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Durante l'apprendimento, gli animali formano associazioni tra insiemi complessi di stimoli altamente specifici. Queste informazioni ad alta risoluzione è pensato per essere codificato da alterazioni all'interno di modelli specifici di neuroni scarsamente distribuiti chiamati complessi neuronali. Ensemble neuronali sono stati recentemente identificati dalla induzione di immediatamente primi geni (IEGs) come Fos, Arco, e Zif268 e dei loro prodotti proteici nei neuroni che sono stati fortemente attivati durante il comportamento o l'esposizione stecca. Fos-esprimendo neuroni, in particolare, hanno dimostrato di giocare un ruolo causale nel contesto e comportamenti appresi 1-4 specifici stecca. Così, neuroadaptations molecolari unici all'interno di questi neuroni Fos-esprimono attivati sono migliori candidati per i meccanismi neurali che codificano apprese le associazioni costituite durante il normale disturbi di apprendimento e di formazione anomala, come la dipendenza e disturbi da stress post-traumatico (PTSD) 5.
Fluorescence attivato cell sorting (FACS) ha recentemente permesso l'analisi di neuroadaptations molecolari unici all'interno dei neuroni Fos-esprimono. Citometria a flusso e cell sorting sono stati sviluppati nel 1960 6,7 per caratterizzare e isolare le cellule in base alle loro caratteristiche di luce-dispersione e immunofluorescenza, e sono da tempo utilizzati in immunologia e la ricerca sul cancro. Tuttavia citometria a flusso e FACS richiede singole cellule dissociate che sono difficili da ottenere da tessuto cerebrale adulta. FACS è stato usato per la prima per isolare e analizzare Green Fluorescent Protein (GFP) esprimente neuroni striatali dei topi transgenici che non richiedono l'etichettatura degli anticorpi 8,9. Abbiamo sviluppato un metodo FACS a base di anticorpi 10 per isolare e valutare le alterazioni molecolari a Fos-esprimendo neuroni attivati da farmaci e / o spunti in animali wild-type 11-15. In questo metodo, i neuroni sono etichettati con un anticorpo contro il marcatore neuronale generale NeuN, mentre i neuroni iperattivazionesono etichettati con un anticorpo contro Fos. Anche se il nostro metodo iniziale richiesto messa in comune di un massimo di 10 ratti per campione di tessuto fresco, successive modifiche del protocollo ha permesso FACS isolamento di Fos-esprimendo neuroni e della polimerasi quantitativa Chain Reaction (qPCR) analisi delle aree cerebrali distinte da un singolo topo 13-15 . Nel complesso, alterazioni molecolari unici sono stati trovati in Fos-esprimendo neuroni attivati nel corso di una serie di comportamenti al contesto e cue-attivati nella ricerca dipendenza 12,14,15.
Un importante problema logistico con l'esecuzione di FACS sul tessuto fresco è che ci vuole un giorno intero per dissociare il tessuto e il processo da FACS. Inoltre, solo circa quattro campioni possono essere processati al giorno. Questo di solito significa che solo una zona del cervello può essere valutata da ciascun cervello e le zone del cervello rimanenti devono essere scartati. Questo è un grave problema per le procedure comportamentali basso throughput come l'auto-somministrazione e l'estinzione training che richiede un intervento chirurgico e molte settimane di allenamento intensivo. Inoltre, le procedure comportamentali lunghe e complicate giornata di test rende difficile eseguire FACS lo stesso giorno. Sarebbe un vantaggio significativo per essere in grado di congelare il cervello dagli animali subito dopo test comportamentali, e quindi isolare i neuroni Fos-esprimono da una o più aree cerebrali in diversi momenti della scelta degli investigatori.
Qui dimostriamo che il nostro protocollo FACS può essere utilizzato per isolare i neuroni Fos-esprimono (e altri tipi di cellule) dal tessuto cerebrale sia freschi che surgelati. A titolo di esempio, abbiamo isolato Fos-esprimendo neuroni da striato di ratto dopo le iniezioni di metanfetamina acute e da ratti naive senza iniezioni (condizione di controllo). Tuttavia, questo protocollo FACS può essere utilizzato dopo ogni trattamento comportamentale o farmacologica. La successiva analisi qPCR dei nostri campioni indicato che l'espressione del gene da questi tipi di cellule potrebbe essere valutata con Simiefficienza lar da tessuti sia freschi che surgelati.