Cet article décrit une méthodologie détaillée pour obtenir aplaties sections tangentielles des cortex mammifère et visualiser les modules corticales en utilisant histochimiques et méthodes immunohistochimiques.
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Cet article décrit une méthodologie détaillée pour obtenir aplaties sections tangentielles des cortex mammifère et visualiser les modules corticales en utilisant histochimiques et méthodes immunohistochimiques.
Le cortex du cerveau chez les mammifères est parcellated en sous-structures distinctes ou modules. Corticales modules généralement se positionner parallèles à la fiche corticale et peuvent être délimités par certaines méthodes histochimiques et immunohistochimiques. Dans cette étude, nous mettons en évidence une méthode pour isoler le cortex du cerveau chez les mammifères et aplatir pour obtenir parallèle de sections à la fiche corticale. Nous avons en outre point culminant choisi histochimiques et méthodes immunohistochimiques pour traiter ces aplati sections tangentielles pour visualiser les modules corticales. Dans le cortex somatosensoriel de divers mammifères, nous effectuons l’histochimie cytochrome oxydase pour révéler des cartes de corps ou corticales modules représentant les différentes parties du corps de l’animal. Dans le cortex entorhinal médial, une zone où les cellules de la grille sont générés, nous utilisons des méthodes immunohistochimiques pour mettre en évidence des modules de neurones génétiquement déterminés qui sont disposées en forme de grille dans la fiche corticale chez plusieurs espèces. Dans l’ensemble, nous fournissons un cadre pour isoler et préparer schichtweisen aplati sections corticales et visualiser les modules corticales en utilisant histochimiques et méthodes immunohistochimiques dans une grande variété de mammifères cerveaux.
Certains des changements plus importants dans la structure du cerveau dans la phylogénie peuvent être observée dans le cortex cérébral. Malgré les différences significatives, le cortex des animaux suit un modèle commun et peut être largement divisé de deux manières distinctes, par couches et domaines1. Les couches corticales se positionner parallèles à la surface du cerveau et varient en nombre de 3 couches en cortex Reptilien2 à 6 couches de mammifère cortex1. Aires corticales sont quant à eux des régions distinctes du cortex qui correspondent en grande partie aux fonctionnalités distinctes, par exemple, le cortex somatosensoriel est impliqué dans la sensation de toucher ou le cortex visuel dans le traitement des entrées visuelles. Ces aires corticales peuvent souvent être subdivisés en3modules ou correctifs, qui répètent régulièrement les structures anatomiques, trouves essentiellement parallèles à la surface pial du cerveau. Modules corticales peuvent être limités à un calque particulier4ou étendent à travers plusieurs couches5.
Méthodes standard de sectionnement du cerveau impliquent sections perpendiculaires à la surface du cerveau, comme coronale ou sagittal. Alors que ces méthodes peuvent être utilisées pour visualiser les modules corticales, une multitude de fonctionnalités intéressantes peut être révélée lorsque les modules corticales sont visualisées tangentiellement, dans un plan parallèle à la surface du cerveau. Par exemple, modules somatosensoriels dans le cerveau de rongeur qui représentent les moustaches, apparaissent comme des barils quand visualisé perpendiculairement à la surface du cerveau, et donc les régions tirent le cortex de baril de nom. Cependant, sur la visualisation des barriques dans une orientation tangentielle, ils révèlent une moustache-carte, avec les barils étant disposées dans une orientation topographique la disposition exacte des moustaches à la surface externe de la mise en miroir. Dans certains cas, arrangement modulaire a même échappé de détection pendant une longue période, lorsque visualisé de manière non-tangentielle. Le cortex entorhinal médial, est connu pour la présence de cellules de la grille, les neurones qui se déclenchent selon un arrangement hexagonal régulier lorsqu’un animal parcourt un environnement. Même si c’est une zone fortement étudiée, jusqu'à récemment, la présence de plaques ou de modules de cellules dans le cortex entorhinal médial, qui sont physiquement disposées dans un arrangement hexagonal6, avait échappé à détection. La présence et l’arrangement de ces modules, dans le cerveau de rat, a été facilitée par des sections tangentielles du cortex entorhinal médial et étudie la cytoarchitecture de manière layer-wise.
À la suite de sectionnement, l’aspect particulier de la visualisation des modules corticales aussi peut être réalisé que de multiples façons. Classiquement, des études ont délimité des modules basés sur des cellules densité ou fibre mise en page1. Une autre méthode populaire est l’utilisation de la cytochrome oxydase histochimie, qui révèle des zones d’activité supérieur8. Des approches plus récentes incluent regardant des types de cellules génétiquement déterminée, distinguées sur la base de leur protéine expression profils6,8.
