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Research Article
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
マウスの二次運動皮質(M2)における局所電位電位(LFP)の生体内電気生理学的記録を提示し、半球横化を評価するために適用することができる。今回の研究では、WTコントロールと比較して、APP/PS1マウスにおける左右のM2間の同期レベルの変化が明らかになった。
この記事では、マウスの皮質領域における生体内二国間の記録と局所視野電位(LFP)の分析の両方に関する完全で詳細な手順を示し、横質欠損の可能性を評価するのに有用であり、げっ歯類における脳の接続性とニューラルネットワーク活動の結合を評価する。一般的な神経変性疾患であるアルツハイマー病(AD)の根底にある病理学的メカニズムは、ほとんど知られていない。脳の横質の変化は高齢者で実証されているが、異常な横振りがADの初期徴候の一つであるかどうかは決定されていない。これを調べるために、3~5ヶ月前のADモデルマウスAPP/PS1に、リメイトワイルドタイプ(WT)コントロールを含む両側LFPを記録した。ガンマバンドにおける左右二次運動皮質(M2)のLFPは、WTコントロールよりもAPP/PS1マウスにおいてより同期性が高く、このADマウスモデルにおける両側M2の半球非対称性の低下を示唆した。特に、記録およびデータ解析プロセスは柔軟で簡単に実行でき、ニューロン回路に焦点を当てた実験を行う際に他の脳経路にも適用できます。
アルツハイマー病(AD)は、認知症1、2の最も一般的な形態です。細胞外βアミロイドタンパク質(β-アミロイドタンパク質、Aβ)沈着および細胞内神経線維性もつれ(NOF)は、AD3、4、5の主な病理学的特徴であるが、ADの根底にあるメカニズムである病因はほとんど不明のままである。認知と記憶の重要な構造である大脳皮質は、AD6で障害を受け、歩行が遅いなどの運動障害、環境のナビゲートが困難、歩行障害が7歳に伴って起こる。Aβ沈着および神経線維性もつれは、AD患者8および認知的影響を受けた高齢者9の前運動皮質(PMC)および補助運動領域(SMA)においても観察され、障害を持つ運動の関与を示す。AD病因のシステム。
脳は縦割れで分割された2つの異なる大脳半球によって形成される。健康な脳は、構造的および機能的な非対称性10の両方を示し、「横化」と呼ばれ、脳が複数のタスクや活動を効率的に処理できるようにします。老化は認知および移動の悪化をもたらす, 脳の横数の減少と一緒に11,12.左半球の運動能力は健康な脳13で容易に明らかであるが、AD脳異常横性は左皮質萎縮に関連する左半球支配の失敗の結果として起こる14、 15、16.したがって、AD病因における脳横形成の起因性変化の可能性を理解することは、AD病因に関する新たな洞察を提供し、治療のための潜在的なバイオマーカーの同定につながる可能性がある。
電気生理学的測定は、動物の神経活動の変化を評価する敏感で効果的な方法です。高齢者における半球非対称性の減少(HAROLD)17は、同期した半球間移動時間を伴う電気生理学的研究によって文書化されており、これは、半球非対称性の弱体化または不在を示す。高齢者18の発話刺激.APP/PS1を利用して、最も一般的に使用されるADマウスモデルの19、20、21、22、左右両方のM2におけるLFPの生体内両側細胞外記録と組み合わせて、ADで可能な横割り赤字を評価した。さらに、単純なパラメータ設定により、データ解析ソフトウェア(材料表を参照)の組み込み機能により、数学的によりも電気信号の同期をより速く、より簡単に分析できます。生体内電気生理学で初心者に優しい複雑なプログラミング言語。
中国科学技術省の実験動物ガイドラインと実験によると、すべての動物は標準的な条件(12時間の光/暗い、一定の温度環境、食物と水への自由なアクセス)の下でペアで収容されました。広州大学の地元の倫理委員会によって。これは非生存の手順です。
注:代表的な結果に示すデータについては、APP/PS1(B6C3-Tg(ApPswe,PSEN1dE9)85Dbo/J)の二重トランスジェニックマウスおよびリターメイト野生型(WT)コントロールを生後3~5ヶ月で、記録に使用した(n=10、グループあたり)。
1. 動物麻酔と手術
2. マウスの両側M2におけるLFP記録
3. 相互相関分析
4. コヘレンス分析
早期AD病理が半球横化の能力を損なうかどうかを調えるために、APP/PS1マウスおよびWTコントロールの左右M2における両側細胞外LFP記録(3~5ヶ月)を実施し、これらの左の相互相関を解析し、右の LFP。WTマウスでは、正のタイムラグにおける左右のLFP間の平均相関が負のタイムラグと有意に異なり、WTコントロールのM2領域における半球非対称性の存在を示す結果が示された(図4) C;WT 陽性、 0.08161 ± 0.01246;WT 負、0.0206 ± 0.01218;p = 4.74531E-4 < 0.001 2つのサンプルt -testによる)対照的に、APP/PS1マウスの左右のLFPは、時間領域でより高い同期を示し、左右M2間の非対称性の低下を示唆した(図4C;APP/PS1陽性、 0.13336 ± 0.0105 APP/PS1 陰性、 0.12635 ± 0.01066;p = 0.64157 > 0.05 2 サンプルt-test)。
次に、LFP(図5A)からガンマ振動をフィルタリングし、プロトコルに記載されているように一貫性解析を行い、ガンマ周波数範囲における電気信号の類似性を測定した。その結果、APP/PS1における左右のM2間のガンマの一貫性がWTマウスよりも有意に高かったことが示された(図5B;C;WT, 0.13267 ± 0.00598;アプリ/PS1、0.17078 ± 0.0072;p = 0.00550 < 0.01 by 2 つのサンプルt-test) は、APP/PS1 マウスの左右の M2 間の同期が高いことを示し、その結果、横向き化を減少させた。

