NF-κB에 의존하는 성인의 해마 신경의 조작 및 분석을위한 방법이 설명되어 있습니다. 자세한 프로토콜은 마우스의인지 결과의 조사를 위해 치아 이랑 (dentate gyrus)에 의존하는 행동 테스트 (공간 패턴 분리 - 바네스의 미로라고합니다)에 제공된다. 이 기술은 또한 다른 실험 설정에서 조사를 활성화하는 데 도움이됩니다.
Method Article
NF-κB에 의존하는 성인의 해마 신경의 조작 및 분석을위한 방법이 설명되어 있습니다. 자세한 프로토콜은 마우스의인지 결과의 조사를 위해 치아 이랑 (dentate gyrus)에 의존하는 행동 테스트 (공간 패턴 분리 - 바네스의 미로라고합니다)에 제공된다. 이 기술은 또한 다른 실험 설정에서 조사를 활성화하는 데 도움이됩니다.
해마는 일시적인 기억의 형성 및 통합에 중요한 역할을하며, 공간 방향. 역사적으로, 성인의 해마가 포유 동물 뇌의 매우 정적 인 해부학 적 영역으로 조회되었습니다. 그러나, 최근의 연구 결과는 해마의 치아 이랑은 기존의 연결 회로의 수정뿐만 아니라, 성인 신경뿐만 아니라 포함, 성인의 엄청난 가소성의 영역임을 증명하고있다. 이 소성은 전사 인자 NF-κB가 중요한 역할을 담당하는, 전사 복잡한 네트워크에 의해 조절된다. 성인 신경, NF-κB 활성의 전뇌 특정 신경 세포의 억제를위한 형질 전환 마우스 모델을 사용할 수를 연구하고 조작 할 수 있습니다.
본 연구 방법은 구조적 측면, 신경 세포의 사멸 및 전구 확산,인지 의미, whic 포함하여 NF-κB에 의존하는 신경의 분석에 대해 설명합니다H는 특히 치아 이랑 (DG)에 의존하는 행동 테스트, 공간 패턴 분리 - 반스 미로 (SPS-BM)을 통해 평가되었다. SPS-BM 프로토콜은 단순히 성인 해마 신경의 특정 유전자의 영향을 평가하기 위해 설계된 다른 트랜스 제닉 동물 모델에 사용하기 위해 적응 될 수있다. 또한, SPS-BM는 약리학 제제를 사용하여, 예를 들면, DG 의존 학습을 조사하고 조작 겨냥한 다른 실험 설정에서 사용될 수있다.
론적, 해마는 알려진 가장 오래된 해부 뇌 구조의 하나이다. 그런 장기 기억, 공간 방향, 및 각각의 메모리 형성 및 통합의 조절에 중추적 인 기능 등 다양한 복잡한 태스크를 책임진다. 해부학, 해마는 subgranular 영역 내에서 과립 세포와 약간의 신경 전구 세포를 포함하는 뿔 Ammonis (CA1, CA2, CA3 및 CA4) 지역과 치아 이랑 (dentate gyrus) (이랑 dentatus), 등의 피라미드 세포 층 (지층 pyramidale)로 구성 . 과립 세포는 소위 이끼 섬유 (과립 세포의 축삭)를 통해 CA3 영역을 향해 돌출.
지난 세기 말까지, 성인 포유류의 뇌 세포의 가소성과 신경을 결여 정적 인 기관이 될 것으로 추정했다. 그러나 지난 20 년간, 기록의 성장 양이 명확하게 일어나고 성인 신경을 보여줍니다 이상두 뇌 영역, subventricular 영역 (SVZ) 및 해마의 subgranular 영역.
우리의 이전 연구와 다른 그룹의 사람들은 전사 인자 NF-κB가 성인 신경의 중요한 분자 규제 중 하나이며, 심각한 구조적 해마 결함과인지 장애 1-6에서의 규제 완화의 결과가 있다는 것을 보여 주었다. NF-κB는 다섯 DNA 결합 서브 유닛의 다른 이량 체의 조합으로 구성된 유도 전사 인자의 총칭이다 : P50, P52, C-상대, RelB 및 P65 (상대적), 후자의 세 전이 활성화 도메인이. 뇌 내에서 세포질에서 발견되는 가장 풍부한 형태는 P50와 카파 B (IκB) 단백질의 억제하여 비활성 형태로 유지 P65의 이종입니다.
NF-κB 중심 신경을 공부하고 직접 조작하기 위해, 우리는 NF-κB의 subun의 모든 간단한 억제 할 수 있도록 유전자 변형 마우스 모델을 사용그는 구체적 전뇌 7 (도 1 참조). 및 -/tTA -이를 위해, 우리는 다음의 유전자 변형 마우스 라인 IκB / 교차 사육. 형질 전환 IκB / - 라인은 NF-κB 억제제 IκBa (슈퍼 억제 IκBa-AA1)의 트랜스 지배적 부정적인 돌연변이 체를 사용하여 생성 된 8. 야생형 IκBα 달리 IκBα-AA1은 억제제의 인산화와 후속 프로 테오 분해를 방해 알라닌 (V32 및 V36)에 변이 개의 세린 잔기를 갖는다. IκBa-AA1-유전자의 전뇌 신경 세포의 특정 표현, IκB / - 마우스는 마우스는 칼슘 - 칼 모듈 린 의존성 키나제를 숨겨와 교차 자란 IIα 테트라 사이클린 트랜스 활성제 (TTA)에 의해 구동 될 수있다 (CAMKIIα) 발기인 9.
