El uso de biosensores basados ​​en enzimas para medir tónica y fásica glutamato en modelos de ratones con Alzheimer

Holly C. Hunsberger; Sharay E. Setti; Ryan T. Heslin; Jorge E. Quintero; Greg A. Gerhardt; Miranda N. Reed

doi:10.3791/55418

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Artículo de método

El uso de biosensores basados en enzimas para medir tónica y fásica glutamato en modelos de ratones con Alzheimer

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DOI:

10.3791/55418

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3 de mayo de 2017

Holly C. Hunsberger¹ , Sharay E. Setti² , Ryan T. Heslin² , Jorge E. Quintero³ , Greg A. Gerhardt³ , Miranda N. Reed²

¹Department of Psychology, West Virginia University, ²Department of Drug Discovery & Development, Auburn University, ³Department of Neuroscience, University of Kentucky Medical Center

En este artículo

Resumen

A continuación, describimos la configuración, software de navegación, y el análisis de datos de un método espacial y temporalmente precisa de medir tónico y cambios extracelulares de glutamato fásicas in vivo usando matrices de microelectrodos ligados a enzimas (MEA).

Resumen

alteración de neurotransmisores es a menudo un componente clave de las enfermedades del sistema nervioso central (SNC), que juega un papel en la patología subyacente de la enfermedad de Alzheimer, enfermedad de Parkinson, la depresión y la ansiedad. Tradicionalmente, microdiálisis ha sido la técnica más común (alabado) para examinar los cambios de neurotransmisores que se producen en estos trastornos. Pero debido a microdiálisis tiene la capacidad de medir cambios lentos 1-20 minutos a través de grandes áreas de tejido, tiene la desventaja de invasividad, potencialmente destruyendo conexiones intrínsecas dentro del cerebro y una capacidad de muestreo lento. Una técnica relativamente nueva, la matriz de microelectrodos (MEA), tiene numerosas ventajas para la medición de cambios de neurotransmisores específicos dentro de las regiones discretas del cerebro que se producen, lo que para un enfoque espacial y temporalmente precisa. Además, utilizando los AMA es mínimamente invasiva, permitiendo para la medición de las alteraciones de neurotransmisores en vivo. En nuestro laboratorio, HÅHe sido específicamente interesados en los cambios en el neurotransmisor, glutamato, relacionado con la patología de la enfermedad de Alzheimer. Como tal, el método descrito aquí se ha utilizado para evaluar posibles perturbaciones del hipocampo en glutamato en un modelo de ratón transgénico de la enfermedad de Alzheimer. Brevemente, el método utilizado consiste en el recubrimiento de un microelectrodo multi-sitio con una enzima muy selectivo para el neurotransmisor de interés y el uso de sitios de autorreferencia para restar el ruido y los interferentes de fondo. Después de sembrar y de calibración, el MEA puede ser construido con una micropipeta y se baja en la región del cerebro de interés utilizando un dispositivo estereotáxico. Aquí, el método descrito implica anestesiar RTG (TauP301L) 4510 ratones y el uso de un dispositivo estereotáxico para orientar con precisión sub-regiones (DG, CA1 y CA3) del hipocampo.

Introducción

La medición de las alteraciones de neurotransmisores en el cerebro es una herramienta esencial para los neurocientíficos que estudian las enfermedades del sistema nervioso central (SNC) que a menudo se caracteriza por la desregulación del neurotransmisor. Aunque microdiálisis en combinación con cromatografía líquida de alta presión (HPLC / CE) ha sido el método más ampliamente utilizado para medir cambios en los niveles de neurotransmisores extracelulares ^{^1,} ^{^2,} ^{^3,} ^4, la resolución espacial y temporal de las sondas de microdiálisis puede no ....