図 1:同時LFP記録手順の図。(A) 左右M2のLFPの生体内記録用に頭蓋骨を露出し、デュラマターを取り外した立体マウス。(B)同時に掘削された穴の皮質表面と接触する2つのガラスマイクロ電極。(C) マイクロ電極とAg/AgCl線を適切な部位に配置した基準電極として記録する。この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

図 2: 相互相関分析の図。(A) 波形相関ダイアログボックスの設定。これにより、どの波形チャネルが参照を選択し、2 つの信号の相関関係を分析するためのオプションが提供されます。(B) プロセスダイアログボックス。これにより、参照波形の時間長を設定し、別の波形の継続時間を設定するオプションが提供されます。解析は、両方の波形チャネルが存在するデータの領域に対してのみ行われます。(C) マイナスと正のタイムラグの値を持つ.txt ファイルの例は、統計に対して別々に行われます。この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

図 3: コサイレンス解析の図。(A) コサイレンスダイアログボックスのパラメータ設定。ブロック サイズによって、解析で使用されるデータ ポイントの数と周波数解像度が決まります。(B) 点線は、オペレータが分析のための信号の持続時間を設定するために手動で移動するために調整可能です。(C) ソフトウェアがチャートを作成したら、[ファイル -保存] をクリックして、コシエンスの結果を .txt ファイル名拡張子を持つファイルとして保存します。この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

図 4:交差相関は、APP/PS1マウスの左右M2間の半球横化の低下を示す。(A) 細胞外記録法を用いたWTおよびAPP/PS1マウスの両側M2に同時に記録されたLFPの代表的な生の痕跡(L:左M2;R:右M2)。(B) クロス相関曲線は、異なるタイムラグにおける両側LFP信号の相関を示す。(C) 左右のM2の間では、WTコントロールは負の時間差の範囲で有意に高い相互相関値を示した。対照的に、APP/PS1マウスの相互相関値は類似性を有し、非対称性の低下を示す(n=10、群当たり)。値は平均±標準誤差を表す。p < 0.001;2つのサンプルt-test。この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。

図 5: WTとAPP/PS1マウスの左右M2間のガンマ振動の一貫性。(A) 左右のM2のLFPからフィルタリングされたガンマ振動の代表的な痕跡。(B) 両側M2に同時に記録されたLFP間のコヘレンス分布。APP/PS1マウスは、ガンマ周波数範囲のWTコントロールとは大きく異なります。(C) 両側M2のガンマ振動間の一貫性
APP/PS1マウスはWTコントロールよりも有意に高い(n = 10、グループあたり)。値は平均±標準誤差を表す。**, p < 0.01;2つのサンプルt-test。この図のより大きなバージョンを表示するには、ここをクリックしてください。
著者は何も開示していない。
マウスの二次運動皮質(M2)における局所電位電位(LFP)の生体内電気生理学的記録を提示し、半球横化を評価するために適用することができる。今回の研究では、WTコントロールと比較して、APP/PS1マウスにおける左右のM2間の同期レベルの変化が明らかになった。
この研究は、中国国立自然科学財団(31771219、31871170)、広東省科学技術部(2013KJCX0054)、広東省自然科学財団(2014A030313418)の助成金によって支援されました。2014A030313440)。
| AC/DC差動増幅器 | A-M Systems | Model 3000 | |
| アナログデジタルコンバータ | Cambridge Electronic Design Ltd. | Micro1401 | |
| ガラスホウケイ酸マイクロピペット | 南京春教育実験装置会社 | 161230 | 外径:1.0mm |
| マイクロ電極プーラー | 成重 | PC-10 | |
| NaCl | 広州化学試薬工場 | 7647-14-5 | |
| ピンマイクロ電極ホルダー | World Precision Instruments, INC. | MEH3SW10 | |
| スパイク2 | ケンブリッジ・エレクトロニック・デザイン・リミテッド | ||
| 実体顕微鏡 | Zeiss | 435064-9020-000 | |
| 脳定位固定装置 | RWDライフサイエンス | 68045 | |
| ウレタン | Sigma-Aldrich | 94300 |