转基因和基因敲除神经疾病小鼠模型有助于研究基因在正常与异常神经生理功能中的作用。本文描述了可用于研究转基因和基因敲除自由活动小鼠中长时程增强作用的方法，长时程增强是一种可能构成学习与记忆基础的细胞机制。 神经病理学行为学小鼠模型
需要JoVE订阅才能观看此内容。 请登录或开始免费试用
本文内容
摘要
摘要
突触效能的长时程增强（long-term potentiation）是一种依赖于神经活动的突触现象，其特性使其成为学习与信息存储潜在细胞机制的有力候选。长期以来，研究人员利用该现象来阐明海马体、杏仁核及其他边缘系统和皮层结构中多种神经回路的生理特性。基于此，神经系统疾病的转基因小鼠模型为开展长时程增强研究提供了有效的实验平台 长时程增强（LTP）研究有助于深入理解基因在学习、情绪和信息处理相关神经网络中正常与异常突触传递中的作用。本文介绍了在自由活动小鼠中可靠诱导LTP的方法学，这些方法可用于转基因和基因敲除自由活动小鼠的研究。 神经退行性疾病的行为学小鼠模型
引言
基因操作技术的发展已几乎为所有神经退行性疾病和神经系统疾病建立了转基因和基因敲除小鼠模型。这促使以往用于较大啮齿类动物的电生理学研究技术必须向小鼠动物模型转化。其中一种神经生理学研究技术是利用长时程增强（LTP）来检测参与多种神经病理学障碍的神经元网络中突触连接的有效性。本方案描述了在自由活动小鼠中进行可靠电生理学LTP研究的技术。与其它方法相比，本方案的优势在于操作简单、易于实施；成本也相对较低，因其无需使用昂贵的计算机控制微驱动系统或场效应晶体管头部放大器；据我们所知，这是首个针对自由活动小鼠进行慢性电生理记录以研究LTP的视频方案。为此，本文详细介绍了在自由活动小鼠中研究长时程增强的简便方法。这些方法可直接应用于神经病理学障碍的转基因和基因敲除小鼠模型。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
方案
本方案适用于年龄为3至18个月、体重大约为30-50 g的小鼠。小鼠可从杰克逊实验室（The Jackson Laboratory，缅因州巴港）获得。所有手术和实验方案均经三一学院动物护理与使用委员会批准，并符合《美国国立卫生研究院实验动物护理与使用指南》。
1. 动物准备与手术操作
- 配制麻醉混合液，包含氯胺酮（25 mg/ml）、赛拉嗪（2.5 mg/ml）和乙酰丙嗪（0.5 mg/ml）。按每公斤体重1 ml的剂量注射至腹部右下象限，并在之后每45分钟追加0.2 ml/kg的剂量，以通过足底回缩反射维持稳定的麻醉深度 。
- 使用电动剃毛器剃除小鼠颅骨区域的毛发，以准备手术。剃毛范围应从两眼中间延伸至两耳中间。注意避免剃除胡须，因其属于小鼠桶状感觉系统的一部分。
- 使用棉签将异丙醇涂抹于已剃毛的头部区域，随后再涂抹聚维酮碘。然后，同样使用棉签在眼睛上涂抹少量矿物油，以防止眼球干燥。
- 使用幼鼠耳套替代常规耳杆，将动物头部固定在立体定位仪装置上。操作时，先将左耳固定于左侧耳套中，然后一手轻扶动物头部，另一手缓慢推进右侧耳套，将右耳轻轻置入。接着，在动物身体下方放置加热垫，并将其设定为86 °F，以维持体温。
- 通过尝试左右移动头部来检查双侧刚性。当头部完全固定、无法左右移动但可轻松上下转动时，表明动物已正确安装在立体定位仪上。
- 轻轻将小鼠的吻部置于鼻/齿杆组件上，确保门齿轻柔而稳固地嵌入鼻/齿....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
结果
表1列出了本方案中使用的齿状回（DG）和内侧内嗅皮层（mPP）的坐标。图1A显示了颅骨上目标结构的定位标记，同时展示了接地电极和参考电极的位置。图1B展示了同一动物在强直刺激前和强直刺激后的代表性诱发电位轨迹。请注意，强直刺激后的诱发电位幅度大于刺激前，表明长时程增强（LTP）已被成功诱导2。图1C说明了用于量化反应幅度的方法。实际上，图2展示了在强直刺激前后时间段内反应幅度随时间变化的百分比。值得注意的是，LTP峰值超过100%。强直刺激后反应幅度增强的结果表明，该方案在自由活动的小鼠模型中研究LTP是成功的，因而具有可靠性。
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
