-1::1
Simple Hit Counter
Skip to content

Products

Solutions

×
×
Sign In

AR

EN - EnglishCN - 简体中文DE - DeutschES - EspañolKR - 한국어IT - ItalianoFR - FrançaisPT - Português do BrasilPL - PolskiHE - עִבְרִיתRU - РусскийJA - 日本語TR - TürkçeAR - العربية
Sign In Start Free Trial

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

Behavior
Biochemistry
Bioengineering
Biology
Cancer Research
Chemistry
Developmental Biology
View All
JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

Biological Techniques
Biology
Cancer Research
Immunology
Neuroscience
Microbiology
JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduate courses

Analytical Chemistry
Anatomy and Physiology
Biology
Cell Biology
Chemistry
Civil Engineering
Electrical Engineering
View All
JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

Advanced Biology
Basic Biology
Chemistry
View All
JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

Biology
Chemistry

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

Accounting
Finance
Macroeconomics
Marketing
Microeconomics

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Authors

Teaching Faculty

Librarians

K12 Schools

Products

RESEARCH

JoVE Journal

Peer reviewed scientific video journal

JoVE Encyclopedia of Experiments

Video encyclopedia of advanced research methods

JoVE Visualize

Visualizing science through experiment videos

EDUCATION

JoVE Core

Video textbooks for undergraduates

JoVE Science Education

Visual demonstrations of key scientific experiments

JoVE Lab Manual

Videos of experiments for undergraduate lab courses

BUSINESS

JoVE Business

Video textbooks for business education

OTHERS

JoVE Quiz

Interactive video based quizzes for formative assessments

Solutions

Authors
Teaching Faculty
Librarians
K12 Schools

Language

ar

EN

English

CN

简体中文

DE

Deutsch

ES

Español

KR

한국어

IT

Italiano

FR

Français

PT

Português do Brasil

PL

Polski

HE

עִבְרִית

RU

Русский

JA

日本語

TR

Türkçe

AR

العربية

    Menu

    JoVE Journal

    Behavior

    Biochemistry

    Bioengineering

    Biology

    Cancer Research

    Chemistry

    Developmental Biology

    Engineering

    Environment

    Genetics

    Immunology and Infection

    Medicine

    Neuroscience

    Menu

    JoVE Encyclopedia of Experiments

    Biological Techniques

    Biology

    Cancer Research

    Immunology

    Neuroscience

    Microbiology

    Menu

    JoVE Core

    Analytical Chemistry

    Anatomy and Physiology

    Biology

    Cell Biology

    Chemistry

    Civil Engineering

    Electrical Engineering

    Introduction to Psychology

    Mechanical Engineering

    Medical-Surgical Nursing

    View All

    Menu

    JoVE Science Education

    Advanced Biology

    Basic Biology

    Chemistry

    Clinical Skills

    Engineering

    Environmental Sciences

    Physics

    Psychology

    View All

    Menu

    JoVE Lab Manual

    Biology

    Chemistry

    Menu

    JoVE Business

    Accounting

    Finance

    Macroeconomics

    Marketing

    Microeconomics

Start Free Trial
Loading...
Home
JoVE Journal
Neuroscience
التحقيق في متشابك وسم / القبض على والصليب التقاط باستخدام الحاد شرائح الحصين من القوارض

Research Article

التحقيق في متشابك وسم / القبض على والصليب التقاط باستخدام الحاد شرائح الحصين من القوارض

DOI: 10.3791/53008

September 4, 2015

Mahesh Shivarama Shetty1,2, Mahima Sharma1,2, Neo Sin Hui1,2, Ananya Dasgupta1,2, Suma Gopinadhan1,2, Sreedharan Sajikumar1,2

1Department of Physiology, Yong Loo Lin School of Medicine,National University of Singapore, 2Neurobiology/Aging Programme, Life Sciences Institute,National University of Singapore

Cite Watch Download PDF Download Material list
AI Banner

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

In This Article

Summary Abstract Introduction Protocol Representative Results Discussion Disclosures Acknowledgements Materials References Reprints and Permissions

Erratum Notice

Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice

Retraction Notice

The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice

Summary

تصف مقالة الفيديو هذه الإجراءات التجريبية لدراسة اللدونة طويلة المدى وعملياتها الترابطية مثل وضع العلامات المشبكية والالتقاط ووضع العلامات المتقاطعة في الخلايا العصبية الهرمية CA1 باستخدام شرائح الحصين الحادة من القوارض.

Abstract

وضع العلامات المشبكي والالتقاط (STC) ووضع العلامات المتقاطعة هما آليتان مهمتان على المستوى الخلوي تفسران كيفية تحقيق خصوصية المشبك وارتباطه في الخلايا العصبية خلال إطار زمني محدد. هذه العمليات طويلة المدى المتعلقة باللدونة هي النماذج المرشحة الرائدة لدراسة أساس تكوين الذاكرة والثبات على المستوى الخلوي. يتضمن كل من STC ووضع العلامات المتقاطعة عمليتين تسلسليتين: (1) إعداد العلامة المشبكية كما يتم تشغيلها بواسطة نمط معين من التحفيز ، و (2) التقاط متشابك ، حيث تتفاعل العلامة المشبكية مع البروتينات المرتبطة باللدونة (PRPs) المركبة حديثا. ينشأ الكثير من الفهم حول مفاهيم STC والعلامات المتقاطعة من الدراسات التي أجريت في منطقة CA1 من الحصين وبسبب التعقيد التقني ، لا تزال العديد من المختبرات غير قادرة على دراسة هذه العمليات. تعتبر الظروف التجريبية لإعداد شرائح الحصين وتسجيل LTP / LTD المتأخر المستقر مهمة للغاية لدراسة وضع العلامات المشبكية / وضع العلامات المتقاطعة. تصف مقالة الفيديو هذه الإجراءات التجريبية لدراسة عمليات اللدونة طويلة المدى مثل STC ووضع العلامات المتقاطعة في الخلايا العصبية الهرمية CA1 باستخدام تسجيلات مستقرة وطويلة المدى من شرائح الحصين الحادة من الفئران.

