التشريح المجهري لدماغ الفأر إلى مناطق مختلفة وظيفيا وتشريحيا
February 15th, 2021
نحن نقدم بروتوكولا عمليا وسريعا خطوة بخطوة لإزالة دماغ الفأر وتشريح المناطق المنفصلة من أنسجة المخ الطازجة. أصبح الحصول على مناطق الدماغ للتحليل الجزيئي أمرا روتينيا في العديد من مختبرات علم الأعصاب. يتم تجميد مناطق الدماغ هذه على الفور للحصول على بيانات نسخ عالية الجودة لتحليل مستوى النظام.
دراسة مناطق الدماغ المتميزة هي نقطة انطلاق نحو فهم التعقيد الجزيئي والهيكلي للدماغ. يصف هذا البروتوكول تشريحا منهجيا لدماغ الفأر لعزل مناطق الدماغ المتميزة. في منظور تشريح الدماغ ، إنه نهج من أعلى إلى أسفل يمكن استنساخه بسهولة.
مزايا هذا البروتوكول ذات شقين. أولا، يوفر هذا النهج فرصة لفهم الأسس الجزيئية لمناطق الدماغ الصغيرة ولكن الحرجة. ثانيا، عملية التشريح بأكملها قصيرة بما فيه الكفاية لضمان الحفاظ على السلامة الجزيئية، وهو شرط أساسي حاسم للفحوصات الخلفية والجزيئية.
يتضمن هذا الإجراء الممارسة والتعامل الدقيق. التوقيت حاسم للغاية هنا للحفاظ على المعالم الهيكلية ، ويمكن تحقيقه من خلال التدريب والممارسة المناسبين. سيوضح إجراء إزالة دماغ الفئران سيد محيي ، وهو كيميائي أبحاث ومعلوماتي حيوي من مختبرنا.
علاوة على ذلك ، سيوضح إجراء تشريح دماغ الفئران جيمس ميرهوف ، عالم الأعصاب من مختبرنا. للبدء ، قم بتنظيف وإزالة الجلد للحصول على قبضة جيدة. قم بتثبيت الفك العلوي للرأس المقطوع الرأس باستخدام مرقئ واستخدم شاشا ليعكس فروة الرأس بشكل كبير.
أدخل المقص المنحني الناعم في الثقبة العظمية لفصل السحايا الملتصقة. ثم أدخل المقص عند فتحة قاعدة الجمجمة حيث يمر الحبل الشوكي مع توجيه الشفرة عموديا ، ولكن بالتوازي مع السطح الداخلي لعظم الصفيحة القاعدية والضغط عليه ، مع تدوير الشفرة 45 درجة إلى الجانب الأيسر ثم إلى الجانب الأيمن. إزالة العظم القذالي في العظم داخل الجداري لفضح المخيخ.
قم بتحريك المقص بشكل كبير على طول الخيط السهمي الأوسط حتى الدريجما ، وقطعه عن طريق رفعه لأعلى لتجنب تمزق القشرة الدماغية. عندما يتم رفع العظام الجدارية ، حدد وقطع المرفقات السحائية المتبقية. قم بإجراء قطعتين متوازيتين في المستوى السهمي وإزالة شظايا العظم الأمامي ، وتجنب تمزيق سطح الدماغ.
أثناء قطع المرفقات السحائية والأعصاب القحفية، قم بعكس الجمجمة للسماح للجاذبية بالمساعدة في إزالة الدماغ إلى كوب صغير مملوء مسبقا بمحلول ملحي. حافظ على سلامة الثور السمعي حتى يمكن التعرف على تشريح الغدة النخامية. قم بعمل قطع صغير للغاية على كلا الجانبين في حافة الخيمة الغشائية التي تحمل الغدة النخامية في مكانها ، وارفع الفص الخلفي للغدة النخامية باستخدام ملقط دقيق للغاية.
قم بعمل قطع سهمي بين الهوامش الجانبية للفص الأمامي للنخامة في أقرب عصب ثلاثي التوائم ، ثم ارفع الفص الأمامي للنخامة. توجيه مصدر الضوء الأبيض فوق الأنسجة. ضع الدماغ على كتلة من الفولاذ المقاوم للصدأ مبردة مسبقا وحافظ على برودة الكتلة عن طريق إحاطتها بالثلج في محلول ملحي بارد مثلج.
قم بترطيب الأنسجة بشكل دوري بمحلول ملحي بارد للحفاظ على الهياكل. ضع الدماغ بحيث تكون القشرة الدماغية متجهة لأعلى. باستخدام ملقط منحني صغير ، قم بإزالة المخيخ.
