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Methodenartikel

Längerer Inkubation von Akute neuronales Gewebe für Elektrophysiologie und Calcium-Bildgebung

12.5K Aufrufe

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DOI:

10.3791/55396

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15. Februar 2017

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In diesem Artikel

Zusammenfassung

Sobald aus dem Körper entfernt wird neuronalem Gewebe stark durch Umweltbedingungen beeinflusst, den späteren Abbau des Gewebes führt nach 6 - 8 h. Unter Verwendung einer einzigartigen Inkubationsverfahren, die eng überwacht und reguliert die extrazelluläre Umgebung des Gewebes kann Gewebeviabilität deutlich> 24 h ausgedehnt werden.

Zusammenfassung

8 Stunden nach der Präparation - neuronaler Gewebepräparate Akut, Hirnschnitten und Retina-Wholemount, können in der Regel nur für 6 gehalten werden. Dies begrenzt die Versuchszeit und erhöht die Anzahl der Tiere, die pro Studie verwendet werden. Diese Einschränkung speziell Auswirkungen Protokolle wie Kalzium-Imaging, die verlängerte Vorinkubation erfordern mit Bad aufgetragen Farbstoffe. Exponential Bakterienwachstum in 3 - 4 h nach dem Schneiden ist eng mit einer Abnahme der Gewebegesundheit korreliert. Diese Studie beschreibt ein Verfahren für die Vermehrung von Bakterien in acute Zubereitungen Begrenzung für längere Zeiträume (> 24 h) ohne die Notwendigkeit von Antibiotika, sterile Verfahren oder Gewebekulturmedien, enthaltend Wachstumsfaktoren tragfähige neuronalem Gewebe zu halten. Durch Radfahren Kammer die extrazelluläre Flüssigkeit durch UV-Bestrahlung und halten das Gewebe in einem benutzerdefinierten Halte bei 15 - 16 ° C, zeigt das Gewebe keinen Unterschied in der elektrophysiologischen Eigenschaften, oder Calcium-signaling durch intrazelluläres Calcium Farbstoffe bei> 24 h postdissection. Diese Methoden werden nicht nur verlängern experimentelle Zeit für diejenigen, mit akuten neuronalen Gewebe, sondern die Zahl der Tiere zu reduzieren erforderlich, um experimentelle Ziele abzuschließen, und wird eine Goldstandard für die akute neuronale Gewebe Inkubation gesetzt.

Einleitung

Elektrophysiologie und funktionelle Bildgebung (Calcium, spannungsempfindliche Farbstoffe) sind zwei der am häufigsten verwendeten experimentellen Techniken in den Neurowissenschaften. Hirnschnittpräparaten und retinale Wholemount, die hier untersucht werden, ein Mittel zur Prüfung der elektrophysiologischen Eigenschaften und synaptischer Verbindungen ohne Kontamination von Anästhetika oder Muskelrelaxantien. Hirnschnitte und Retina - Wholemount ihre strukturelle Integrität aufrechtzuerhalten, im Gegensatz zu Kulturen oder Zellhomogenisate, so dass die Untersuchung spezifischer Schaltungen und Gehirn Netzwerke 1. Aufnahmen von isolierten Geweb....

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Protokoll

Das Protokoll unten beschreibt die Herstellung von C57BL / 6 und C3H / He (retinally degeneriert) Maus neuronalem Gewebe, aber ähnliche Techniken können auf andere Arten angewendet werden. Alle Tiere gesund und Umgang mit Standardbedingungen von Temperatur, Feuchtigkeit, 12 h Hell / Dunkel-Zyklus, den freien Zugang zu Futter und Wasser waren, und ohne beabsichtigte Stressreize. Alle Experimente wurden in Übereinstimmung mit den westlichen Sydney University Animal Care und Ethikkommission und nach der Nutzung von Tieren und Pflegerichtlinien (Animal Research Authority # A9452, # A10396 und # A8967) genehmigt und durchgeführt.

1. Gehirn Scheibe Vorbereitung

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Ergebnisse

Strenge Regulierung der Bakterienlast und der Temperatur der aCSF während der Inkubation ist wesentlich neuronalem Gewebe Lebensfähigkeit zu erhalten. 16 ° C (Abbildung 1) - dies kann mit UVC - Licht und Aufrechterhalten der Temperatur des aCSF bei 15 durch Bestrahlung optimiert werden. Des Weiteren Parameter der aCSF Stempel (APS; 1C) stellt die Experimentator mit einem Rekord von den Umgebungsbedingungen (pH - Wert und Temperatur.), So dass ein Goldsta.......

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Diskussion

Dieser Artikel beschreibt eine Inkubation Methode, um die Lebensfähigkeit von akuten neuronalen Gewebe für die Bildgebung und elektrophysiologischen Experimenten zu verlängern, wodurch die Anzahl der Tiere zu reduzieren erforderlich, um experimentelle Ziele abzuschließen. Zwei Hauptprozesse regeln die Verschlechterung der neuronalen Gewebe im Laufe der Zeit: i) erhöhte Keimbelastung und die damit einhergehende Erhöhung der bakterielles Endotoxin freigesetzt, und ii) Exzitotoxizität , die das traumatische Slicing Verfahr.......

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Offenlegungen

Yossi Buskila und Paul Breen erklären, dass sie Miteigentümer von PAYO Scientific Pty Ltd sind, einem Unternehmen, das sich auf den Bau von Inkubationssystemen für akutes Nervengewebe spezialisiert hat. Alle anderen Autoren berichten von keinen finanziellen Interessen oder potenziellen Interessenkonflikten im Zusammenhang mit der aktuellen Studie.

Danksagungen

Wir danken Colin Symons und James Wright für die technische Unterstützung. Diese Arbeit wurde durch einen Seed Funding Grant (WSU) an Y.B. und das Innovationsbüro der Western Sydney University unterstützt. M.C. wird durch das ARC-Stipendium (DECRA) unterstützt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
NatriumchloridSigma Aldrich VETECV800372
KaliumchloridSigma AldrichP9333
N-Methyl-D-glukaminSigma AldrichM2004 
D-GlukoseSigma AldrichG5767
NatriumbicarbonatSigma AldrichS6014
Natriumphosphat monobasischSigma AldrichS2554
MagnesiumchloridSigma AldrichM9272 
Calciumchlorid Sigma Aldrich223506
Papain DissoziationssystemWorthington 
Dimethylsulfoxid wasserfreiSigma Aldrich276855
Pluronic F-127 Geringe UV-Absorption*Life TechnologiesP-686720%ige Lösung in DMSO 
Fura-2 AM   Anaspec84017
Fluo-4 AM   Life TechnologiesF23917
Fluo-8 AMAbcamAb142773
Mikrotom mit vibrierender Klinge Leica BiosystemVT1200 Smit Leica ausgestattet s Vibrocheck™ Messgerät 
AntivibrationstischKinetic Systems Vibraplane Vibraplane 9100/9200 
FesttischmikroskopOlympusBX51WI 
Mikroskop ObjektivOlympusXLUMPlanFLN 20x/1.00w20X 
Mikroskop ObjektivOlympusLUMPlanFLN 60x/1.00w60X
CCD KameraAndorIxon +
Hochgeschwindigkeits-WellenlängenumschalterSutter InstrumentLambda DG-4 
Patch-Clamp-VerstärkerMolecular DevicesMultiClamp 700B
DatenerfassungssystemMolecular DevicesDigidata 1440AAxon Digidata® System
Kapillaren aus BorosilikatglasSutter Instrument CoBF150-86-10
MikroelektrodenabzieherSutter Instrument CoP-97/Brauner Mikropipettenabzieher
Aufnahme-/PerfusionskammerWarner InstrumentsRC-40LPOffene Badkammern mit niedrigem Profil
SoftwareMolecular DevicespClamp 10.2
Andor iQ Live Cell Imaging SoftwareAndorAndor iQ3
BraincubatorPayo ScientificBR26021976www.braincubator.com.au
Peltier-Thermoelektrischer KühlerTechnologyCP-121
TemperaturreglerTE TechnologyTC-36-25 RS232
LK003150 Flammen- TE

Referenzen

  1. Colbert, C. M. Preparation of cortical brain slices for electrophysiological recording. Meth mol biol. 337, Clifton, N.J. 117-125 (2006).
  2. Gibb, A., Edwards, F. Patch clamp recording from cells in sliced tissues. Microelect Techniq. , 255-274 (1994).
  3. Kantevari, S., Buskila, Y., Ellis-Davies, G. C. R.

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Nachdrucke und Genehmigungen

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