Introduction

لا يزال ترميز المعلومات وتخزينها في الدماغ هو التحدي الأكثر أهمية والمتابعة الحثيثة في علم الأعصاب. على مر السنين ، ظهر التقوية طويلة المدى (LTP) والاكتئاب طويل الأمد (LTD) كارتباطات خلوية رئيسية للذاكرة1،2. تؤدي هذه التغييرات المعتمدة على النشاط ، والتي تظهر خصوصية المدخلات والترابطية ، إلى استقرار آثار الذاكرة في الشبكات العصبية 1،3،4. تتطلب الحفاظ على شكلي اللدونة المشبكية تخليق المنتجات المتعلقة باللدونة (PRPs) 5-10. تعد خصوصية المشبك التي تنطوي على تفاعل البروتين المركب حديثا فقط مع نقاط الاشتباك العصبي المنشطة المحددة التي تعبر عن LTP أو LTD ، أمرا بالغ الأهمية للذاكرة. يتم تفسير هذه الخصوصية من خلال مفهوم "وضع العلامات والالتقاط المشبكي" (STC) ، حيث تتفاعل PRPs مع نقاط الاشتباك العصبي النشطة مؤخرا "الموسومة"11،12. تقدم عملية STC إطارا للخصائص الترابطية للذكريات على المستوى الخلوي. إنه يوفر لنا أساسا مفاهيميا لكيفية تحويل أشكال اللدونة قصيرة المدى إلى أشكال طويلة الأمد من اللدونة بطريقة ترابطية وتعتمد على الوقت13.

أثناء عملية STC ، يؤدي الكزاز القوي في مدخل واحد يؤدي إلى اعتماد تخليق البروتين في وقت متأخر LTP ، إلى تعزيز تخليق البروتين المستقل في وقت مبكر LTP المستحث في مدخلات مستقلة أخرى على نفس مجموعة الخلايا العصبية في واحدة ثابتة13. يعد إعداد علامة متشابكة محلية من خلال نشاط عصبي عابر وتوليف البلازما الغنية بالصفائح الدموية القابلة للانتشار بواسطة النشاط العصبي القوي هما الحدثان الرئيسيان خلال STC13،14. يعد التقاط البلازما الغنية بالصفائح الدموية بواسطة نقاط الاشتباك العصبي "الموسومة" التي تم تقويتها مؤخرا أمرا أساسيا للحفاظ على التقوية على المدى الطويل. تم إجراء العديد من الدراسات لتأكيد وجود ظاهرة STC15-17 وتحديد "العلامات" المرشحة 18 و "PRPs" 19. بروتين كيناز II المعتمد على الكالسيوم / الكالمودولين (CaMKII) والكيناز المنظم للإشارة خارج الخلية 1/2 (ERK1 / 2) ؛ CaMKIV و Protein Kinase M (PKM) وعامل التغذية العصبية المشتق من الدماغ (BDNF) هي بعض الجزيئات المرشحة ل "العلامة" و "البلازما الغنية بالصفائح الدموية" على التوالي19-21. تم توسيع نموذج وضع العلامات المشبكي ليشمل التفاعلات الترابطية الإيجابية بين LTP و LTD - "العلامات المتشابكة"22. في وضع العلامات المتقاطعة المشبكية ، يقوم LTP / LTD المتأخر في مدخلات متشابكة واحدة بتحويل LTD / LTP المستقل عن تخليق البروتين المعاكس في وقت مبكر من LTD / LTP في مدخلات مستقلة إلى شكله طويل الأمد أو العكس22.

< p class = 'jove_content'> يعد تحضير شريحة الحصين هو النموذج الأكثر استخداما في دراسات اللدونة المشبكية طويلة المدى23،24. ينشأ الكثير من الفهم حول مفاهيم وضع العلامات المشبكية ووضع العلامات المتقاطعة من الدراسات التي أجريت في منطقة CA1 من الحصين وبسبب التعقيد التقني ، لا تزال العديد من المختبرات غير قادرة على دراسة هذه العمليات. تعتبر الظروف التجريبية لإعداد شرائح الحصين للفئران وتسجيل LTP / LTD المتأخر المستقر لساعات طويلة مهمة للغاية لدراسة وضع العلامات المشبكية / وضع العلامات المتقاطعة23،25،26. توضح هذه المقالة الإجراءات التجريبية التفصيلية لدراسة عمليات اللدونة طويلة المدى مثل STC ووضع العلامات المتقاطعة في الخلايا العصبية الهرمية CA1 باستخدام تسجيلات مستقرة وطويلة المدى من شرائح الحصين الحادة من الفئران.

Protocol

وقد وافق جميع الإجراءات الحيوانية من لجنة المؤسسي رعاية الحيوان واستخدام (IACUC) من جامعة سنغافورة الوطنية.

1. إعداد الدماغي الاصطناعي السائل (ACSF)

