この記事では、哺乳類の皮質から接線方向の平坦化されたセクションを取得し、皮質モジュールによる組織化学的および免疫組織化学的方法を視覚化する詳細な方法について説明します。
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方法論記事
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この記事では、哺乳類の皮質から接線方向の平坦化されたセクションを取得し、皮質モジュールによる組織化学的および免疫組織化学的方法を視覚化する詳細な方法について説明します。
哺乳類の大脳皮質は異なる部分やモジュールに parcellated です。皮質モジュールは通常そこに皮質のシートを平行し特定の組織化学的および免疫組織化学的方法で線引きすることができます。この研究では、哺乳類の脳の皮質を分離し、皮質のシートに平行にセクションを取得するそれらを平坦化する方法を強調表示します。さらに、組織化学的選択したハイライト、これらを処理する免疫組織化学的方法は、皮質モジュールを可視化する接線方向のセクションを平坦化します。各種哺乳動物の体性感覚皮質では、体表や動物の体のさまざまな部分を表す皮質モジュールを明らかにするチトクロム酸化酵素組織化学的研究を実行します。内側内嗅領皮質、グリッド セルの生成場所、領域は皮質のシートにグリッド パターンのいくつかの種の間で整理される遺伝のニューロンのモジュールを強調表示する免疫組織化学的方法を駆使します。全体的にみて、分離し、layer-wise を準備するためのフレームワーク皮質のセクションを平坦化、化学を用いた皮質モジュールとさまざまな哺乳類の脳での免疫組織化学的方法を視覚化を提供いたします。
大脳皮質における系統間の頭脳の構造の最も重要な変更のいくつかを観察できます。重要な違いにもかかわらず動物の大脳皮質共通パターンに従います、レイヤーとエリア1では 2 つの異なる方法で大きく分類されます。皮質層はそこに脳の表面に平行と哺乳類の皮質1で 6 層に爬虫類野2の 3 レイヤーの数が異なります。皮質は一方で主など個別の機能に対応する大脳皮質の異なる領域、体性感覚野はタッチや視覚入力の処理の視覚皮質の感覚に関与します。これらの皮質頻繁に分割できますパッチまたはモジュール3、解剖学的構造は、基本的に脳の軟膜の表面に平行を見つけては繰り返し定期的にします。皮質モジュールが特定のレイヤー4に限られることがあります。 またはいくつかのレイヤー5に 。
脳の標準断面方法は、コロナや矢のような脳の表面に正常のセクションを含みます。皮質モジュールを可視化するこれらのメソッドを使用できますが、皮質のモジュールは、脳の表面に平行な平面で接線方向、視覚化されたときは、興味深い機能の多くを明らかになることができます。例えば、脳表面に垂直に視覚化されたときバレルとしてひげを表す齧歯動物の脳の体性感覚のモジュールが表示され、従って地域派生名バレル皮質。ただし、接線方向にバレルの視覚化の彼らは外部の体表面のひげの正確なレイアウトをミラーリング地形向きで配置されてバレルとウィスカ マップを明らかに。特定のケースでモジュール式の配置はかなりの期間のための検出をエスケープも非接線方法で視覚化されたとき。内側嗅は、グリッド セル、動物が環境を走査するとき規則的な六角形パターンで発射するニューロンの存在を知られています。にもかかわらず、最近では、パッチの有無や内側嗅細胞のモジュールまで大きく調査エリアは、6の六角形のパターンでレイアウトする物理的に検出を逃れていた。プレゼンスおよびラット脳におけるこれらのモジュールの配置は、内側嗅の接線方向のセクションを作ると、細胞構築を層ごとに調査によって促進されました。
断面後、皮質モジュールの可視化の特定の側面は、複数の方法で実現できます。従来、研究細胞密度や繊維レイアウト1に基づいてモジュールの輪郭を描いた。高い活動8の領域を明らかにするチトクロム酸化酵素組織化学を使用する人気のある方法です。新しいアプローチは、遺伝的に決定細胞型のタンパク質発現プロファイル6,8に基づいて区別を見ています。
この研究では、哺乳類の脳の皮質を分離、平面的な接線方向のセクションを取得およびチトクロム酸化酵素組織化学および細胞型特定の蛋白質の免疫組織化学に基づいて大脳皮質のモジュールを可視化する方法を強調表示します。
