我々は、トレーサーを提供するための実用的なガイドを提供 in vivoでとマウスで成功神経回路の解析に不可欠な手順を示すために、モデル系として脊髄小脳路を使用してください。我々は詳細にAlexaの蛍光物質に結合した小麦胚芽レクチン(WGA)を悪用私たちの多彩なトレースプロトコルについて説明します。
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我々は、トレーサーを提供するための実用的なガイドを提供 in vivoでとマウスで成功神経回路の解析に不可欠な手順を示すために、モデル系として脊髄小脳路を使用してください。我々は詳細にAlexaの蛍光物質に結合した小麦胚芽レクチン(WGA)を悪用私たちの多彩なトレースプロトコルについて説明します。
神経回路は、機能的な地形図にまとめられています。複雑な回路のアーキテクチャを視覚化するために我々は、複数の地形予測のグローバルなパターン形成を確実にラベルを付けるためにアプローチを開発した。小脳は、神経回路の整然とした配置を研究する理想的なモデルです。例えば、脊髄小脳苔状繊維のコンパートメントの組織は、苔状線維のパターン形成を研究するための不可欠なシステムであることが実証されています。我々は最近、アレクサ555と488コンジュゲート小麦胚芽レクチン(WGA)が開発し、成体マウスの脊髄小脳苔状線維の投射をトレースするために使用できることを示した(Reeberら2011)。我々は、神経突起を標識するためWGA -アレクサトレーサー望ましいツールを作る三大特性を発見した。最初に、Alexaの蛍光色素は強烈であり、その明るさは、直接トレースした後wholemountイメージングが可能になります。第二に、WGA -アレクサトレーサーは、開発の全体軌跡と大人の神経projectioにラベルを付けるNS。第三に、WGA - Alexaのトレーサーは、急速に逆行し、順行性の両方の方向に輸送される。ここでは、トレーサーと他の必要なツール、脊髄小脳トレースのための手術を実行する方法とどのように最高の三次元の画像トレースされた突起を準備する方法について詳細に説明します。要約すると、我々だけでなく小脳のでなく、皮質、脳幹、及び脊髄における機能地図の組織との接続を解読するのに有用となるステップバイステップのトレースプロトコルを提供しています。
1。無菌手術を用いた in vivo でのトレーサーを提供する(セクション1.1から1.16まで)
手続きを通じて、我々は標準的な無菌手術法を使用することをお勧めします。これは、滅菌手袋、ガウン、およびフェイスマスクの使用が含まれます。ツールのいずれか使用前にオートクレーブや水、次いでエタノールで十分に洗浄してください。手術中、及び動物、特にホットビーズ滅菌器(Steri 250カタログ番号18000から45、ファイン科学のツール)を持つツールと乾燥殺菌楽器オフクリーンな組織片の間に。さらに、それはあなたが動物の準備(シェービングなど)、手術、そして動物が容易に、監視暖め、そして必要に応じて鎮痛薬を供給することができるリカバリ領域に指定された領域を持っていることをあなたのワークスペースがこのような編成することが重要です。成功した生存手術の鍵は、感染のリスクを軽減し、積極的な術後ケアの戦略を維持することです。あなたがフィン可能表を参照してくださいDこのプロトコルに必要なすべての機器および試薬。
2。順行性にトレースされる苔状線維の検出
3。免疫組織化学
4。顕微鏡とデータ解析
動物
すべての動物実験は医学のアルバートアインシュタイン大学の制度的なガイドラインに従って承認されたIACUC動物のプロトコル下で行った。雄と雌の非近交系スイスウェブスター(タコ、アルバニー、ニューヨーク州)または近交系C57BL6J(JAX、バーハーバー、ME)マウスは、我々のコロニーで維持し、すべての研究に使用された。膣栓が検出された日の正午は、胎生0.5と考えられた。
5。代表的な結果:
脊髄小脳求心性神経はparasagiに終了小脳におけるttalバンド(図3; Voogdら1969;。Grishkatとアイゼンマン1995;フォーゲルとPrittie 1994;ビグら、2005;。Appsとホークス2009;シリトーら2010;。。Reeberら2011)。我々は、実証するために下部胸部、上部腰椎脊髄にWGA -アレクサトレーサーを注入した:1)これらのトレーサーは、一貫して小脳の端末(図3の特定のサブセットを標識するために使用することができます。Reeberら2011)、2)。 WGA - Alexaのトレーサーは激しく明るく、全体小脳の苔状線維の地形の全体的なパターン(図3; Reeberら2011。)視覚化するために使用することができることWGA -アレクサ488と555を組み合わせて使用することができること、3) WGA - Alexaのトレーサーは、免疫組織化学染色(図5)との互換性があることを同じ動物(図4)、および4)で、複数の区域をトレースするため。最近の研究では、WGA -アレクサトレーサーのラベルの脊髄にトレーサーを提供する6時間後、早ければ小脳内の端末とはarchitecturをトレースするための優れた選択肢であることを示した開発経路の電子(Reeberら、2011)。

図1 生体 。A.私たちの外科領域の画像をトレーサーを提供するための機器のセットアップ。B.下部胸部、腰上部は脊柱のこぶのために感じるように脊椎に沿って指を実行することによって識別することができます。背側椎弓切除は、黄色の矢印で示されている"こぶ"、の真ん中にほぼ実行する必要があります。

図2下部胸部のイラスト- 。。。マウスの脊柱の下の胸部大文字木材の地域から無傷の脊椎分節の背側椎弓切除前後A.回路図の上部腰椎セグメントB. dorsumの複数形lの椎弓切除は、関節突起と背側の棘突起の間に板を途中で切断した後、1つまたは2つの椎体の棘突起を除去することによって行われます。