  1. إعداد ACSF يتكون من (مم) 124 كلوريد الصوديوم، 3.7 بوكل، 1.0 MgSO 4 .7H 2 O، و 2.5 CaCl 2 .2H 2 O، و 1.2 KH 2 PO 4، 24.6 NaHCO 3، و 10 D-الجلوكوز. ضمان درجة الحموضة في ACSF ما بين 7،2-7،4 عندما انفجر من التشبع مع ​​O 2 و 5٪ CO 2 الخليط (كربوجين). 21 استخدام هذا ACSF لكل من التشريح، وإعداد شريحة ونضح 95٪ خلال التسجيلات الكهربية.
    ملاحظة: استخدام جهاز تنظيف لقياس وعقد ACSF. باستخدام جهاز نجس قد تؤدي إلى حلول غائم أو تشكيل الرواسب. استخدام الماء منزوع الأيونات لجميع الاستعدادات.
  2. إعداد 2 L 10X ACSF الأسهم باستثناء NaHCO 3 4 .7H 2 0 (4.92g)، CaCl 2 .2H 2 0 (7.56 ز)، KH 2 PO 4 (3.28 ز) وأعلى ما يصل الى حجم 2 L. اثارة باستمرار لمدة 30 دقيقة على الأقل باستخدام محرك مغناطيسي للتأكد من حل جميع الكواشف. تخزين الأسهم في 4 درجة مئوية وتستخدم في غضون 2 أسابيع.
  3. قبل تشريح والتجارب، ويخفف من الأسهم ACSF في قارورة حجمية جنبا إلى جنب مع إضافة الكميات المطلوبة من NaHCO 3 و D-الجلوكوز. ل1 L الحل، وتمييع 100 مل من الأسهم إلى 1 L بعد إضافة 2.07 غرام NaHCO 3 و 1.802 ز D-الجلوكوز. يجب أن يكون ACSF حل واضح خال من أي راسب أو الجزيئات غير منحل.
  4. بارد حوالي 200-300 مل من ACSF على الجليد، لاستخدامها أثناء تشريح. تأكد من أن ACSF تستخدم لتشريح ما بين 2-4 درجة مئوية. استخدام ACSF المتبقية لelectropتجارب hysiological. فقاعة جميع الحلول ACSF من التشبع مع ​​كربوجين (5٪ CO 2، 95٪ O 2) باستمرار. في انتظار ACSF لتبرد، وإعداد منطقة تشريح وغرفة شريحة.

2. إعداد غرفة واجهة

ملاحظة: دائرة شريحة واجهة الدماغ، وتستخدم لاحتضان شرائح والحفاظ عليها خلال التسجيلات الكهربية (الشكل 2B)، ويتكون من قسمين. مجلس النواب يحتوي على الماء المقطر الحفاظ على 32 ° C بواسطة وحدة تحكم في درجة الحرارة وانفجر بشكل مستمر مع كربوجين.

  1. تشغيل وحدة تحكم في درجة الحرارة ومسبقا أنه في 32 ° C. يغسل مجلس الشيوخ لمدة 10 إلى 15 دقيقة عن طريق تشغيل الماء المقطر من خلال أنبوب تدفق. تأكد من أن الغرفة العليا نظيفة قبل وضع الشبكة. تأكد من أن مستوى المياه في الغرفة السفلى حوالي 70٪ مملوءة بالماء المقطر.
  2. ضعالشباك في مجلس الشيوخ لتوفير سطح يستريح لشرائح (الشكل 2C). ضبط أنابيب تدفق للتأكد من أن مستوى الحل هو ترطيب كاف المنطقة كلها للمرمى. وضع غطاء فوق الشبكة للحفاظ على جو كربوجين مرطب داخل غرفة العليا.
  3. ضبط معدل التدفق إلى 1 مل / دقيقة. الحفاظ على هذا المعدل تدفق طوال فترة الحضانة شريحة والتجربة. بدء carbogenating وطازجة 1X ACSF وغمر أنابيب تدفق في ACSF. سماح 20 دقيقة لACSF أن مشبعة مع كربوجين وللغرفة العليا المراد شغلها معها.

3. إعداد الحاد شرائح الحصين

ملاحظة: يتكون بروتوكول تشريح (1) إزالة الدماغ من الحيوان إلى ACSF الباردة و(2) عزل وتقطيع الحصين. من أجل الخلايا العصبية لتبقى قابلة للحياة، عزل ووضع الدماغ في ACSF الباردة بسرعة وإكمال كلهعملية تشريح ضمن 3-5 دقيقة بما في ذلك.