باستخدام النهج الظهري ، انزلق الشفرات المغلقة لملقط منحني صغير أسفل الجسم الثفني ، وانشره بلطف لسحب القشرة المخية الجديدة بشكل ثنائي للحفاظ على معالم خط الوسط البارزة بشكل حرج. في نهاية المطاف الجانب لأعلى ، ستكون الهياكل مثل chiasm البصري ، تحت المهاد ، المصابيح الشمية ، النخاع المستطيل ، مخزون الغدة النخامية ، وجسر بونتين مرئية. حاول فصل نصفي الكرة الأرضية.
اقلب الموقع البطني للدماغ لأعلى وقم بعمل قطع سهمي متوسط بدءا من الظهرية بين المصابيح الشمية في نصفي الكرة المخية. إزالة النخاع ، ثم فصل نصفي الكرة الأرضية بلطف. بعد ذلك ، قم بعمل قطع إكليلي على الهامش الداخلي للبرك للحصول على الدماغ الخلفي وفصل النخاع عند الهامش الخلفي للبرك.
اقلب أنسجة المخ للفصل الدقيق بين نصفي الكرة المخية. قم بإزالة المصباح الشمي في هذه الخطوة. قم بعمل قطع إكليلي بمقدار ملليمتر واحد أمامي لجنس الجسم الثفني ، وقم بإزالة المصابيح الشمية الملحقة ، متبوعا بفصل قشرة الفص الجبهي الإنسي والجانبي.
قطع جزئيا أفقيا أو كورونيا من خلال الجزء المستعرض من الوصلة الأمامية من خط الوسط أسفل القرن الأمامي للبطين الجانبي لتحرير نواة الحاجز ظهريا والمخطط البطني البطني. قم بإزالة الكمية الصغيرة من القشرة من السطح الجانبي لإزالة استسلام النواة والدرنات الشمية. افصل الجزء العلوي من مخطط الجسم عن القشرة العلوية عبر مشرط منحني مقطوع خارج الكبسولة الخارجية مباشرة.
تحديد نوى الحاجز أو الحاجز وعزلها عن هذا القسم. قم بعمل قطع منحني لفصل منطقة ما تحت المهاد في هذه الخطوة. سيتم ذلك باستخدام قطع إكليلي جزئي خلفي لأجسام الثدييات يمتد فقط بشكل جانبي مثل التلم تحت المهاد.
ثم حرر المقطع العرضي تحت المهاد بقطع شبه سهمي على طول التلم تحت المهاد. قم بتفريغ البطين الجانبي للكشف عن اتصالات إضافية داخل الأطراف في مكونات الجهاز الحوفي المتبقية. في الجزء الداخلي من القشرة الداخلية ، لوحظ وجود بنية تشبه المروحة بعد فتح البطين.
استخدم البنية الشبيهة بالمروحة في القشرة الأنفية لتحديد الهوامش لغرض التشريح ، ثم تحديد وإزالة اللوزة الدماغية والقشرة الأنفية والقشرة الحزامية الخلفية والحصين. تأكد من تحديد المهاد عن طريق تصور النخاع الشرطي على سطحه الظهري الممتد في المستوى القشري السطحي الأوسط. افصل المهاد تماما عن الدماغ الأوسط عن طريق قطع إكليلي.
يمكن استخدام هذا البروتوكول لإزالة الدماغ فورا من الجمجمة ، يليه تشريح. يمكن الحفاظ على الأنسجة التشريحية ومعالجتها لاحقا اعتمادا على متطلبات الدراسة. يمكن فحص الحمض النووي الريبي المستخرج من أنسجة تشريح متعددة للتعبير الجيني.
تم الحصول على النتائج التمثيلية باستخدام الأدمغة المحصودة التي تم تخزينها عند 80 درجة مئوية تحت الصفر لعدة أشهر قبل استخراج الحمض النووي الريبي. تم جمع مناطق الدماغ المتميزة جنبا إلى جنب مع بيانات الوزن في إطار نموذج الإجهاد الاجتماعي المكشوف للمعتدي من اضطراب ما بعد الصدمة. يتم عرض تركيزات الحمض النووي الريبي والقراءات الطيفية الضوئية هنا.
عند اتباع هذا البروتوكول ، تأكد من تبريد الأنسجة في جميع الأوقات عن طريق إبقاء الدماغ على كتلة فولاذية مثلجة ، وغمر الأنسجة بشكل دوري بمحلول ملحي مثلج. بمجرد جمع الأنسجة وتجميدها على الفور ، يمكن استخدامها للمقايسات مثل النسخ والتمثيل الغذائي والبروتيوميات في وقت لاحق.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
نظرة عامة
يعرض هذا المقال بروتوكولًا عمليًا خطوة بخطوة لإزالة وتقطيع دماغ الفأر لفصل مناطق الدماغ المميزة. تضمن الطريقة المحافظة على النزاهة الجزيئية للأنسجة، مما يسهل التحليل النُسْخيّ عالي الجودة لمناطق الدماغ الحرجة. تم تصميم البروتوكول ليكون مباشرًا وسهل التكرار للتحقيقات الجزيئية في علم الأعصاب.
