Name: Preparación de oligómeros β-amiloide 1-42 Y la inducción del deterioro de plasticidad sináptica en rodajas de hipocampo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2010-07-14T17:30:00.000+00:00
Duration: 4 min 41 s
Description: Aprende a preparar oligómeros de β-amiloide 1-42 para estudiar el deterioro de la plasticidad sináptica en rodajas de hipocampo. Este protocolo permite investigar la disfunción sináptica inducida por Aβ en modelos de enfermedad de Alzheimer.

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Este trabajo fue apoyado por el NIH Instituto Nacional de Trastornos Neurológicos y Accidentes Cerebrovasculares (NINDS) (NS049442).&gt;

Resuspensión de β-amiloide Antes de empezar se han preparado: <ul><li> Aß 1-42 (polvo liofilizado) </li><li> 1,1,1,3,3,3-hexafluoro-2-propanol (HFIP) </li><li> Baja unión a tubos de polipropileno de microcentrífuga (1,5 ml) </li><li> Herméticas Hamilton jeringa con parada caída de teflón (250 l) </li><li> Dimetilsulfóxido (DMSO) </li></ul><ol><li> Permitir Aß 1-42 liofilizado para equilibrar a temperatura ambiente durante 30 minutos para evitar la condensación al abrir el vial de péptidos. </li><li> Bajo la campana extractora de humos, una nueva suspensión Aß 1-42 péptido en HFIP fría para obtener una solución 1 mM y agitar la solución durante unos segundos. </li><li> El uso de un cristal hermético jeringa Hamilton con enchufe de teflón, se dividen rápidamente el Aß 1-42 / HFIP solución igualmente en tres viales de polipropileno y el sello de los viales. </li><li> Los viales se incuban durante 2 horas para permitir monomerización Aß. A continuación, abra los viales y concentrar la solución de Aß 1-42 / HFIP al vacío mediante el uso de una centrifugadora SpeedVac (800 g, la temperatura ambiente) hasta que una película péptido claro se observa en la parte inferior de los viales. Compruebe cuidadosamente la temperatura dentro de la centrifugadora SpeedVac para evitar la degradación de péptidos (máximo 25 ° C). </li><li> Sello de los viales y almacenar las alícuotas a -80 ° C. Aß película se puede almacenar durante 6 meses. </li><li> Vuelva a suspender una película mediante la adición de DMSO para obtener una concentración de hasta 5 mm Aß 1-42. Sonicado en el baño de agua durante 10 minutos para asegurar la resuspensión completa. </li><li> Alícuota de este Aß 5mM 1-42 solución en viales de polipropileno. Sello de todos los viales y almacenarlos a -20 ° C. Alícuotas deben descongelarse sólo una vez. Cuidado con la condensación de agua en el interior del congelador. Péptidos en solución se degradan muy fácilmente. </li></ol> Oligomerización Antes de empezar se han preparado: <ul><li> Aß 1-42 / DMSO (5 mM) </li><li> Tampón fosfato estéril </li><li> Baja unión a tubos de polipropileno de microcentrífuga (1,5 ml) </li><li> Baja unión a tubos de polipropileno centrifugadora (50 ml) </li></ul><ol><li> Diluir el Aß obtenido 5mM 1-42 / alícuota DMSO con el tampón fosfato estéril (hasta 100 l). </li><li> Vortex durante 30 segundos y luego se incuban durante 12 horas a 4 ° C </li></ol> Tratamiento de corte del hipocampo En el tratamiento de rodajas de hipocampo, que es importante para evitar la adhesión no específica péptido en vasos de precipitados, tubos de superficies de perfusión, y la cámara de grabación. Usar preferentemente bajo tubo de polipropileno de unión y contenedores. Evite el uso de material de vidrio o de plástico genérico-ware. Los medios de comunicación de perfusión debe ser suero o albúmina libre. Perfusión Aß Antes de empezar se han preparado: <ul><li> Oligomerized Aß 1-42 </li><li> Búfer de grabación (en mm: 124 NaCl, 4,4 KCl, 1 de Na 2 HPO 4, 25 NaHCO 3, 2 CaCl 2, 2 MgCl 2, y la glucosa en 10) </li><li> Registro electrofisiológico de configuración con la interfaz de la cámara </li><li> Transversal rodajas de hipocampo incubadas en buffer de grabación oxigenada por lo menos 90 minutos después de la disección (T = 29 ° C, velocidad de perfusión constante = 2 ml / minuto) </li></ul><ol><li> Inmediatamente antes del experimento, se diluye la Aß oligomerized 1-42 alícuota a la concentración de trabajo adecuado (200 nm o superior) en un tubo de polipropileno con buffer de pre-grabación oxigenada. </li><li> Perfundir el Aß 1-42 solución durante 20 minutos para los cortes antes de la inducción de la plasticidad sináptica. </li></ol> La inducción de la plasticidad y el seguimiento <ol><li> Por lo general, el modelo más utilizado de la plasticidad sináptica es la LTP. Puede ser inducida a través de la estimulación tetánica de una sinapsis dada en el hipocampo. Nosotros registramos las respuestas de campo de las sinapsis entre las proyecciones de la garantía de Shaffer y las neuronas piramidales CA1 en el radiatum estrato. Nuestra estimulación tetánica consiste en una estimulación theta ráfaga, que incluye tres trenes separados por intervalos de 15 segundos. Cada tren se compone de 10 ráfagas a 5 Hz, donde cada ráfaga implica 5 pulsos a 100 Hz. Aplicar la estimulación tetánica inmediatamente después de la perfusión de Aß oligomerized se ha completado. </li><li> Inmediatamente después de la estimulación tetánica volver a la perfusión con buffer de grabación normal. Mantener una velocidad de perfusión constante, temperatura de la cámara de grabación y la oxigenación adecuada durante toda la duración del experimento. </li></ol> Los resultados representativos y los posibles problemas El Aß oligomerized acuerdo con el protocolo clásico de Stine et coll. 1, genera monómeros Aß y una variedad de oligómeros de diferente tamaños (dímero, trímero, etc) La perfusión de oligomerized Aß 1-42 conduce a la disminución de LTP en Aß tratados con rebanadas en comparación con rodajas de control. Bajo condiciones experimentales, en 3-5 meses de edad, los ratones macho C57BL/6J se utilizan, LTP en 200 nM Aß tratados con rebanadas es un promedio de 150% de los valores basales a las dos horas después de la estimulación tetánica, mientras que en las rebanadas de control de los valores LTP se un promedio de 200 a 250% de baseline2. En algunos casos, el tratamiento con Aß podría no reducir la LTP hipocampal. Varios errores graves que pueden ocurrir incluyen la excesiva película de secado durante la concentración de Aß y oligomerización incompleta. Perfusión de Aß en rodajas de hipocampo podría ser otra fuente de preocupación debido a las propiedades fisicoquímicas del péptido Aß en la solución, que es propenso a la adhesión no específica a los plásticos. Solución de problemas de estos temas se discuten a continuación.