  1. إزالة الدماغ في ACSF الباردة
    1. وضع أدوات تشريح في الطريقة هو مبين في الشكل 1A. ترتيب الأدوات وفقا لترتيب استخدامها لتسهيل عملية تشريح. قبل البدء، تأكد من جميع الأدوات تشريح جاهزة.
    2. جبل شفرة حلاقة، وتنظيفها مع خلات الإيثيل، والإيثانول المطلق والماء المقطر، على المروحية الأنسجة اليدوية (الشكل 1B)، ثبته بحزم وضمان طليعة يتم محاذاة بالتساوي. اختبار تقطيع قطعة من ورق الترشيح للتأكد من أن شفرة يتم تأمين بحزم. تعيين انزلاق رنيه ميكرومتر إلى نقطة الانطلاق لها.
    3. الموت ببطء الحيوان باستخدام ثاني أكسيد الكربون (CO 2) في غرفة الاستقراء وقطع رأس مع مقص ضمادة أو المقصلة. باستخدام مقص القزحية، وإزالة الجلد والفرو فوق الجمجمة. اجراء خفض خلال الخلفي لإزالة brainstem.Make شق صغير على طول الالبريد الجانب الأيمن من الجمجمة وشق أطول على اليسار.
      الحذر! جعل مجرد شق صغير في الجانب الذي يستخدم للتجارب لتجنب الإضرار بها. عند إدخال مقص، تأكد من أن القوة المطبقة هي صعودا لتجنب تلف في خلايا المخ.
    4. إزالة بعناية الجمجمة مع العظام مقراض بدءا من اليسار إلى الجانب الأيمن من الجمجمة للكشف عن القشرة. ويمكن أيضا أن ينظر إلى طبقة رقيقة من الجافية. إزالة بعناية لوحات أمامية مع قراضة. إزالة معظم الجافية جنبا إلى جنب مع لوحات الأمامية.
      الحذر! كن حذرا بأن لا الجافية شريحة من خلال أنسجة المخ.
    5. إزالة الجافية المتبقية، إن وجدت، وتحديدا في تقاطع بين القشرة والمخيخ مع نهاية شقة من ملعقة. للحصول على خطوات 3.1.5 و 3.1.6، والحفاظ على الضغط صعودا أي بعيدا عن الدماغ لتجنب الإضرار بها. باستخدام ملعقة، مغرفة بلطف الدماغ في طبق بتري مليئة البارد وACSF carbogenated (2-4 ° C)، جيش التحرير الشعبى الصينىدائرة الهندسة المدنية على كتلة تبريد الألومنيوم.
  2. عزل الحصين
    1. باستخدام مشرط، وجعل قطع على التوالي لإزالة المخيخ وقطع أخرى لإزالة الجزء الأمامي من الدماغ (حوالي ربع). اجراء خفض الضحلة على طول خط الوسط.
    2. إزالة بعناية القشرة مع قشارة المنجلية، بدءا من خط الوسط لكشف الحصين الظهرية. إزالة طبقة من القشرة فوق الحصين. استخدام الأصابع أو ملقط الزاوية لدعم الدماغ. جعل قطع صغيرة للصوار الحصين. إزالة بلطف الحصين مع قشارة المنجل بدءا من الحصين الظهرية باستخدام حركات المتداول.
      الحذر! أن يكون لطيف لتجنب تمتد وتمزيق الحصين.
    3. إزالة أي القشرة والأنسجة الضامة المحيطة الحصين معزولة مع قشارة المنجلية.
  3. تشريح الأنسجة قرن آمون ونقل شرائح على غرفة اجهة
    1. ضع قطعة من ACSF-ينقع ورق الترشيح (الصف 1، 30 ملم) على مرحلة التقطيع للتقطيع اللحم اليدوي. حلج القطن ووضع الأنسجة الحصين على ورقة الترشيح. نقل ورقة الترشيح لمحاذاة قرن آمون في التوجه السليم فيما يتعلق شفرة لتقطيع اللحم بحيث يتم شرائح الحصين في زاوية من نحو 70 درجة إلى الخمل.
    2. وصمة عار الحل الزائدة المحيطة الأنسجة قرن آمون مع ورقة مرشح مطوية (الصف 1، 85 مم) وترك الحصين الرطب قليلا. تشريح الحصين مستعرض بدء. شريحة وتجاهل الأنسجة من نهاية متطرفة من الحصين حيث التشكل شريحة ليست واضحة.
    3. شريحة الأنسجة المتبقية إلى شرائح 400 ميكرون سميكة. التقاط شرائح الحصين بلطف من شفرة بفرشاة مع شعيرات ناعمة باستخدام حركات الضرب طيف ووضع الشرائح في دورق صغير مليء ACSF carbogenated البارد. نفذ الخطوات 3.3.1-3.3.3 في أسرع وقت ممكن لأن ما يتعرض الأنسجة قرن آمون في الهواء.
      ملاحظة: عموما ثلثي قرن آمون هو شرائح و4-6 شرائح مع التشكل واضحة يمكن أن تكون مستعدة.
    4. نقل شرائح بلطف على الشباك في غرفة شريحة باستخدام ماصة باستور نظيفة من البلاستيك مع طرف واسع (الذي أدلى به قطع بعيدا 2-3 سم من الحافة). ضبط دقيق للموقف شرائح على الشبكة باستخدام حقنة صغيرة مع طرف عازمة. ضع شرائح بطريقة تسهل موقع القطب والتسجيل. تحقق للتأكد من أن شرائح ويحيط بما فيه الكفاية ACSF ولكن لم يتم المغمورة أو العائمة (الشكل 2C-D). تغطية غرفة واحتضان شرائح لمدة 2-3 ساعة.
      ملاحظة: إن طبقة الخلايا الهرمية في شرائح صحية يجب أن تظهر بعض الشفافية.

4. تسجيل من الردود CA3-CA1 متشابك

ملاحظة: الكهربية انشاء المستخدمة في مجال تسجيل المحتملين في الشكل 2A. A الفارعةينصح قفص اليوم بشدة إذا كان التداخل الكهربائي هو خارج نطاق سيطرة بعد أسس سليمة من الإعدادات الكهربائية. تتوفر تجاريا العديد من أنواع مختلفة من الغرف المغمورة واجهة. ومع ذلك، ويفضل غرف الواجهة كما شرائح المعرض الردود متشابك أكثر قوة في نفوسهم.

