可存活的啮齿类动物立体定位手术

摘要

在自由活动动物的不同脑区中监测细胞外神经递质水平，有助于揭示神经递质释放与行为之间的关联。结合电化学检测的活体微透析技术可提供优异的解剖学和化学分辨率，并可用于研究药理学或生理学干预如何改变基础神经递质传递。

摘要

在清醒动物的大脑中测量神经递质细胞外基础水平的能力，使得研究人员能够确定不同全身性干预（药理学或生理学刺激）对中枢神经系统（CNS）所产生的影响。例如，可以直接观察动物中脑多巴胺投射系统对多巴胺释放类药物（如d-苯丙胺）或自然刺激（如食物）的反应。在本视频中，我们将展示如何将引导套管植入大鼠脑内的特定靶点，如何插入并植入微透析探针，以及如何使用高效液相色谱结合电化学检测法（HPLC-EC）来测定可氧化神经递质及其代谢物的细胞外浓度。通过微透析探针局部精确给药，可深入研究化合物作用机制的部位特异性。该技术具有优异的解剖和化学分辨率，但时间分辨率相对有限，因为微透析样本通常每20至30分钟收集一次，以确保神经递质水平可被检测。互补的离体工具（例如脑片和细胞培养电生理技术）可辅助实时监测神经传递活动。

方案

摘要

使用氯胺酮（大鼠：60 mg/kg，腹腔注射；小鼠：100 mg/kg，腹腔注射）和赛拉嗪（两种物种均为10 mg/kg，腹腔注射）对平均年龄为两个月的C57BL/6J小鼠或相当品系，或平均年龄为三个月的Sprague Dawley大鼠或相当品系进行麻醉。通过轻柔的脚趾夹捏回缩反射监测镇静程度，该方法见于Walantus 等（JoVE，6，2007）和Szot 等（JoVE，9，2007）的研究。  可通过恒温调节加热垫（ALA Instruments Inc.）维持体温，并使用直肠温度计进行监测。手术切口前，头部毛发被剃除并用碘液清洁。皮肤切口（大鼠长约2 cm，小鼠长约1 cm）后，清除颅骨表面所有软组织，根据前囟位置确定引导套管的植入位点。使用专为啮齿类动物手术设计的电池驱动钻孔器（Fine Science Tools, Inc.）在颅骨上钻出直径6 mm的孔洞。操作时需注意避免钻头穿透脑膜或损伤血管。将双侧5 mm长、21号规格的不锈钢引导套管植入颅骨，靶向后侧伏隔核、背侧纹状体或前额叶皮层。立体定位坐标参照Franklin和Paxinos（1997）《The Mouse Brain in Stereotaxic Coo....

讨论

在活体动物特定脑区同时测定多种神经递质及其代谢物时，活体微透析是首选工具。然而，该方法仅能监测神经化学物质的细胞外水平，且无法提供实时监测神经递质胞吐作用所需的时间分辨率。通过一种称为“净通量”（net-flux）的技术变体，可计算出特定部位的实际神经递质浓度，进而准确测量神经递质通过质膜转运体的再摄取速率。

微透析技术非常适合用于阐明不同动物组（例如不同基因型）之间基础细胞外神经递质水平的差异，并解析药物或其他干预手段对神经递质释放的影响。

引入毛细管区带电泳（CZE）结合荧光检测等替代高效液相色谱-电化学检测（HPLC-EC）的分析方法，已将活体微透析的检测时间分辨率提高至每几分钟即可获得一个样本。

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材料

本文使用的材料清单

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材料在实验方案文档中描述。