8 | ||
| محفز نبض مربع | Natus | S48 | لتقديم محفزات كهربائية |
| وحدة عزل كهروضوئية | Natus | PSIU6 | Stimulus لتقليل الضوضاء |
| القطب الكهربائي الدقيق ثنائي القطب | متحد المركز FHC Inc. | CBFFG75 | لتقديم المحفزات |
| الكهربائية نظام الرافعة ثنائي الوضع | Aurora Scientific Inc. | سلسلة 300C | لتقديم المحفزات الميكانيكية |
| ملقط | أدوات العلوم الدقيقة | 11252-00 | ملقط مع أطراف دقيقة |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن