1. Slice Preparazione parasagittale
1,1 Dissect out emisferi cerebrali
Tutti sperimentazione animale dovrebbero seguire locali esame etico e delle normative nazionali. Nel caso degli esperimenti descritti qui, il lavoro conforme agli animali Regno Unito (Scientific Procedures) Act 1986. Noi abitualmente uso dislocazione cervicale senza anestesia per eutanasia il mouse prima di rimuovere il cervello. In alternativa, il mouse può essere terminale anestetizzati, ma in questo caso può essere necessario per determinare se la scelta di anestetico influenza proprietà neuronali.
Togliere il cervello dal mouse e subito posto in condizioni di freddo (4-8 ° C) il taglio artificiale liquido cerebrospinale (ACSF) (vedi Tabella 1 per composizioni in soluzione) bollito alla saturazione con CarboGen (95% O 2, 5% CO 2).
Dopo un massimo di tre minuti, rimuovere con attenzione il cervello dal cUtting ACSF utilizzando una spatola e delicatamente collocare in posizione verticale (lato dorsale verso l'alto) su carta da filtro che è stato inumidito con il taglio ACSF (Figura 1A).
Per facilitare il montaggio accurato degli emisferi, utilizzare un rasoio o bisturi per rimuovere la maggior quantità del cervelletto possibile senza ripercussioni sul MEC (che si trova all'estremo caudale del cervello) e rimuovere il terzo rostrale del cervello sezionando nel piano coronale (figura 1B).
Hemisect il cervello, avendo cura che la sezione è esattamente lungo il piano verticale della linea mediana (Figura 1C).
Ritorno degli emisferi al ACSF bolle di taglio per un minuti e mezzo.
1,2 Montare gli emisferi su un vibratomo
Prima del montaggio, in modo che il bordo tagliente della lama vibratomo è angolato a 20 gradi dalla posizione orizzontale ( Figura 1D). Sulla superficie di montaggio una striscia superficiale di colla parallela alla lama vibratomo, circa la larghezza di un emisfero e sufficientemente lunga per i due emisferi end-to-end.
Avendo cura di minimizzare l'impatto fisico, rimuovere ciascun emisfero dalla ACSF taglio con una spatola e la posizione in modo che la sua superficie mediale si basa sulla spatola e la sua estensione dorsale rivolta verso la lama microtomo. Delicatamente ciascun emisfero sulla striscia di colla, avendo cura di assicurare che la superficie mediale di ciascun emisfero è parallelo alla base microtomo. Abbiamo trovato che i migliori risultati per la superficie dorsale di ciascun emisfero dovrebbe essere parallelo e rivolte verso la lama vibratomo (Figura 1D).
1.3 Manutenzione del preparato durante l'affettatura
Dopo il montaggio immediatamente immergere gli emisferi in ACSF taglio a freddo (4 - 8 ° C). Mantenere la temperature saturazione e CarboGen tutta la procedura di taglio. Se il raffreddamento diretto e gorgogliamento della soluzione nella camera di taglio non è pratico, periodicamente ricostituire la soluzione di taglio ACSF nella camera con soluzione fresca raffreddato e bolle.
1.4 sezioni tagliate
Utilizzando un vibratomo, rimuovere corteccia da due emisferi nel piano sagittale fino a identificare l'estensione più laterale del MEC (tipicamente ~ 1 millimetro dalla superficie laterale) (figura 1F).
Tra tagli sollevare la lama vibratomo up ~ 200 micron per evitare di trascinare la lama ripercorrere e danneggiare il tessuto esposto. Contemporaneamente tagliate sezioni 400 um parasagittali da due emisferi (se sono allineate, come mostrato nella figura 1D saranno entrambi essere tagliate contemporaneamente) finché la portata mediale del MEC viene raggiunto. Questo può essere identificato tramite l'assenza della banda bianca spessa attorno al ventro-caudale curva di tegli ippocampo (la capsula esterna), la non-convessa del suo confine rostrale e l'angolare dorso-caudale 'angolo'. figura 1E illustra l'aspetto circolare dell'ippocampo nel piano parasagittale laterale al MEC. figure 1F-G illustrano come sezioni all'interno del MEC appaiono in diverse laterale-mediale posizioni quando taglio. Nota la progressivamente più a forma di fagiolo aspetto dell'ippocampo da più posizioni mediale. Ogni emisfero produce in genere due o tre fette di 400 micron di spessore che contengono il MEC.
1.5 fette Incubare
Dopo ogni taglio immediatamente disporre le fette in CarboGen-saturo standard di ACSF mantenuti in un bagno di acqua a 35 ° C. Lasciare fette a incubare a 35 ° C per circa 15 minuti nel ACSF dopo il taglio è completa.
Rimuovere il supporto fetta dal bagnomaria e continuare a gorgogliare con CarboGen a temperatura ambiente per lest 45 minuti.
2. Esempio parasagittale Experiment Slice
Un tipico esperimento utilizzando questa preparazione è quello di rendere le registrazioni elettrofisiologiche da parte delle cellule stellate nel livello II della MEC.
2.1 Ottimizzare ottiche
Prima della registrazione, in modo che il condensatore è a fuoco sul piano slice (illuminazione Koehler) ed è centrato sotto l'ingrandimento elevato (ad esempio 40x) obiettivo.
2.2 identificare le cellule di interesse
Utilizzare un basso ingrandimento (es. 4x) obiettivo per identificare una regione approssimativo di registrazione all'interno del MEC (Figura 2A-B). Passare a un obiettivo ingrandimento per identificare cellule vitali all'interno di questa regione (Figura 2C-D).
Come esempio, putativi strato II cellule stellate sono visivamente identificati dai loro forma poligonale o ovoidale e più dendriti primari con diametro simileter, e l'assenza di un diametro unico grande dendrite apicale 2,13,14. Essi vengono identificati sul bordo del bordo Layer I / II, dove sono abbondanti e spesso appaiono in piccoli gruppi 2,9 (Figura 2C-D). Altri tipi di cellule, quali interneuroni e cellule piramidali dovrebbero anche essere identificabile.
A questo punto esperimenti può essere effettuata, per esempio utilizzando whole-cell patch-clamp per registrare il potenziale di membrana o di membrana corrente da neuroni identificati, e metodi elettrici o optogenetic per attivare gli ingressi sinaptiche al neurone registrato. Neuron identità può essere verificata dalle proprietà elettrofisiologiche dei neuroni registrati e includendo le etichette fluorescenti all'interno della soluzione intracellulare.
3. Misurare posizione lungo il dorso-ventrale Axis
3,1 posizione dell'immagine di interesse e slice circostante
Per determinare la posizione di un regineurone DED lungo il dorso-ventrale asse, utilizzare innanzitutto un obiettivo a basso ingrandimento per l'immagine della regione MEC della fetta e le zone circostanti. Segnare la posizione di interesse, ad esempio, tra l'elettrodo di registrazione in una immagine (Figura 3A) o scendendo il diaframma di campo e lascia un cerchio luminoso intorno alla posizione di interesse in una copia dell'immagine. Per individuare la posizione di registrazione all'interno dell'immagine del duplicato può essere sovrapposta all'immagine iniziale della posizione di registrazione e dei suoi dintorni (Figura 3B). Fino a 3 ingrandimenti separata bassa (4x) immagini può essere necessario per coprire l'area da una posizione di registrazione ventrale al confine dorsale del MEC. Queste immagini possono poi essere unite insieme mediante manipolazione delle immagini software per fornire un'immagine che le misure di distanza può essere presa da (Figura 3). Ulteriore verifica dell'identità neurone e localizzazione può essere effettuata seguendo registrazione includendomarcatori inattivi come coloranti o biocitina Alexa all'interno della soluzione intracellulare e quindi utilizzando opportune elaborazioni del tessuto in seguito registrazione 2.
3,2 Stabilire il confine dorsale del MEC
Il bordo dorsale del MEC fornisce un punto di riferimento da cui partire per misurare la posizione dorso-ventrale. Il bordo ventrale del MEC non è ben definito.
La figura 4 mostra come i punti di riferimento definiti nel MEC cellulari Nissl fette colorate a differenti posizioni di medio-laterale appaiono sotto illuminazione DIC.
Figura 4 A mostra l'ippocampo circolare (figura 4 (i)) e la mancanza di una sporgenza parasubicular strato in I (Figura 4 (iv)) associato con fette parasagittali contenenti laterale corteccia entorinale (LEC).
Figura 4 aC mostrano fette tipici che contengono la MEC. La parte dorsale del promontorio scuro dorsale entorinale / Parasubicular regione di confine nelle fette DIC illuminati contiene un'area del parasubiculum. L'area parasubiculum è chiaramente rivelata mediante colorazione Nissl nelle immagini corrispondenti a colonna (iii). Il bordo dorsale delle MEC (frecce nere in 4B e 4C colonna (iv)) è ventrale al gruppo di celle parasubicular che sporge in profondità nello strato I (frecce rosse 4B e 4C colonna (iv)).
Confronto delle figure 4B e 4C colonne (ii) e (iii) mostra che il bordo dorsale del MEC nelle sezioni Nissl corrisponde a una posizione che è ventrale al bordo dorsale del buio entorinale / Parasubicular regione di confine nella fetta DIC ( frecce nere). La posizione del bordo può essere stimata dalle immagini DIC e di confronto per immagini di riferimento (vedi anche rif. 14). Future convalida del confine dorsale MEC con marcatori molecolari migliorerà l'accuratezza di questa stima. Notiamo that macchiato sezioni di riferimento, e le sezioni che vengono elaborati per l'identificazione morfologica di neuroni marcati, può essere soggetto a restringimento considerevole. Confronto delle distanze relative a punti di riferimento assoluti in DIC sezioni di riferimento e quindi richiede prima misurazione e della correzione per il ritiro (si veda per esempio rif 2).
3,3 Calibrare e misurare le distanze
Per agevolare una facile misurazione della distanza in immagini, utilizzare lo stesso obiettivo a basso ingrandimento di immagine una griglia di riferimento per stabilire un pixel: conversione del rapporto a distanza. Misurare la distanza pixel dal bordo dorsale della MEC alla posizione di interesse lungo il contorno della MEC utilizzando un programma di grafica e convertire distanza pixel a distanza in um (figura 5A). Se i neuroni sono riempiti con un marcatore come biocitina, allora posizione del neurone registrato può anche essere recuperato dal trattamento appropriato (per esempio vedi riferimento 2).
4. ReprRisultati esentative
Figura 5A mostra un esempio basso ingrandimento (4x) immagine composita di una fetta parasagittale dopo la registrazione, con le posizioni di neuroni registrati e guide misurazione sovrapposti. Registrazioni dalle cellule marcate stellate dorsale e ventrale sono mostrati in figura 5B. Queste registrazioni aiutare a stabilire l'identità delle cellule ed illustrare come le proprietà elettriche del MEC Layer II cellule stellate differiscono in luoghi dorsali e ventrali.

Figura 1. Preparazione di fette parasagittali. Un cervello intero riposo con il lato dorsale verso l'alto su carta da filtro inumidita con taglio ACSF. B Cervello dopo la rimozione del cervelletto e del terzo rostrale della corteccia frontale. cerebrale C Hemisected pronto per il montaggio. D montato emisferi striscia adesiva parallelamente al tagliente della lama vibratomo prima immersione nel taglio ACSF e affettare. E aspetto di sezione contenente LEC durante Aspetto taglio procedura dopo la rimozione di tessuto laterale e non ancora sufficientemente mediale per uno standard fetta parasagittale MEC. F della parte 'laterale' del MEC dopo la rimozione di ulteriori 400 micron di tessuto (la superficie è di 400 um mediale a quello illustrato nella . (F)) Aspetto G della parte 'mediale' del MEC, dopo una fetta di 400 micron parasagittale è stato tagliato HI Schema di EF, rispettivamente, indicano punti di repere anatomici, C:. cervelletto, L: laterale della corteccia entorinale (LEC), m: mediale corteccia entorinale (MEC), h: ippocampo, arancione: capsula esterna, blu: corpo calloso, ciano: giro dentato, green: CA3 e CA1. L'aspetto di confine rostrale dell'ippocampo a fette che contengono LEC è concava (freccia nera in H), mentre a fette che contengono solo MEC, il confine può essere lineare (freccia rossa in I) o concave (freccia rossa in J). Le forme approssimative di punti di repere anatomici colorati sono stati ricavati dalle annotazioni nel cervello Allen Atlas ( http://mouse.brain-map.org/atlas/ARA/Sagittal/browser.html ).

Figura 2. Identificare le cellule dello strato MEC II sotto illuminazione DIC. Una immagine composita Esempio di para sezione sagittale del cervello a basso ingrandimento (4x). Le immagini separate sono state allineate e miscelati per rimuovere i bordi di distrazione e vignettatura. Importante punto di riferimento h aree: l'ippocampo, m. MEC B Crop da un individuo a basso ingrandimento (4x) un'immagine che contiene strato II del MEC, visibile come la striscia scura verticale vicino al bordo destro C MEC II livello a forte ingrandimento (. ) 40x con illuminazione DIC. L'immagine è un composito allineata e mescolato di più immagini. Il denso centrale 'colonna' di cellule è Layer II. D singola immagine ad alto ingrandimento DIC mostra un gruppo di cellule stellate presunti sani e interneuroni dello strato II. Come si vede qui, le cellule stellate si verificano spesso in gruppi al confine dello strato I / II. Cellule piramidali tendono a trovare più vicino al II / III confine Layer. Le linee tratteggiate in AC indicano il grado di BD, rispettivamente. Barre di scala: in A e B 500 pm, in C e D 100 micron.
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Figura 3. La misurazione del dorso-ventrale posizione di luoghi di interesse. Un ingrandimento Allineato bassa (4x) immagini che includono l'intero dorso-ventrale entità del MEC tra la posizione di interesse (contrassegnato dalla punta di un elettrodo di registrazione) e al buio entorinale / Parasubicular riferimento zona di confine (utilizzato per stabilire il bordo dorsale del MEC - vedi figura 4) B come in A, ma con una immagine sovrapposta con una bloccata sul campo di diaframma ad iride (sovrapposti con opacità ridotta) invece di un elettrodo di registrazione per contrassegnare la posizione di interesse..

Figura 4. La stima del bordo dorsale della MEC dalle immagini DIC di fette parasagittali. AC sezioni parasagittale (laterale a mediale) dalla corteccia entorinale. Sezioni DIC e Nissl sono da mic diversie colonna AC (i):.. intere fette parasagittali (400 micron di spessore) (allineati e composti misti di basso ingrandimento (4x) immagini) colonna AC (ii): Primo piano di corteccia entorinale con il colore scuro, caratteristica entorinale / Parasubicular regione di confine in la zona superiore di ogni immagine. AC colonna (iii) Nissl fette colorate (40 micron di spessore) da un mouse diverso allineato con le immagini in AC (ii). Il più scuro, denso strato di cellule è lo strato II. Confronto colonne (ii) e (iii) mostra come le cellule colorate Nissl apparire nelle immagini DIC colonna AC (iv):. Dettaglio di Nissl fette colorate. Colonna B e C (iv) includono cellule dal parasubiculum (parte dorsale del buio entorinale / Parasubicular regione di confine nelle immagini DIC) e cellule di MEC dorsale. In B (iv) e C (iv) la patch grande dorsale di cellule parasubicular che si estende in profondità nel layer I è facilmente visibile (frecce rosse). Il bordo ventrale di queste patch corrisponde alla dorsale border del MEC (frecce nere). In A (iv) la patch parasubicular è assente, indicando che la fetta è troppo laterale per una preparazione standard parasagittale fetta MEC. In tutti i pannelli, frecce nere indicano il confine dorsale del MEC. Frecce grigie indicano il confine approssimativa ventrale del MEC.

Figura 5. Risultati rappresentativi. Una porzione ritagliata e Blended dell'immagine in Figura 3 A. Le posizioni di una cella dorsale e una cellula ventrale sono indicati con blu e verdi cerchi pieni rispettivamente. La freccia nera segna il confine stimato dorsale del MEC e si estende negli strati profondi dalla linea bianca tratteggiata. La linea solido bianco un breve mostra il percorso di contorno lungo il quale è stata presa la misurazione pixel di distanza dal bordo dorsale della MEC alla cella posizione ventrale. Barra della scala: 500 micron B Electro.tracce fisiologiche le cellule indicate in A. Da sinistra a destra - le risposte sottosoglia alle operazioni correnti utilizzati per calcolare la resistenza di ingresso, spike risposta ad un grande passo positivo attuale, particolare picco.