  1. تحديد المواقع من الأقطاب الكهربائية
    1. بدوره على الأجهزة الكهربائية (التحفيز والتشجيع ومكبرات الصوت) لاستخدامها. جبل وتأمين محفزة وتسجيل الأقطاب في أصحاب شبكي من micromanipulators.
      ملاحظة: نحن نستخدم أحادي القطب، الأقطاب الفولاذ المقاوم للصدأ المغلفة ورنيش المقاومة 5 MΩ لكلا محفزة وتسجيل الأهداف.
    2. قبل الاستخدام، وإدراج هذه الأقطاب داخل الشعيرات الدموية الزجاج سحبت وآمنة مع الغراء الايبوكسي تعريض فقط جزء صغير من طرف القطب (الشكل 2E). وهذا يعطي قوة للأقطاب مرهف خلاف ذلك، ويساعد على تأمينها بقوة في ايلىأصحاب ctrode.
    3. تسترشد تحت المجهر، ضع القطب محفزة (ق) في المشععة طبقة من المنطقة CA1 لتحفيز ألياف ضمانات شافر والقطب تسجيل في المنطقة شجيري قمي من CA1 لتسجيل (fEPSP) ردود الميدان الكامن الاستثاري بعد المشبكي.
      ملاحظة: الاقتراب من سطح السائل فوق شريحة مع الأقطاب يعطي الصوت الذي يساعد على تحديد موقع بسرعة على سطح شريحة (المقدمة، يتم توصيل مكبر للصوت مكبر للصوت).
    4. في متشابك علامات والقبض على التجارب، وفقا لحاجة التجربة، موقف اثنين أو ثلاثة تحفيز كهربائي (S1، S2 أو S3) على جانبي القطب تسجيل لتحفيز اثنين أو أكثر مستقلة ولكن متداخلة المدخلات. ضع محفزة وتسجيل الأقطاب حوالي 200 ميكرون وبصرف النظر.
    5. إذا لزم الأمر، حدد موقع القطب تسجيل آخر في الطبقة الطبقة الهرمية لتسجيل ارتفاع عدد السكان (الشكل 3A)، وعندما كلا منوقد تطرق أقطاب شريحة، وذلك باستخدام برنامج الحصول على، وإعطاء التحفيز اختبار للتأكد من إشارة fEPSP المناسبة.
      ملاحظة: نحن نستخدم ثنائية الطور والبقول ثابت الجاري (مدة الدافع 0.1 مللي ثانية / نصف موجة) لتحفيز الاختبار.
    6. مرة واحدة يتم الحصول على إشارة fEPSP المناسبة، وانخفاض بعناية الأقطاب حوالي 200 ميكرون عميقة استخدام المقابض المناورة الجميلة من المتلاعبين. سماح 20 دقيقة للشرائح لاسترداد. اختبار الاستقلال المسار مع إقران النبض تسهيل بروتوكول 27،28.
  2. المدخلات والمخرجات علاقة
    1. تحديد العلاقة بين المدخلات والمخرجات (التحفيز وارد مقابل fEPSP المنحدر) لكل المدخلات عن طريق قياس قيمة المنحدر في مجموعة من شدة الحالية. تنفيذ هذا بين 20 أمبير إلى 100 أمبير. ثم تعيين كثافة التحفيز لكل المدخلات للحصول على 40٪ من الحد الأقصى لfEPSP المنحدر. الحفاظ على هذا ثابت في كافة مراحل التجربة.
    2. بعد 15-20 دقيقة، بدء تسجيل خط الأساس. مراقبة والكامن الاستثاري بعد المشبكي المنحدر عن كثب خلال هذه الفترة، وإعادة تعيين كثافة التحفيز إذا كان المنحدر يتقلب أكثر من 10٪ من القيمة المحددة ويبدأ خط أساس جديد. سجل لا يقل عن 30 دقيقة أو 1 ساعة الأساس مستقر قبل المتابعة.
      ملاحظة: للحصول على اختبار أو التحفيز خط الأساس، ونحن نستخدم أربعة الاحتلالات من 0.2 هرتز ثنائي الطور والبقول الحالية مستمرة (0.1 ميللي ثانية في قطبية) تعطى كل 5 دقائق. ثم يعتبر متوسط ​​المنحدر من هذه الردود أربعة كما كرر واحدة. يتم تصفيتها على إشارات وتضخيمها من قبل الفرق مكبر للصوت، رقمية باستخدام تحويل التناظرية إلى الرقمية ورصدها عبر الإنترنت مع البرامج حسب الطلب.
  3. تحريض LTP / LTD باستخدام بروتوكولات التحفيز
    ملاحظة: تم تصنيف كل LTP وLTD في وقت مبكر وأواخر LTP / LTD بناء على متطلبات تخليق البروتين. ترجمة الأخيرة تتطلب و / أو النسخ لأواخر صيانته [للمراجعة الاطلاع على 4]. مجموعة متنوعة من نماذج التحفيز الكهربائي يمكن specificallذ لحث على أشكال مختلفة من LTP وLTD.
    1. WTET: 100 هرتز، 21 البقول الحالية مستمرة ثنائية الطور (0.2 ميللي ثانية لكل مرحلة).
    2. STET: ثلاث رشقات نارية من 100 البقول لثانية واحدة (100 هرتز) كل 10 دقيقة (نبض عرض 0.2 ميللي ثانية لكل مرحلة).
    3. 900 رشقات نارية خلال مدة 15 دقيقة. ويتكون من 3 1 انفجار البقول (0.2 مللي ثانية عرض) مع فاصل interpulse من 50 مللي ثانية (20 هرتز). الفاصل الزمني انفجار أمور هو 1 ثانية (عدد النبضات 2700).

5. تنظيف غرفة شريحة ونظام الإرواء

  1. بعد تسجيل قد انتهت، وجمع شرائح الحصين لمزيد من التحليل الكيميائي الحيوي أو تجاهل آخر مناسب. إيقاف إمدادات كربوجين وتحكم في درجة الحرارة. غسل الفوار كربوجين في الماء المقطر.
  2. تنظيف الشباك تماما مع الفرشاة والماء المقطر. غسل تلاعب لمدة 15-20 دقيقة مع الماء المقطر بمعدل تدفق أعلى. مرة واحدة في 3-4 أيام، وتغيير الماء المقطر فيحجرة أقل من الغرفة وأيضا تنظيف الغرفة بانتظام مع 3٪ من محلول بيروكسيد الهيدروجين لتجنب نمو الفطريات.

Representative Results

تم استخدام منهجية وصفها لدراسة أشكال طويلة الأمد من LTP / LTD والتفاعلات النقابي في مثل وضع علامات متشابك وعبر القبض على من شرائح الحصين الحادة من الفئران الكبار. وقد ثبت 23 هذه التقنية فعالة لإجراء التجارب مع كل من الفئران (ويستار) ومجموعة متنوعة من الماوس سلالات 30،31. وقد استخدمت منهجية بنجاح للتسجيلات LTP مستقرة تصل إلى 8-12 ساعة. 32

و'الوسم' التي وضعتها تكزيز ضعيفة من مدخل واحد (S1) يلتقط الناجمة عن تكزيز قوية من المدخلات أخرى مستقلة ولكن متداخلة "عبوات المرضى الجاهزة" (S2، الشكل 3B، والدوائر شغل) وبذلك تحول شكل المتحللة خلاف ذلك من LTP (في وقت مبكر -LTP) في S1 إلى واحد طويل الأمد (الشكل 3B، والدوائر المفتوحة) (على سبيل المقارنة من المبكر LTP الناجمة عن WTET نرى 20،33). عبوات المرضى الجاهزة التي استولت عليها الضعفاءبحاجة الى مجموعة تكزيز العلامة لا تأتي بالضرورة من التي يسببها STET في وقت متأخر من LTP ولكن يمكن أيضا أن تقدم من قبل SLFS التي يسببها أواخر LTD. ويشار إلى هذا النوع من التفاعل الإيجابي بين النقابي LTP وLTD باسم "عبر وضع علامات / القبض على". وWTET التي يسببها المبكر LTP في S1 يحصل المسلحة في وقت متأخر من LTP (الشكل 3C، والدوائر المفتوحة) عن طريق الاستيلاء على عبوات المرضى الجاهزة التي تقدمها SLFS التي يسببها أواخر LTD في S2 (الشكل 3C، والدوائر شغل). إحصائية تم الإبقاء التقوية كبيرة أو الاكتئاب في S1 و S2 في كلتا الحالتين بالمقارنة مع خط الأساس الخاصة بها (يلكوكسن الاختبار؛ P <0.05).

للتفاعل العلامة PRP أن يحدث، النظام الزمني من الحدثين (ضعيف قبل قوامها / قوي قبل ضعيفا) ليست حاسمة طالما لا يزال النافذة الزمنية بين الحدثين في نطاق 30-60 دقيقة. قد يكون من الحكمة لتشمل متشابك الثالث، مستقلا، ولكن التداخل فيوضع واستخدامه كوسيلة لمراقبة خط الأساس لمراقبة استقرار التسجيلات. يجب التحقق من صحة بروتوكولات التحفيز الكهربائية المستخدمة للحث على أشكال المبكر بها والمتأخرة من LTP / LTD في التجارب المدخلات واحد لالاتساق والموثوقية قبل استخدامها في التجارب STC. كما نود أن نؤكد على أهمية منهجية إعداد شريحة موضح في البروتوكول منذ نجاح هذه التجارب يعتمد بشكل كبير على نوعية الشرائح.

الشكل 1
الشكل 1. (A) الأدوات المستخدمة في تشريح الحصين: (أ) ضمادة المقص (ب) ايريس المقص (ج) مقراض العظام (د) ملعقة رقيقة، (ه) المبضع عدد 11) و (قشارة المنجلية (ز) لينة فرشاة الطلاء -bristle (ح) من البلاستيك ماصة باستير (ط) ورقة فلتر (85mm و) (ي) ورقة فلتر (30MM) (ك) أكواب زجاج (ل) كتل الألومنيوم التبريد لتتناسب مع طبق بتري والأكواب(م) طبق بتري (B) دليل المروحية الأنسجة. (أ) منصة (ب) قطع ذراع مع شفرة صاحب (ج) رنيه ميكرومتر، القرار 10 ميكرون. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 2
الشكل 2. الكهربية انشاء للتسجيلات الميدان المحتملين تتكون من (A) التحفيز والتشجيع (ب) مكبر للصوت التفاضلية (ج) التناظرية إلى الرقمية تحويل (د) راسم (ه) جهاز كمبيوتر مع برنامج الحصول على (و) Vibration- مقاومة فوق المنضدة (ز) المجهر مع> 4X التكبير (ح) واجهة الدماغ شريحة غرفة (ط) نظام نضح لACSF وكربوجين العرض (ي) تحكم في درجة الحرارة (ك) مصدر إضاءة (ل) المتلاعبين مع أصحاب الكهربائي. (B) واجهة الدماغ شريحةغرفة (C) و (D) شرائح قرن آمون في غرفة واجهة. (E) غير القابل للصدأ القطب الصلب مختومة في الزجاج الشعرية. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل (3)
الشكل 3. (A) تمثيل تخطيطي من قرن آمون شريحة ومسرى موقع عرضية لتسجيل حقل المحتملة: في هذا التمثيل، يتم وضع قطبين تحفيز (S1 و S2) في المشععة طبقة من المنطقة CA1 لتحفيز دولتين مستقلتين ولكن تداخل مدخلات متشابك على الخلايا العصبية CA1 الهرمية. قطبين تسجيل خارج الخلية، واحدة لتسجيل الميدان الكامن الاستثاري بعد المشبكي (احتمال مثير آخر متشابك) من مقصورة شجيري قمي وآخر لتسجيل الجسدية ارتفاع عدد السكان من الخلايا الهرميةالهيئات، وتقع في المشععة الطبقة والطبقة الهرمية على التوالي. CA1- قرن آمون المنطقة 1، CA3- قرن آمون المنطقة 3، التلفيف المسنن DG-والألياف ضمانات SC- شافر، S1- تحفيز الكهربائي 1، S2 تحفيز الكهربائي 2. (B) ضعيف أمام نموذج قوي لدراسة STC: تكزيز الضعيفة (WTET) يتم تطبيقها على S1 (الدوائر المفتوحة) لإحداث المبكر LTP تليها تكزيز قوية (STET) من S2 (الدوائر شغل) في 30 دقيقة للحث في وقت متأخر من LTP. من المبكر LTP في S1 يحصل المسلحة في وقت متأخر من LTP تظهر علامات والقبض على التفاعل (ن = 6) (C) ضعيف أمام نموذج قوي لدراسة شاملة لوضع علامات: هو فعل المبكر LTP التي كتبها WTET في S1 (دوائر مفتوحة)، يليه من تحريض أواخر LTD في S2 (الدوائر شغل) باستخدام SLFS بعد 30 دقيقة. في S1، يتم تحويل المبكر LTP إلى وقت متأخر من LTP دائم 6 ساعات تظهر عبر وضع علامات والقبض على (ن = 6). سهم واحد يمثل ضعف تكزيز بطلب للحصول على حمل المبكر LTP. الثلاثي من السهام يمثلتكزيز قوية لإحداث أواخر LTP. السهم المكسور يمثل نقطة الوقت الذي تم تطبيقه SLFS للمدخلات متشابك التمثيلي للحث أواخر LTD. أشرطة الخطأ تشير SEM. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

Discussion

برعاية الوصول المفتوح لهذه المقالة الفيديو التي Cerebos المحيط الهادئ المحدودة.

Disclosures

تصف مقالة الفيديو هذه الإجراءات التجريبية لدراسة اللدونة طويلة المدى وعملياتها الترابطية مثل وضع العلامات المشبكية والالتقاط ووضع العلامات المتقاطعة في الخلايا العصبية الهرمية CA1 باستخدام شرائح الحصين الحادة من القوارض.