مكونات الدراسة الرئيسية
مجال العلم
- علم الأعصاب
- تشريح الدماغ
- التحليل الجزيئي
الخلفية
- فهم التعقيد الجزيئي والبنيوي للدماغ ضروري للتقدم في علم الأعصاب.
- يسمح تقطيع مناطق الدماغ المميزة بالدراسات الجزيئية المستهدفة.
- المحافظة على سلامة الأنسجة أثناء التقطيع أمر بالغ الأهمية للتحليلات اللاحقة.
- التدريب والممارسة ضروريان لأداء التقطيع بشكل صحيح.
هدف الدراسة
- توفير بروتوكول فعال لتقطيع دماغ الفأر.
- تمكين التحليل الجزيئي لمناطق الدماغ الصغيرة ولكن الحرجة.
- تحسين جودة البيانات النسخية التي تم الحصول عليها من مناطق الدماغ المقطوعة.
الطرق المستخدمة
- يتضمن البروتوكول الإزالة المنهجية لدماغ الفأر من الجمجمة، متبوعًا بتقطيع مناطق محددة.
- تشمل الخطوات الحرجة القطع والتعامل بعناية للحفاظ على الهياكل وزيادة النزاهة الجزيئية.
- يتم تجهيز الأنسجة المقطوعة لاستخراج الحمض النووي الريبي ويمكن تحليلها للتعبير الجيني.
النتائج الرئيسية
- يضمن البروتوكول التقطيع السريع والدقيق لمناطق دماغ الفأر مع الحفاظ على النزاهة الجزيئية.
- يسمح باستخراج الحمض النووي الريبي للتحليلات النُسْخية اللاحقة، مما يعزز التحليل الجزيئي.
- يسهل تحديد وعزلة هياكل الدماغ الحرجة لمزيد من التحقيقات.
الاستنتاجات
- توفر هذه الدراسة منهجية مفصلة لتقطيع دماغ الفأر، وهي ضرورية لأبحاث علم الأعصاب الجزيئي.
- يمكن استخدام الأنسجة المحفوظة في الدراسات النسخية لتعميق فهم وظائف الدماغ.
- تمتد الآثار إلى فهم أفضل للآليات العصبية والتطبيقات المحتملة في فهم الأمراض.
الأسئلة الشائعة
Executive Industry Relevance
Precise anatomical dissection of mouse brain regions enables targeted molecular analysis critical for neuroscience target validation. This protocol supports phenotypic screening and mechanistic de-risking by isolating functionally relevant structures for downstream assays. Maintaining tissue integrity ensures reliable transcriptomic data for preclinical model development and biomarker discovery.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses through region-specific gene expression analysis.
- Operational Value: Provides anatomically defined samples for validating target engagement in disease-relevant systems.
- Predictive Value: Supports biological de-risking by linking molecular changes to specific brain structures.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Prepares validated biological systems for standardized assay development in neuropharmacology.
- Operational Value: Ensures reproducibility and quantitative outputs essential for screening campaign consistency.
- Scalability: Facilitates platform reuse across multiple target classes and compound libraries.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Maintains continuity from discovery through preclinical validation by preserving region-specific molecular profiles.
- Operational Value: Enables risk-adjusted advancement decisions via consistent tissue preparation across studies.
- Translational Biomarker Alignment: Supports identification of region-specific biomarkers correlating with phenotypic outcomes.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into the discovery continuum from target identification through lead optimization by enabling region-resolved molecular profiling.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing and pathway clarification via anatomically precise tissue isolation.
- Screening: Delivers assay-ready samples with preserved molecular integrity for reliable compound evaluation.
- Analytics: Generates quantitative RNA expression readouts that facilitate cross-condition comparison and target prioritization.
- Translational Research: Connects discovery findings to preclinical continuity through preserved structural and molecular context.
- Enterprise Reuse: Establishes a standardized dissection capability applicable across multiple neuroscience projects and therapeutic areas.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Enhances predictive confidence by reducing mechanistic ambiguity in brain region-specific studies.
- Operational Value: Delivers standardization, reproducibility, and scalability for multi-site neuroscience research programs.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions through better target validation and reduced late-stage biological risk.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization based on region-specific molecular data from validated preclinical models.
Implementation Considerations
- Requires expertise in neuroanatomy and microsurgical techniques for precise landmark identification.
- Dependent on instrumentation including fine curved scissors, forceps, and cooled dissection surfaces.
- Necessitates cross-team standardization of dissection protocols to ensure inter-laboratory reproducibility.
- Involves adaptation considerations when applying the method to different mouse strains or developmental stages.
- Limited by tissue degradation risks if dissection timing or temperature control is not maintained per protocol.