<ol><li>Stine, W. B. Jr, Dahlgren, K. N., Krafft, G. A., LaDu, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vitro+characterization+of+conditions+for+amyloid-beta+peptide+oligomerization+and+fibrillogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">In vitro characterization of conditions for amyloid-beta peptide oligomerization and fibrillogenesis.</a> J Biol Chem. 278, 11612-11622 (2003).</li>
<li>Vitolo, O. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Amyloid+beta+-peptide+inhibition+of+the+PKA%2FCREB+pathway+and+long-term+potentiation%3A+reversibility+by+drugs+that+enhance+cAMP+signaling%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Amyloid beta -peptide inhibition of the PKA/CREB pathway and long-term potentiation: reversibility by drugs that enhance cAMP signaling.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 99, 13217-13221 (2002).</li>
<li>Puzzo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Picomolar+amyloid-beta+positively+modulates+synaptic+plasticity+and+memory+in+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Picomolar amyloid-beta positively modulates synaptic plasticity and memory in hippocampus.</a> J Neurosci. 28, 14537-14545 (2008).</li>
<li>Lewczuk, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+sample+collection+tubes+on+cerebrospinal+fluid+concentrations+of+tau+proteins+and+amyloid+beta+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Chem%22%5BJournal%5D)">Effect of sample collection tubes on cerebrospinal fluid concentrations of tau proteins and amyloid beta peptides.</a> Clin Chem. 52, 332-334 (2006).</li>
<li>Masliah, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanisms+of+synaptic+dysfunction+in+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Histol+Histopathol%22%5BJournal%5D)">Mechanisms of synaptic dysfunction in Alzheimer's disease.</a> Histol Histopathol. 10, 509-519 (1995).</li>
<li>Cullen, W. K., Suh, Y. H., Anwyl, R., Rowan, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Block+of+LTP+in+rat+hippocampus+in+vivo+by+beta-amyloid+precursor+protein+fragments%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroreport%22%5BJournal%5D)">Block of LTP in rat hippocampus in vivo by beta-amyloid precursor protein fragments.</a> Neuroreport. 8, 3213-3217 (1997).</li>
<li>Itoh, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Impairments+of+long-term+potentiation+in+hippocampal+slices+of+beta-amyloid-infused+rats%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Impairments of long-term potentiation in hippocampal slices of beta-amyloid-infused rats.</a> Eur J Pharmacol. 382, 167-175 (1999).</li>
<li>Walsh, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Naturally+secreted+oligomers+of+amyloid+beta+protein+potently+inhibit+hippocampal+long-term+potentiation+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Naturally secreted oligomers of amyloid beta protein potently inhibit hippocampal long-term potentiation in vivo.</a> Nature. 416, 535-539 (2002).</li>
<li>Lambert, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((nonfibrillar+ligands+derived+from+Abeta1-42+are+potent+central+nervous+system+neurotoxins%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">nonfibrillar ligands derived from Abeta1-42 are potent central nervous system neurotoxins.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 95, 6448-6453 (1998).</li>
<li>Gong, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ubiquitin+hydrolase+Uch-L1+rescues+beta-amyloid-induced+decreases+in+synaptic+function+and+contextual+memory%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Ubiquitin hydrolase Uch-L1 rescues beta-amyloid-induced decreases in synaptic function and contextual memory.</a> Cell. 126, 775-788 (2006).</li>
<li>Trinchese, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibition+of+calpains+improves+memory+and+synaptic+transmission+in+a+mouse+model+of+Alzheimer+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J+Clin+Invest%22%5BJournal%5D)">Inhibition of calpains improves memory and synaptic transmission in a mouse model of Alzheimer disease.</a> J Clin Invest. 118, 2796-2807 (2008).</li>
</ol>