Acknowledgements

مقالة الفيديو هذه برعاية Cerebos Pacific Limited. يتم دعم هذا العمل من قبل منحة البحث التعاوني للمجلس الوطني للبحوث الطبية (NMRC-CBRG-0041/2013) وتمويل البحوث الأكاديمية لوزارة التربية والتعليم (MOE AcRF- المستوى 1 - T1-2012 أكتوبر -02).

Materials

التشريحالمكونة ل ACSFالفيزيولوجيا الكهربية 00-42-102-0000
I. أدوات
1. مقص ضمادةKLS Martin ، ألمانيا21-195-23-07
B-Braun / Aesculap ، ألمانياLX553R
2. مقص القزحيةB-Braun / Aesculap ، ألمانياBC140R ،
BC100R
3. Bone rongeurWorld Precision Instruments (WPI) ، ألمانيا14089-G
4. ScalpelWorld Precision Instruments (WPI) ، ألمانيا ؛500236-G
B-Braun / Aesculap, ألمانيا
BB73
5. شفرة مشرط # 11B-Braun / Aesculap ، ألمانياBB511
6. قشارة المنجلKLS مارتن ، ألمانيا38-685-00
7. ملقط بزاويةB-Braun / Aesculap ، ألمانياBD321R
8. غرفة التخدير / الحثMIP Anesthesia Technologies (الآن ، باترسون العلمية) ، أوريغونAS-01-0530-LG
II. المواد الكيميائية
1. كلوريد الصوديوم (كلوريد الصوديوم) سيجما ألدريتشS5886
2. كلوريد البوتاسيوم (KCl) سيجما ألدريتشP9541
3. كبريتات المغنيسيوم سباعي الهيدرات (MgSO4.7H20) سيجما ألدريتشM1880
4. ثنائي هيدرات كلوريد الكالسيوم (CaCl2.2H2O) سيجما ألدريتشC3881
5. فوسفات البوتاسيوم أحادي القاعدة (KH2PO4) سيجما ألدريتشP9791
6. بيكربونات الصوديوم (NaHCO3) سيجما ألدريتشS5761
7. D-الجلوكوز اللامائي (C6H12O6) سيجما ألدريتشG7021
الثالث. أدوات
1. مجهرأوليمبوس ، اليابانموديل SZ61
2. وحدة التحكم في درجة الحرارة شركةتصميم الأنظمة العلمية كنداPTC03
3. أنظمة AM لمضخم التيار المتردد التفاضلي، الولايات المتحدة الأمريكيةموديل 1700
4. أنظمة AM محفز النبض المعزولة، الولايات المتحدة الأمريكيةموديل 2100
5. راسم الذبذباترود & أمبير شوارتزHM0722
6. المحول الرقمي التناظريكامبريدج للتصميم الإلكتروني المحدودة كامبريدج ، المملكة المتحدةCED-Power 1401-3
7. واجهة شريحة الدماغ غرفةتصميم الأنظمة العلمية ، كندا، BSC01
، 8. مضخة الأنابيبIsmatec و Idex Health & العلوم ، ألمانياREGLO-Analog
9. مقياس الجريان الكربوجينكول بارمر03220-44
10. إضاءة الألياف الضوئيةدولان جينر إندستريزفايبر لايت MI-150
11. معالجات دقيقةMarzhauser Wetzlar ، ألمانيا00-42-101-0000 (MM-33)
(MM-32)

