Elektrokrampftherapie wurde zur Behandlung von Patienten mit großen depressive Störungen, einschließlich schweren Medikamenten-resistenten Depression, bipolare Depression, Parkinson Erkrankungen und Schizophrenie1,2. In dieser Therapie wird Beschlagnahme durch elektrische Impulse geliefert an den Leiter der narkotisierten Patienten über Epicranial Elektroden1,2,3erzeugt. Wiederholte Gabe von ECS wurde klinisch vorteilhaft für resistente depressive Störungen1,2,3. Der genaue Mechanismus zugrunde liegt die langfristige Wirksamkeit der antidepressiven Wirkung beim Menschen blieben jedoch schwer. ECS ist ein Tiermodell der Elektrokrampftherapie und ist weit verbreitet, seine therapeutischen Mechanismus zu untersuchen. Bei Nagetieren akute ECS und ECS Langzeitbehandlung Förderung der adulten Neurogenese in den Hippocampi und reorganisieren der neuronalen Netzwerk4,5, kognitive Flexibilität zu Verbesserungen beitragen dürfte. Darüber hinaus ändert globale Erhöhung der Aktivität des Gehirns von ECS die Fülle der Transkripte, wie eine Gehirn neurotropic Faktor6und mehrere Proteine, einschließlich metabotropen Glutamat-Rezeptor 17 und N-Methyl-D-Aspartat-abgeleitet (NMDA) Typ Glutamat-Rezeptor-Untereinheiten7. Diese Änderungen sind bei der Vermittlung von langfristigen Veränderung der Synapse Nummer, Struktur und Stärke im Hippocampus7,8,9beteiligt.
ECS-Modelle ist elektrischer Stimulation an Nagetieren per stereotaxically implantierte Elektroden, Hornhaut Elektroden oder Ohrelektroden zu evozieren generalisierten Stärkungsmittel-klonischen Anfällen10,11geliefert. Stereotaktischen Implantation von Elektroden beinhaltet Gehirnchirurgie und erfordert viel Zeit zur Verbesserung der Experimentator chirurgischen Fähigkeiten um Verletzungen zu minimieren. Weniger invasiven Hornhaut Elektroden könnte Korneaabnutzung und Trockenheit verursachen und erfordern Anästhesie. Die Verwendung von Ohr-Clip Elektroden umgeht diese Einschränkungen, weil sie auf Nagetiere ohne Chirurgie oder Anästhesie verwendet werden können und nur minimale Verletzungen verursachen. In der Tat fanden wir, dass aktuelle gelieferten zu wach Ratten über Ohr-Clip Elektroden zuverlässig induziert Stufe 4-5 Tonikum-klonischen Anfällen und synaptischen Proteine in ihrer Hippokampi10verändert.
Um die ECS-induzierte Fülle der synaptischen Proteine in bestimmten Gehirnregionen von den Nagetieren zu untersuchen, ist es wichtig, die experimentellen Methoden zu wählen, die am besten geeignete für ihre Erkennung und Quantifizierung. Subzellulären Fraktionierung des Gehirns ermöglicht für die grobe Lokalisierung der löslichen cytosolischen Proteine; Membranproteinen; Organell-Grenzen Proteine; auch Proteine in speziellen subzellulären Strukturen, wie z. B. die PSD12,13,14. Die PSD ist eine Dichte und gut organisierte subzelluläre Domain in Neuronen in denen synaptischen Proteine hochkonzentriert an und in der Nähe der postsynaptischen Membran12,13,15 sind. Die Isolation der PSD eignet sich für die Untersuchung von synaptischen Proteinen angereichert an der PSD, da dynamische Änderungen in die Fülle und die Funktion der postsynaptischen Glutamatrezeptoren, Gerüstbau Proteine und Signal Transduction Proteine in der PSD-12 , 15 , 16 , 17 sind korreliert mit synaptische Plastizität und die Synaptopathy in mehrere neurologische Störungen17,18beobachtet. Eine vorherige subzellulären Fraktionierung-Methode verwendet, um die PSD zu reinigen beteiligt die Isolation der Waschmittel-unlösliche Fraktion aus Roh Membran Bruchteil des Gehirns durch die differentielle Zentrifugation von Saccharose Steigungen14, 19. die größte Herausforderung bei dieser traditionellen Methode ist, dass es erfordert große Mengen von Nagetier Gehirne14,19. Vorbereitung von 10-20 Nagetiere zu isolieren, die PSD-Fraktion pro Behandlung erfordert umfangreiche Kosten- und Zeitaufwand und ist nicht praktisch durchführbar, wenn es viele Behandlungen gibt.
Um diese Herausforderung zu meistern, haben wir eine einfachere Methode angepasst, die direkt den PSD-Bruch ohne Saccharose Steigung Zentrifugierung20,21, isoliert und überarbeitet um auf PSD-Isolierung aus der Hippocampi einer einzigen Ratte anwendbar Gehirn. Unsere kleine PSD-Fraktionierung-Methode führt zu über 30-50 µg der PSD Proteine aus 2 Hippokampi, ausreichend für den Einsatz in mehreren biochemischen Tests, einschließlich Immunopräzipitation und westliche Beflecken. Westliche Beflecken, zeigt den Erfolg unserer Methode zur Isolierung von der PSD durch die Enthüllung der Bereicherung der postsynaptischen Dichte Protein 95 (PSD-95) und der Ausschluss von präsynaptischen Marker Synaptophysin und lösliche zytoplasmatischen Protein α-Tubulin. Unsere ECS Induktion und kleine PSD Fraktionierung Methoden sind leicht anpassbar an anderen Nagetier Gehirnregionen und bieten eine relativ einfache und zuverlässige Möglichkeit zur Bewertung der Auswirkungen von ECS auf die Expression von Proteinen, PSD.