Los experimentos con animales se realizaron de acuerdo con las directrices y normas establecidas por el IACUC la Universidad de Columbia.

Como se describió anteriormente, existen varios problemas en la preparación de Aß oligoméricas pueden dar lugar a LTP intacta. Una forma de evaluar si la degradación de Aß o la falta de oligomerización Aß pudo haber ocurrido es evaluar la preparación de Aß con TRIS-Tricina PÁGINA / análisis de Western Blot y ultracentrifugación analítica (no se describe en este protocolo). Cuando Western Blotting muestras se preparan en condiciones non-denaturing/non-reducing, una preparación exitosa debe generar una firma Western Blot ...

<table><tbody><tr><td>A&amp;#946; 1-42 (liofilizado)</td><td>American Peptide</td><td>62-0-80</td><td></td></tr><tr><td>1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-Propanol (HFIP)</td><td>Fluka</td><td>52517</td><td></td></tr><tr><td>Dimetilsulfóxido (DMSO)</td><td>Biotium, Inc.</td><td>90082</td><td></td></tr><tr><td>Tubos cónicos de polipropileno de 50 mL</td><td>Corning</td><td>05-538-67</td><td></td></tr><tr><td>Microtubos MaxyClear de 1,5 ml, recuperación máxima</td><td>Axygen Scientific</td><td>MCT-150-L-C</td><td></td></tr><tr><td>Solución salina tamponada con fosfato, pH 7,4</td><td>Invitrogen</td><td>10010-023</td><td></td></tr><tr><td>Jeringas GASTIGHT de 250 &amp;mu;L</td><td>Hamilton Co</td><td>1725</td><td></td></tr><tr><td>Sonicador de baño</td><td>Branson</td><td>3510</td><td></td></tr><tr><td>Sistema concentrador Savant SpeedVac</td><td>Varios</td><td>SC 110A</td><td></td></tr></tbody></table>

preparación de oligómeros β-amiloide 1-42 y la inducción del deterioro de plasticidad sináptica en rodajas de hipocampo

Preparation of Oligomeric &beta;-amyloid1-42 and Induction of Synaptic Plasticity Impairment on Hippocampal Slices

Deterioro de las conexiones sinápticas es probable que subyacen a los cambios sutiles que ocurren amnésico en las primeras etapas de la enfermedad de Alzheimer s (AD). β-amiloide (Aß), un péptido producido en grandes cantidades en el año, se sabe que reduce potenciación a largo plazo (LTP), un celular correlato de aprendizaje y la memoria. De hecho, el deterioro causado por Aß LTP es un paradigma útil experimental para el estudio de las disfunciones sináptica en modelos de AD y de detección de drogas capaces de mitigar o revertir tales alteraciones sinápticas. Los estudios han demostrado que Aß produce la interrupción de LTP preferentemente a través de su forma oligomérica. Aquí les ofrecemos un protocolo detallado para la LTP impedir en la perfusión de oligomerized sintéticos Aβ1-42 péptido en agudas rodajas de hipocampo. En este video, se describe un procedimiento paso a paso para la preparación de Aß oligoméricos<sub&gt; 1-42</sub&gt;. Luego, seguimos un experimento individual en la que la LTP se reduce en rodajas de hipocampo expuestas a Aß oligomerized<sub&gt; 1-42</sub&gt; En comparación con las rebanadas en un experimento de control cuando no se Aß<sub&gt; 1-42</subExposición&gt; había ocurrido.