Dans cette étude, nous mettons en évidence les méthodes pour isoler le cortex du cerveau chez les mammifères, obtenir des sections tangentielles aplaties et visualiser les corticales modules basés sur la cytochrome oxydase histochimie et immunohistochimie de protéines spécifiques de type cellulaire.
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Toutes les procédures expérimentales ont été effectuées selon les directives allemandes sur le bien-être animal sous la supervision des comités d’éthique locaux (LaGeSo). Humaine et bat cerveau données proviennent de Naumann et al. 5 la procédure suivante est effectuée sur un rat de Wistar adulte mâle (souche : RJHan:WI).
1. la perfusion et l’Extraction de cerveau
NOTE : Afin d’obtenir un cerveau homogène fixe et sans sang, perfusion de transcardial de l’animal est fortement encouragée, comme résidus de sang augmente le signal de fond non spécifique pendant la coloration. Néanmoins, il est également possible d’obtenir des sections aplaties du spécimen non perfusé et leur tache. La facilité de manipulation de l’échantillon varie avec la concentration de fixatif utilisé. Trop peu de fixation augmente le risque de manipulation des dommages au cerveau pendant l’aplatissement et la coupe, tandis que des concentrations trop élevées abaisser la flexibilité pour l’aplatissement et la qualité du signal coloration.
2. Dissection et l’aplatissement du cerveau

Figure 1 : représentation schématique du workflow pour l’aplatissement d’un hémisphère cortical de rat et de visualisation des modules dans le cortex somatosensoriel. À la suite de la perfusion de transcardial, le cerveau de souris a été disséqué (A). Structures sous-corticales ont été enlevées et cortex a été aplati entre deux lames de verre dans un tampon phosphate (B). Hémisphère aplati (C) a été fixé après, tangentiellement sectionné et coloré pour l’activité cytochrome oxydase (D). Barreaux de l’échelle = 1 cm. R: Rostral, C: Caudal, L: latérale, M: médiale. Adaptation du Lauer et al. 23 S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
3. coupe tangentielle Sections
Remarque : Selon les exigences des protocoles des coloration, la procédure de coupe et l’épaisseur peuvent être adaptés. Un vibratome servait à couper les hémisphères pour traitement histochimique (étape 3.2) à 80-150 µm. Toutefois, pour le traitement de l’immunohistochimie, sections plus minces sont désirées et un microtome à congélation a été utilisé pour le sectionnement (étape 3.3) à 10-60 µm. Voir la vidéo 1.

Vidéo 1 : vidéo schématique de sectionnement tangentielle du cortex entorhinal médial du rat et mise en page des modules parasubicular et entorhinal. L’aire entorhinale médiale d’un cerveau de rongeur est situé à l’extrémité postérieure du cortex et est incliné vers le côté médial et ventral. Les sections tangentielles sont obtenues en orientant un couteau le long de cet angle. Par conséquent, type cellulaire approprié de coloration spécifique révèle des structures modulaires dans le cortex entorhinal médial et parasubiculum attenant. Vidéo adapté de Ray et Brecht8. S’il vous plaît cliquez ici pour voir cette vidéo. (Clic droit pour télécharger.)
4. visualisation des Modules corticales à l’aide de coloration de la Cytochrome oxydase
Remarque : Différents protocoles de coloration ont été développés pour la détection histochimique de l’activité cytochrome oxydase, par exemple, tout d’abord par Wong-Riley17 et modifiés plus tard par Divac et al. 18 ce protocole est basé sur celui de Divac et al. 18, car l’utilisation de sulfate de nickel-d’ammonium (NiAS) se traduit par un contraste plus élevé et mieux les modules définis dans les zones corticales tachées.
5. visualisation des Modules corticales à l’aide de coloration immunohistochimique
Remarque : Plusieurs protocoles sont disponibles pour l’immunohistochimie, optimisé pour le spécimen et le type de sonde. Des adaptations sont possibles selon les besoins, de diverses concentrations d’anticorps, agents perméabilisant et temps d’incubation. Le protocole suivant mène à de bons résultats pour détecter une large gamme d’anticorps et de visualisation de sondes fluorescentes.