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すべての実験の手順は、ローカル倫理委員会 (LaGeSo) の監督の下で動物福祉に関するドイツのガイドラインに従って行われました。人間バット脳データはナウマンらから派生した、5雄 Wistar ラットに次の手順を実行 (ひずみ: RJHan:WI)。
1. 血流と脳領域抽出
注: 既存固定と血液-無料脳を得るために動物の transcardial 潅流推奨されています、残血は染色中に非特異的バック グラウンド信号を増加。それにもかかわらず、それも非灌流標本からフラットなセクションを取得し、それらを染色可能です。試料の取り扱いの容易さは、使用される定着剤の濃度によって異なります。あまり固定の平坦化、切削、高すぎる濃度平坦化のための柔軟性と染色の信号の品質を下げるしながら脳への損傷のリスクが高まります。
2. 脳の解剖と平坦化

図 1: ラット大脳皮質半球と体性感覚野におけるモジュールの可視化の平坦化のためのワークフローの略図。マウスの脳の解剖 transcardial 潅流後 (A)。皮質下構造除去し、皮質のリン酸バッファー (B) の 2 つのガラス スライド間フラット化されました。平たい半球 (C) だった後固定、接線方向断面およびチトクロム酸化酵素活性 (D) のステンド グラスします。スケール バー = 1 cm。 r: c: Caudal Rostral l: 横、m: 内側。Lauer 氏らから適応図23この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください。
3. 切削接線セクション
注: プロトコルを汚すの要件に応じて切削手順と厚み合わせることができます。80-150 μ m でさらに組織化学的処理 (手順 3.2) の半球をカットする、vibratome を使いました。ただし、免疫組織化学的処理薄いセクションが望まれ、凍結ミクロトームを用いて断面 (3.3) でステップ 10-60 μ m。ビデオ 1を参照してください。

ビデオ 1: 接線断面ラット内側嗅と parasubicular と嗅内皮質モジュールのレイアウトからのスケマティック ビデオ。齧歯動物の脳の内側嗅皮質の後部の端にある、内側と腹側に向かって傾いています。接線方向のセクションを取得するには、この角度でナイフを定位します。その結果、適切な細胞型特異染色内側嗅と隣接する parasubiculum のモジュラー構造を明らかにします。ビデオ レイとブレヒトの8から適応。してくださいここをクリックしてこのビデオを表示します。(右クリックしてダウンロード)
4. チトクロム酸化酵素染色を用いた皮質モジュールの可視化
注: 異なるプロトコルを汚すウォン ライリー17 例えば、チトクロム酸化酵素活性の組織化学的検出のため開発され Divacらによって後で変更18このプロトコル Divacらによるものに基づいて18、硫酸ニッケル アンモニウム (NiAS) を使用するのでより高いコントラストと汚された皮質領域でより良い定義されたモジュールの結果します。
5. 免疫組織化学染色を用いた皮質モジュールの可視化
注: 複数のプロトコル、免疫組織化学、最適な試料とプローブの種類にことがあります。適応を行うことができます必要に応じて、さまざまな濃度の抗体、構造のエージェント、およびインキュベーション時間によって。次のプロトコルは、蛍光プローブによる抗体と可視化の広い範囲を検出するための良い結果に します。
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様々 な脳の体性感覚野の皮質のセクションを平らを, チトクロム酸化酵素組織化学別の身体の部分を表現するシミュレーション モジュールを可視化するためにそれらを処理します。この比較のアプローチにより、その形状野、例えば、齧歯動物および兎のバレル21 (図 2) mystacial ヒゲの非常に節約された表現を示す進化の力を勉強します。対照的に、足と性器など他の体の部分を示し、彼らの親類のバリエーション サイズ生態学的ニッチまたは性選択22,23特殊化を反映します。
内側嗅のアーキテクチャを理解するには、軟膜表面に平行なセクションを得た。これは主に、マウス、ラット、およびエジプトのフルーツ バットの内側嗅の接線断面によ...