讨论
在本实验方案中，我们展示了一种可靠且简便的方法，用于在自由活动的小鼠中研究齿状回（DG）的长时程增强（LTP）。尽管已有大量关于清醒大鼠LTP的研究3,4，但在清醒小鼠中开展的研究却极为有限，主要原因是小鼠颅骨可用空间较小，且电极头端装置的重量相对于小鼠的平均体重带来了较大的技术挑战5。少数在自由活动小鼠中成功展示DG区LTP的研究，均采用了微型驱动电极系统或在头端集成结型场效应晶体管（jFET）前置放大器的方法，而这必然会增加动物所承受的电极负载负担6-10。本方案的重要意义在于，相较于现有方法，它在诱导自由活动小鼠DG区LTP方面实现了改进，避免了使用微型驱动电极系统或头端jFET装置。
需要重点强调本实验方案中的关键步骤，包括：1）将小鼠头部固定于立体定位仪框架中，确保其双侧稳固（此步骤可能是最具挑战性的，因其需要操作者具备熟练的技巧和对该技术的熟悉）；2）为最大化反应幅度，应优化电极的放置位置，可通过调整立体定位仪的门齿杆，使前囟（bregma）与后囟（lambda）处于同一水平面，通常要求两者在背腹方向上的.......
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
披露
作者无任何利益冲突需要披露。
致谢
作者谨此致谢以下人员：Joseph Bronzino 博士、Khamis Abu-Hassaballah 博士、R.J. Austin-LaFrance 先生以及 Jessica Koranda 女士。
....访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 氯胺酮（100 mg/ml） | Henry Schein | 10177 | |
| 赛拉嗪（20 mg/ml） | Henry Schein | 33197 | |
| 乙酰丙嗪（10 mg/ml） | Henry Schein | 2177 | |
| 牙科丙烯酸粉末 | Lang Dental Manufacturing Co. | 1330CLR | |
| 牙科丙烯酸液体 | Lang Dental Manufacturing Co. | 1306CLR | |
| 钨丝（0.127 mm） | World Precision Instruments | TGW0515 | |
| 不锈钢皮下注射管（0.286 mm） | World Precision Instruments | 832400 | |
| 氟尼辛（50 mg/ml） | Henry Schein | 14165 | |
| Epoxilyte | Superior Essex | EP 6001-M | |
| 不锈钢导丝插件（0.2 mm） | World Precision Instruments | 792900 | |
| 立体定位仪装置 | Kopf Instruments | Model 902 | |
| 耳杆（耳杯） | Kopf Instruments | Model 921 | |
| 电生理刺激器 | Astro-Med, Inc. | S88 | |
| 数字示波器 | B K Precision Corp. | 2542 | |
| 电流隔离单元 | Astro-Med, Inc. | PSIU-6 | |
| 差分放大器 | World Precision Instruments, Inc. | DAM-50 | |
| 换向器 | Plastics One | SLC6 | |
| 牙科钻 | Stoelting | 58650 |
参考文献
- Paxinos, G., Franklin, K. B. J. The mouse brain in stereotaxic coordinates. , Compact 2nd edn, Elsevier Academic Press. (2004).
- Bliss, T. V. P., Lomo, T. Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anesthetized rabbit following sti....
访问受限。请登录或开始试用以查看此内容。
重印与许可