References

  1. Bliss, T. V. P., Collingridge, G. L. A synaptic model of memory: long-term potentiation in the hippocampus. Nature. 361, 31-39 (1993).
  2. Siegelbaum, S. A., Kandel, E. R. Learning-related synaptic plasticity: LTP and LTD.. Current Opinion in Neurobiology. 1, 113-120 (1991).
  3. Martin, S. J., Grimwood, P. D., Morris, R. G. Synaptic plasticity and memory: an evaluation of the hypothesis. Annual review of neuroscience. 23, 649-711 (2000).
  4. Malenka, R. C., Bear, M. F. LTP and LTD: An Embarrassment of Riches. Neuron. 44, 5-21 (2004).
  5. Krug, M., Lossner, B., Ott, T. Anisomycin blocks the late phase of long-term potentiation in the dentate gyrus of freely moving rats. Brain research bulletin. 13, 39-42 (1984).
  6. Frey, U., Krug, M., Reymann, K. G., Matthies, H. Anisomycin blocks an inhibitor of protein synthesis, blocks late phases of LTP phenomena in the hippocampal CA1 region in vitro. Brain research. 452, 57-65 (1988).
  7. Otani, S., Marshall, C. J., Tate, W. P., Goddard, G. V., Abraham, W. C. Maintenance of long-term potentiation in rat dentate gyrus requires protein synthesis but not messenger RNA synthesis immediately post-tetanization. Neuroscience. 28, 519-526 (1989).
  8. Frey, U., Frey, S., Schollmeier, F., Krug, M. Influence of actinomycin D, a RNA synthesis inhibitor, on long-term potentiation in rat hippocampal neurons in vivo and in vitro. The Journal of physiology. 490 (3), 703-711 (1996).
  9. Nguyen, P. V., Kandel, E. R. A macromolecular synthesis-dependent late phase of long-term potentiation requiring cAMP in the medial perforant pathway of rat hippocampal slices). The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 16, 3189-3198 (1996).
  10. Manahan-Vaughan, D., Kulla, A., Frey, J. U. Requirement of translation but not transcription for the maintenance of long-term depression in the CA1 region of freely moving rats. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 20, 8572-8576 (2000).
  11. Frey, U., Morris, R. G. M. Synaptic tagging and long-term potentiation. Nature. 385, 533-536 (1997).
  12. Frey, U., Morris, R. G. Weak before strong: dissociating synaptic tagging and plasticity-factor accounts of late-LTP. Neuropharmacology. 37, 545-552 (1998).
  13. Redondo, R. L., Morris, R. G. Making memories last: the synaptic tagging and capture hypothesis. Nature reviews. Neuroscience. 12, 17-30 (2011).
  14. Martin, K. C., Kosik, K. S. Synaptic tagging -- who's it?. Nature reviews. Neuroscience. 3, 813-820 (2002).
  15. Frey, U., Morris, R. G. Synaptic tagging: implications for late maintenance of hippocampal long-term potentiation. Trends in neurosciences. 21, 181-188 (1998).
  16. Martin, K. C. Synaptic tagging during synapse-specific long-term facilitation of Aplysia sensory-motor neurons. Neurobiology of learning and memory. 78, 489-497 (2002).
  17. Shires, K. L., Da Silva, B. M., Hawthorne, J. P., Morris, R. G., Martin, S. J. Synaptic tagging and capture in the living rat. Nature communications. 3, (2012).
  18. Ramachandran, B., Frey, J. U. Interfering with the actin network and its effect on long-term potentiation and synaptic tagging in hippocampal CA1 neurons in slices in vitro. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 29, 12167-12173 (2009).
  19. Sajikumar, S., Navakkode, S., Frey, J. U. Identification of compartment- and process-specific molecules required for 'synaptic tagging' during long-term potentiation and long-term depression in hippocampal CA1. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 27, 5068-5080 (2007).
  20. Sajikumar, S., Navakkode, S., Sacktor, T. C., Frey, J. U. Synaptic tagging and cross-tagging: the role of protein kinase Mzeta in maintaining long-term potentiation but not long-term depression. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 25, 5750-5756 (2005).
  21. Redondo, R. L., et al. Synaptic Tagging and Capture: Differential Role of Distinct Calcium/Calmodulin Kinases in Protein Synthesis-Dependent Long-Term Potentiation. The Journal of Neuroscience. 30, 4981-4989 (2010).
  22. Sajikumar, S., Frey, J. U. Late-associativity, synaptic tagging, and the role of dopamine during LTP and LTD. Neurobiology of learning and memory. 82, 12-25 (2004).
  23. Sajikumar, S., Navakkode, S., Frey, J. U. Protein synthesis-dependent long-term functional plasticity: methods and techniques. Current Opinion in Neurobiology. 15, 607-613 (2005).
  24. Villers, A., Ris, L. Improved preparation and preservation of hippocampal mouse slices for a very stable and reproducible recording of long-term potentiation. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2013).
  25. Pohle, W., Reymann, K., Jork, R., Malisch, R. The influence of experimental conditions on the morphological preservation of hippocampal slices in vitro. Biomedica biochimica acta. 45, 1145-1152 (1985).
  26. Reymann, K. G., et al. The duration of long-term potentiation in the CA1 region of the hippocampal slice preparation. Brain research bulletin. 15, 249-255 (1985).
  27. Sajikumar, S., Korte, M. Different compartments of apical CA1 dendrites have different plasticity thresholds for expressing synaptic tagging and capture. Learning & Memory. 18, 327-331 (2011).
  28. Li, Q., et al. Making Synapses Strong: Metaplasticity Prolongs Associativity of Long-Term Memory by Switching Synaptic Tag Mechanisms. Cerebral Cortex. 24, 353-363 (2014).
  29. Sajikumar, S., Frey, J. U. Anisomycin inhibits the late maintenance of long-term depression in rat hippocampal slices in vitro. Neuroscience Letters. 338, 147-150 (2003).
  30. Ishikawa, Y., Tamura, H., Shiosaka, S. Diversity of neuropsin (KLK8)-dependent synaptic associativity in the hippocampal pyramidal neuron. The Journal of physiology. 589, 3559-3573 (2011).
  31. Ishikawa, Y., Horii, Y., Tamura, H., Shiosaka, S. Neuropsin (KLK8)-dependent and -independent synaptic tagging in the Schaffer-collateral pathway of mouse hippocampus. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 28, 843-849 (2008).
  32. Sajikumar, S., Morris, R. G. M., Korte, M. Competition between recently potentiated synaptic inputs reveals a winner-take-all phase of synaptic tagging and capture. Proceedings of the National Academy of Sciences. 111, 12217-12221 (2014).
  33. Navakkode, S., Sajikumar, S., Frey, J. U. The type IV-specific phosphodiesterase inhibitor rolipram and its effect on hippocampal long-term potentiation and synaptic tagging. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 24, 7740-7744 (2004).
  34. Kohl, M. M., et al. Hemisphere-specific optogenetic stimulation reveals left-right asymmetry of hippocampal plasticity. Nature. 14, 1413-1415 (2011).
  35. Frey, U., Huang, Y. Y., Kandel, E. R. Effects of cAMP Simulate a Late Stage of LTP in Hippocampal CA1 Neurons. Science. 260, 1661-1664 (1993).
  36. Erdogdu, G., Uto, A., Hossmann, K. -. A. The effect of global ischemia and recirculation of rat brain on protein synthesis in vitro. Metab Brain Dis. 8, 199-206 (1993).
  37. Djuricic, B., Berger, R., Paschen, W. Protein synthesis and energy metabolism in hippocampal slices during extended (24 hours) recovery following different periods of ischemia. Metab Brain Dis. 9, 377-389 (1994).
  38. Park, P., et al. NMDA receptor-dependent long-term potentiation comprises a family of temporally overlapping forms of synaptic plasticity that are induced by different patterns of stimulation. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 369, 20130131 (2014).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission

Play Video

التحقيق في متشابك وسم / القبض على والصليب التقاط باستخدام الحاد شرائح الحصين من القوارض
JoVE logo
Contact Us Recommend to Library
Research
  • JoVE Journal
  • JoVE Encyclopedia of Experiments
  • JoVE Visualize
Business
  • JoVE Business
Education
  • JoVE Core
  • JoVE Science Education
  • JoVE Lab Manual
  • JoVE Quizzes
Solutions
  • Authors
  • Teaching Faculty
  • Librarians
  • K12 Schools
About JoVE
  • Overview
  • Leadership
Others
  • JoVE Newsletters
  • JoVE Help Center
  • Blogs
  • Site Maps
Contact Us Recommend to Library
JoVE logo

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved

Privacy Terms of Use Policies
WeChat QR code