図3。WGA - Alexaのトレーサーは激しく明るく、高解像度での求心性投射の地形を視覚化するために使用することができます。 A.は、回路図には、WGA -アレクサの起源と終了555標識した脊髄小脳ニューロンを示しています。成人脊髄の下部胸部腰上部にWGA -アレクサ555提供後に注射部位のB.イメージ 。のC. Wholemount画像共同で見られるように脊髄の下部胸部、腰上部にWGA -アレクサ555の注入に続く前葉。脊髄小脳路のトレースD. WGA -アレクサ555順行性は、苔状線維のバンドを明らかにronal組織切片。小葉は、ローマ数字と数字のラベル正中線の両側に苔状線維のバンド(すべてのイメージに適用される)によって定義されます。スケールバー:B、500μmのC、500μmのD、200μmの。

図4。WGA - Alexaのトレーサーは、同じ動物に複数の神経経路を標識するために効率的です。脊髄小脳苔状線維のバンドの全体的なパターンを要約したマウスの小脳のA. Wholemount概略図。 WGA -アレクサ555は左側の同じセグメントに腰部脊髄とWGA -アレクサ488の右側に注入した。B.はとして後方小葉を切って冠状切片に見られる、両方のWGA -アレクサトレーサーだった小脳に運ばれ、正常に端末の別個のサブセットを(またReeberらを参照してください。2011)のラベル。略語:モル心血層(ML)、プルキンエ細胞層(PCL)、顆粒細胞層(GCL)、白質(WM)。スケールバー:B、100μmである。

図5。WGA -アレクサトレーサーは、ニューロンと突起の三重標識するための免疫組織化学および組織学と組み合わせて使用することができます。 A. WGA -アレクサ555は小葉IIIの苔状線維に付着される。B. ZebrinIIの染色は、神経細胞とグリア細胞核の。C. DAPI染色小葉IIIにおけるプルキンエ細胞のストライプの配列を明らかにする。D.は、パネルの画像をマージ、B 、および求心性バンド、プルキンエ細胞のストライプ、および一般的な細胞構築のトリプルラベルを示すC。EH。パネルのADに示されている箱入りの地域の高倍率画像。プルキンエ細胞のストライプは、(前述のように番号が見直されるで(アプリとホークス2009))。略語:分子層(ML)、プルキンエ細胞層(PCL)、顆粒細胞層(GCL)。スケールバー:D、500μm以下(AC用)、H、500μm以下(EG用)。
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我々は急速に発展し、成体マウスでは神経突起を標識するための新規蛍光ベースのアプローチを使用してトレースする軸索に成功し、樹状突起に必要な外科的および技術的な詳細を記載している。 WGA -アレクサを使用して、我々は、トレーサーとマーカーが高解像度で三次元のパターン化された回路の地形を分析するために使用することができる方法を示します。
多くのトレーサーは、コレラ毒素サブユニットB、ビオシチン、Neurobiotin、インゲンマメleucoagglutinin(PHAL)、fluororuby、fluoremeraldとfluorogoldを含む神経回路をトレースするために利用可能です。さらに、最近の遺伝学的およびウイルスベースのトレーサーは分子的に異なる神経細胞のサブセットは地形的に高い精度でそのターゲットに接続されていることを明らかにした。いくつかの神経トレーサーを主に順行性または逆行方向(3000 MW対たとえばBDA 10,000 MW)のいずれかで輸送されるが、トレーサーの分子は、しばしば両方で輸送されることに注意してください方向。我々の研究では、我々は地形投影パターンの分析...
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利害の衝突は宣言されません。
この作品は、RVSのスタートアップ資金イェシーバー大学の医学のアルバートアインシュタイン大学から新たな研究者によってサポートされていました。
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 機器/試薬 | モデル/カタログ番号 | 会社 | |
| ビーズ滅菌器 | モデルは250猫をSteri。 #18000から45 | ファイン科学ツール | |
| Cauterizer | ネコ。 #18000から00 | ファイン科学ツール | |
| ホウケイ酸ガラス毛細管 | ネコ。 #300056 | ハーバード装置 | |
| デュアルステージガラスマイクロピペットプラー | モデル001 - PC - 10 | ナリシゲ | |
| マイクロメータの注射器 | ネコ。 #GS - 1100 | Gilmontインスツルメンツ | |
| 小動物の定位音源 | モデル940 - | Kopfは計装 | |
| 電極マニピュレータ | モデル960 | Kopfは計装 | |
| Vetcare室 | ネコ。 #340508 | ハーバード装置 | |
| 暖房パッド | ネコ。 #341241 | ハーバード装置 | |
| ライカDFC360 FXカメラ | DFC360 FX | ライカ | |
| ライカDFC490カメラ | DFC490 | ライカ | |
| ライカDM5500顕微鏡 | DM5500 | ライカ | |
| ライカDFC3000 FXカメラ | DFC3000 FX | ライカ | |
| ライカMZ16 FA顕微鏡 | MZ16 FA | ライカ | |
| CY3フィルター | モデル#11600231 | ライカ | |
| FITCフィルター | モデル#11513880 | ライカ | |
| A4 DAPI / UVフィルター | モデル#11504162 | ライカ | |
| 小麦胚芽アグルチニン、のAlexa Fluor ® 488コンジュゲート | ネコ。 #W11261 | インビトロジェン | |
| 小麦ドイツメートル凝集素、のAlexa Fluor ® 555コンジュゲート | ネコ。 #W32464 | インビトロジェン |
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