In-Vivo Imagerie calcique des neurones sensoriels dans le ganglion trijumeau du rat

Jeremy Y. Gedeon; Jorge Baruch Pineda-Farias; Michael  S. Gold

doi:10.3791/65978

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Article de méthode

In-Vivo Imagerie calcique des neurones sensoriels dans le ganglion trijumeau du rat

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DOI :

10.3791/65978

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9 février 2024

Jeremy Y. Gedeon¹^,²^,³ , Jorge Baruch Pineda-Farias²^,³ , Michael S. Gold²^,³

¹Center for Neuroscience at the University of Pittsburgh, ²Department of Neurobiology, University of Pittsburgh School of Medicine, ³Pittsburgh Center for Pain Research, University of Pittsburgh

Dans cet article

Résumé

Les indicateurs calciques codés génétiquement (GECI) permettent une analyse robuste de la signalisation des neurones sensoriels à l’échelle de la population. Ici, nous avons développé une nouvelle approche qui permet de visualiser in vivo l’activité des neurones des ganglions trijumeaux chez le rat.

Résumé

Les indicateurs calciques génétiquement codés (GECI) permettent aux techniques d’imagerie de surveiller les changements dans le calcium intracellulaire dans des populations cellulaires ciblées. Leur rapport signal/bruit élevé fait des GECI un outil puissant pour détecter l’activité évoquée par un stimulus dans les neurones sensoriels. Les GECI facilitent l’analyse au niveau de la population de l’encodage des stimuli avec le nombre de neurones pouvant être étudiés simultanément. Cet encodage de population est le plus approprié in vivo. Les ganglions de la racine dorsale (DRG), qui abritent le soma des neurones sensoriels innervant les structures somatiques et viscérales sous le cou, sont les plus largement utilisés pour l’imagerie in vivo car ces structures sont relativement faciles d’accès. Plus récemment, cette technique a été utilisée chez la souris pour étudier les neurones sensoriels du ganglion trijumeau (TG) qui innervent les structures buccales et craniofaciales. Il existe de nombreuses raisons d’étudier la TG en plus de la DRG, y compris la longue liste de syndromes douloureux spécifiques aux structures buccales et craniofaciales qui semblent refléter des changements dans l’activité des neurones sensoriels, tels que la névralgie du trijumeau. Les souris sont les plus utilisées dans l’étude des neurones DRG et TG en raison de la disponibilité d’outils génétiques. Cependant, avec des différences de taille, de facilité de manipulation et des différences d’espèces potentiellement importantes, il y a des raisons d’étudier les neurones TG du rat plutôt que de la souris. Ainsi, nous avons développé une approche pour l’imagerie des neurones TG de rat in vivo. Nous avons injecté des chiots nouveau-nés (p2) par voie intrapéritonéale avec un AAV codant pour GCaMP6s, ce qui a entraîné une infection de >90% des neurones TG et DRG. La TG a été visualisée chez l’adulte après craniotomie et décortication, et les changements dans la fluorescence de GCaMP6s ont été surveillés dans les neurones TG après stimulation des régions mandibulaires et maxillaires du visage. Nous avons confirmé que les augmentations de fluorescence étaient provoquées par un stimulus avec un bloc nerveux périphérique. Bien que cette approche ait de nombreuses utilisations potentielles, nous l’utilisons pour caractériser la ou les sous-populations de neurones TG modifiées à la suite d’une lésion des nerfs périphériques.

Introduction

La somatosensation, c’est-à-dire l’encodage neuronal des stimuli mécaniques, thermiques et chimiques qui affectent la peau ou d’autres structures corporelles, y compris les muscles, les os et les viscères, commence par l’activité des neurones afférents primaires qui innervent^{ces structures.} Les approches électrophysiologiques basées sur une seule unité ont fourni une mine d’informations sur les sous-types afférents impliqués dans ce processus ainsi que sur la façon dont leurs propriétés stimulus-réponses peuvent changer au fil du temps ^1,2,3. Cependant....