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大脳皮質のモジュールは、さまざまな技術を使用して識別されています。早いいずれかの可視化による研究通常識別される皮質モジュール セルの密集した地域または繊維1の不在。それ以降のメソッドは、有無樹状束24、25の特定の領域からの求心性神経の神経伝達物質26の充実に活用しています。ここで 2 つの技術、(i) チトクロム酸化酵素組織化学的研究 (ii) 免疫組織化学染色を示します。
チトクロム酸化酵素染色皮質モジュールを視覚化する最も人気のある方法のいずれかをされているし、一次感覚野27,28で広く使用されています。高いミトコンドリア活性17、それにより実質的な機能の反応を誘発する解剖学的モジュールのためのプロキシとしての領域のために暗...
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著者らは、調査した潜在的な利益相反として解釈される可能性が商業や金融関係の不在を宣言します。
この作品は、神経変性疾患 (DZNE) は、ドイツ連邦教育省および研究 (BMBF、Förderkennzeichen の zu ベルリンのフンボルト大学, 計算の神経科学のベルリンのための Bernstein の中心, ドイツ語センターによって支えられました。01GQ1001A)、NeuroCure とゴットフリート ・ ヴィルヘルム ・ ライプニッツ賞 DFG。優れたグラフィック デザインの平石山とユリアーネ Diederichs の優秀なテクニカル サポートに感謝します
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| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| 馬の心臓 | Sigma-Aldrich | C2506 | |
| 3,3'ジアミノベンジジン四塩酸塩水和 | 物Sigma-Aldrich | D5637 | |
| Cytochrome酸化酵素染色 | |||
| 4621.1 | |||
| 硫酸アンモニウムニッケル(II)六水和物 | Sigma-Aldrich | A1827 | |
| HEPES | カールロス | 9105.4 | |
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
| 抗原賦活化 | |||
| クエン酸三ナトリウム二水和物 | Sigma-Aldrich | S1804 | |
| クエン酸一水和物 | Sigma-Aldrich | C1909 | |
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
| Phosphateバッファー/リン酸緩衝生理食塩水/プレフィックス/PFA | |||
| 二水素カリウム | カールロス | 3904.2 | |
| 塩化ナトリウム | ロス | 9265.1 | |
| 二ナトリウム水素二水和物 | カールロス | 4984.3 | |
| パラホルムアルデヒド | カールロス | 0335.3 | |
| トンX100 | カールロス | 3051.3 | |
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
| 免疫組織化学 | |||
| カルビンジンD-28kは鶏の腸から精製され、マウスモノクローナル | Swant | RRID:組 | |
| 、ウサギポリクローナル | Swant | RRID:AB_10000340 | |
| アルブミンフラクションV、ビオチンフリー | カールRoth | 0163.4 | |
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
| 封入または凍結培地 | |||
| Fluoromount(免疫蛍光) | Sigma-Aldrich | F4680 | |
| Eukitt (histochemistry) | Sigma-Aldrich | 03989 | |
| 組織凍結培地 | ライカバイオシステムズ | NC0696746 | |
| 名前 | <>strong>会社名 | カタログ番号 | コメント |
| アルコール脱水 | |||
| エタノール100% | カールロス | 9065.3 | |
| エタノール96% | カールロス | P075.3 | |
| 2-プロパノール | カールロス | 6752.4 | |
| キシレン代替品 | フルカ | 78475 | |
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | strong>コメント |
| Devices/tools | |||
| Microm HM 650V | Thermo Scientific | ||
| Jung RM2035 | Leica Biosystems | ||
| Dumont #55 鉗子 - Inox | Fine Science Tools | 11255-20 | |
| Dumont #5 鉗子 - Inox Biology Tip | Fine Science Tools | 11252-30 | |
| デュモン #5SF 鉗子 - イノックススーパーファインチップ | ファインサイエンスツール | 11252-00 | |
| 骨ばさみ - 24センチ | ファインサイエンスツール | 16150-24 | |
| フリードマンロンゲール | ファインサイエンスツール | 16000-14 | |
| 鈍いはさみ | ファインサイエンスツール | 14000-18 | |
| 用ハサミ - ラージループ | ファインサイエンスツール | 14101-14 | |
| 外科用ハサミ - シャープ ブラント | ファイン サイエンス ツール | 14001-13 | |
| ファイン アイリス ハサミ | ファイン サイエンス ツール | 14094-11 |
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