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Nous avons obtenu aplaties sections corticales du cortex somatosensoriel dans une variété de cerveaux et eux pour histochimie cytochrome oxydase de visualiser les modules somatotopique représentant les différentes parties du corps traitées. Cette approche comparative permet d’étudier les forces évolutives que cortex de la forme, par exemple, indiquer la répartition hautement conservée des vibrissae mystacial chez les rongeurs et lagomorpha barils21 (
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Modularité dans le cortex cérébral a été identifiée à l’aide d’une variété de techniques. Les premiers modules corticale études généralement identifiés en soit visualisant cellulaires denses régions, ou l’absence de fibres1. Les méthodes suivantes ont utilisé la présence de faisceaux dendritiques24, afférences d’une région donnée25ou enrichissement des neurotransmetteurs26. Nous démontrons ici deux techniques, cytochrome oxyda...
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Les auteurs déclarent que la recherche a été effectuée en l’absence de toute relation commerciale ou financière qui pourrait être interprété comme un conflit d’intérêts potentiel.
Ce travail a été soutenu par Humboldt Universität zu Berlin, Bernstein Center for Computational Neuroscience Berlin, le Centre allemand pour les maladies neurodégénératives (DZNE), le ministère fédéral allemand de l’éducation et la recherche (BMBF, Förderkennzeichen 01GQ1001A), NeuroCure et la Gottfried Wilhelm Leibniz prize de la DFG. Nous remercions Shimpei Ishiyama d’excellent graphisme et Juliane Diederichs excellente assistance technique.
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| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
|---|---|---|---|
| la cytochrome oxydase forte | |||
| Cytochrome c du cœur équin | Sigma-Aldrich | C2506 | |
| 3,3'Diaminobenzidine tétrachlorhydrate | Sigma-Aldrich | D5637 | |
| D(+)-Saccharose | Carl Roth ; | 4621.1 | |
| Sulfate d’ammonium nickel(II) hexahydraté | Sigma-Aldrich | A1827 | |
| HEPES | Carl Roth ; | 9105.4 | |
| Name | Company | >Numéro de catalogue | Comments |
| >Antigen retrieval | |||
| Trisodium citrate dihydrate | Sigma-Aldrich | S1804 | |
| Acide citrique monohydraté | Sigma-Aldrich | C1909 | |
| Nom | Entreprise | >Numéro de catalogue | Comments |
| Tampon phosphate/Phosphate salin/préfixe/PFA | |||
| Dihydrogénophosphate de potassium | Carl Roth | 3904.2 | |
| Chlorure de sodium | Carl Roth | 9265.1 | |
| Hydrogénophosphate disodique dihydraté | Carl Roth | 4984.3 | |
| Paraformaldéhyde | Carl Roth | 0335.3 | |
| TRITON-X 100 | Carl Roth | 3051.3 | |
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | >Comments |
| Immunohistochimie | |||
| Calbindin D-28k puriefié à partir d’intestin de poulet, Souris monoclonale | Swant | RRID : AB_10000347 | |
| Calbindin D-28k à partir de calbindine de rat recombinant D-28k, Rabbit polyclonal | Swant | RRID : AB_10000340 | |
| Albumine Fraction V, sans biotine | Carl Roth | 0163.4 | |
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Comments |
| Supports de montage ou de congélation | |||
| Fluoromount (immunofluorescence) | Sigma-Aldrich | F4680 | |
| Eukitt ( histochimie) | Sigma-Aldrich | 03989 | |
| Médium de congélation de tissus | Leica Biosystems | NC0696746 | |
| Nom | Entreprise | >Numéro de catalogue | Comments |
| Déshydratation de l’alcool | |||
| Éthanol 100 % | Carl Roth | 9065.3 | |
| Éthanol 96 % | Carl Roth | P075.3 | |
| 2-Propanol | Carl Roth | 6752.4 | |
| Substitut de xylène | Fluka | 78475 | |
| Nom | Entreprise | Numéro de catalogue | Commentaires |
| Appareils/outils | |||
| Microm HM 650V | Thermo Scientific | ||
| Jung RM2035 | Leica Biosystems | ||
| Dumont #55 Forceps - Inox | Fine Science Tools | 11255-20 | |
| Dumont #5 Forceps - Inox Biology Tip Fine | Science Tools | 11252-30 | |
| Pince #5SF Dumont - Inox Super Fine Tip Fine Science | Tools | 11252-00 | |
| Cisailles à os - 24 cm | Outils de science fine | 16150-24 | |
| Friedman Rongeur | Fine Science Tools | 16000-14 | |
| Ciseaux émoussés | Outils de science fine | 14000-18 | |
| Ciseaux chirurgicaux - Grandes boucles | Outils de science fine | 14101-14 | |
| Ciseaux chirurgicaux - Sharp-Blunt | Fine Science Tools | 14001-13 | |
| Ciseaux à iris fins | Outils de science fine | 14094-11 |
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