Una de las características de la enfermedad de Alzheimer es la elevación de Aß<sub&gt; 1-42</sub&gt; Péptido. Aquí les ofrecemos un protocolo para la preparación de Aß sintético<sub&gt; 1-42</sub&gt; Oligómeros, lo cual afecta el hipocampo potenciación a largo plazo, un celular correlato de la memoria. Este procedimiento es útil para la investigación de los mecanismos de Aß inducida por detección de patología y de drogas.

Preparación de oligómeros β-amiloide 1-42 Y la inducción del deterioro de plasticidad sináptica en rodajas de hipocampo

Es probable que la alteración de las conexiones sinápticas sea la base de los cambios amnésicos sutiles que ocurren en las etapas tempranas de la enfermedad de Alzheimer (EA).

El beta amiloide sintético 1-42 se resuspende en HFIP para primero modernizar el péptido y luego concentrarlo hasta formar una película para su ligamentización. La película se RESUSPENDE en DMSO, se diluye en tampón fosfato y se incuba durante la noche. Finalmente, el péptido oligomérico se diluye con tampón de registro y se perfunde sobre cortes hipocampales agudos, donde se evalúa la exposición efectiva del beta amiloide sobre la plasticidad sináptica.Bienvenido al laboratorio de Avio Orio en la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York. Hola, hoy les mostraremos un procedimiento que hemos optimizado para la preparación de todo el beta amiloide Li Rise, el cual se basa en un protocolo propuesto originalmente por Stein y colegas en 2003. En este laboratorio, utilizamos este procedimiento para estudiar la disfunción sináptica inducida por el beta amiloide.Así que comencemos. Deje que el vial de polvo liofilizado de beta amiloide alcance la temperatura ambiente durante 30 minutos para evitar la condensación cuando se abra bajo la campana extractora. Abra el vial y agregue HFIP frío con hielo para obtener una concentración final de beta amiloide de un milimolar.Cierre el vial y mezcle mediante vortex; utilice rápidamente una jeringa Hamilton para dividir la solución equitativamente entre tres tubos de microcentrífuga de polipropileno de baja unión. Cierre los tubos e incube durante dos horas a temperatura ambiente para permitir que el péptido se mezcle. Abra los tubos y colóquelos en un evaporador de vacío (speed vac) para concentrar la solución. Gire a 800 G bajo vacío durante aproximadamente 15 minutos.Asegúrese de que la temperatura no supere los 25 grados Celsius para evitar la degradación de proteínas. La centrifugación se considera finalizada cuando se observa una película clara y seca de péptido en el fondo del tubo. Puede ser difícil ver la película; selle los tubos y almacene las alícuotas no utilizadas a menos 80 grados Celsius durante hasta seis meses en la campana; use DMSO para resuspender la película de péptido hasta una concentración final de cinco milimolar; sonicar en baño de agua durante 10 minutos.Para garantizar la suspensión completa del péptido, almacene alícuotas de 1,6 microlitros de la solución de beta amiloide cinco milimolar a menos 20 grados Celsius. Cada alícuota debe descongelarse solo una vez, el día anterior al experimento: descongele una alícuota de la solución de beta amiloide cinco milimolar y añada 98,4 microlitros de tampón fosfato estéril para obtener un volumen final de 100 microlitros, vortexee durante 30 segundos e incube a cuatro grados Celsius durante 12 horas. Para permitir que comience la ligamentización, incube lisado hipocampal fresco durante 90 minutos.En el tampón de registro estándar, el electrodo estimulante se coloca sobre los colaterales de Shafer y el electrodo de registro se coloca sobre la capa radiada. Una vez que se ha encontrado una respuesta y la línea base es estable durante 10 minutos, diluya toda la ligadura beta amiloide hasta 200 nanomolares. Dado que la beta amiloide se une de forma no específica al vidrio en el tampón de registro, utilice plástico tanto como sea posible.Perfusione la solución de beta amiloide sobre las secciones durante 20 minutos. Aplique su estimulación preferida de tipo X. Por ejemplo, una ráfaga theta inmediatamente después del tetanización, luego regrese al perfusión con tampón de registro normal.Monitoree la grabación durante al menos dos horas posteriores al tetano para confirmar la inducción de la potenciación a largo plazo y observar los efectos del tratamiento con beta amiloide. Acabamos de mostrarle cómo preparar el beta amiloide oligomérico uno a 42 para inducir alteraciones en la plasticidad sináptica en cortes de hipocampo. Al realizar este procedimiento, es importante recordar que el exceso de secado de la película peptídica puede provocar una ligandización incompleta.También es fundamental utilizar plásticos para las soluciones de beta amiloide para prevenir la unión peptídica no específica. Gracias por ver este video y buena suerte con sus experimentos.

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