P65 녹아웃 마우스 인해 대규모 간 세포 사멸 (10), 배아 치명적인 표현형이있다, 그래서 여기에 표시된 방법은 우아한 방법을 제공출생 후 성인 신경에서 NF-κB의 역할을 조사하는.
공간 학습과 기억을 연구하는 고전적인 행동 시험은 리처드 모리스, 모리스 물 미로 (MWM) 11로 알려진 시험에 의해 1980 년대에 설명했다. 이 오픈 필드 물 미로에서, 동물은 방향과 추가 - 미로 단서에 따라 숨겨진 플랫폼에 불투명 한 물에서 탈출을 배웁니다. MWM의 건조 변형은 소위 반스 미로 (BM) 12. 이 테스트는 하나의 탈출 상자로 정의 된 구멍 및 방향에 대한 시각적 여분 미로 단서로, 판의 경계에 배치 (20)의 원형 구멍이있는 원형 접시를 사용합니다. 두 실험 패러다임은 짐승`의 물에 대한 혐오, 또는 오픈, 밝은 조명 공백으로 유도 비행 동작에 의존하고 있습니다. 두 시험은 공간 방향에 대한 조사 및 관련 메모리 성능을 할 수 있습니다. 해마는 공간 기억 형성의 일반적이고 필수적인 역할을하지만, 해마 R참여 egions 적용 시험에 따라 다릅니다. BM에서 테스트 메모리는 enthorinal 피질 (EC)와 DG 13-16의 기여없이 해마의 CA1 - 지역에있는 피라미드 뉴런 사이의 연결 활동에서 발생한다. 특히, 고전 BM은 주로 중요한 것은, DG가 결정적으로 처리뿐만 아니라 의미 소위 공간 패턴 인식 17 일에 관여 EC V.에 CA1에 EC III에서 monosynaptic 측두 - ammonic 경로를 통해 탐색에 의존 시각 및 공간 정보뿐만 아니라, 서로 다른, 겹치지 않는 표현으로 유사한 표현이나 기억의 변형. 이 작업은 CA1과 BM (15)에 테스트 할 수 없습니다 EC VI에 CA3에 DG에 EC II에서 기능 트라이 시냅스 회로가 필요합니다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 우리는 구체적으로 공동의 치아 이랑 (dentate gyrus)에 의존하는인지 성능을 테스트하기 위해 행동 테스트로 SPS-BM을 고안했다ntrol 동물 및 NF-κB 억제 다음 IκB / TTA 슈퍼 억제 모델. 중요한 것은, MWM 또는 BM 대조적으로, SPS-BM은 신경의 손상으로 인해 발생하는 미묘한 행동 적자를 공개 할 수 있습니다. 공간 패턴 분리가 EC II와 DG와 CA3와 CA1과 EC VI 사이의 기능 회로에 엄격하게 의존하기 때문에,이 테스트는 내 잠재적 인 신경의 변화, 이끼 섬유 경로의 수정 또는 조직의 항상성의 변화에 매우 민감 DG.
기술적으로, 우리의 테스트의 셋업은 Clelland 등의 연구를 기반으로합니다., 공간적 분리 패턴이 나무 8 팔 레이디 얼 미로 (RAM) 19를 사용하여 테스트 한에서. 우리의 수정 된 설정에있는 8 개의 팔은 일곱 동일한 노란색 식품 하우스로 대체되었다. 요약하면, 방법은 해마, 이끼 섬유 돌기, 신경 세포 드에게 내 doublecortin 발현 (DCX +) 세포의 분석을 포함하여, 여기에 표시ATH 특히 SPS-BM 여기서 제시된, 성인 신경에 영향을 도입 유전자를 도입 한 다른 마우스 모델 연구에 적용될 수있다. 또한 응용 프로그램이되는 약물의 연구와 DG 및 공간 패턴의 분리에 미치는 영향을 측정을 포함 할 수있다.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
윤리 문
본 연구는 정부의 동물 및 관리에 사용위원회, 국가 노스 라인 - 웨스트 팔리 아, (뒤셀도르프, 독일)의 LANUV의 규정에 따라 실시 하였다. 모든 동물 실험은 라이센스 번호 8.87-51.04.20.09.317 (LANUV, NRW)에서 LANUV, 뒤셀도르프에 의해 승인되었다. 모든 노력이 조난 및 연구에 필요한 동물의 수를 최소화하도록 하였다.
1. 동물 관리 및 주택
2. 공간 패턴 분리 - 반스 미로 (SPS-BM)
3. BrdU의 라벨링
4. 망막 비관 동물의 두뇌와 저온부의 제조 제거
5. 관류 동물에서 섹션의 준비
6. 망막 비관 동물의 뇌 섹션의 면역 조직 화학
7. 관류 동물의 뇌 섹션의 면역 조직 화학
8. 이끼 낀 섬유 계획 조사
9. 플루오로 옥 C 분석 (신경 세포의 죽음)
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
IκB /의 교배 - 그리고 TTA 유전자 변형 마우스 라인은 해마에서 NF-κB 활성의 조건 억제에 이르게한다.
이중 형질 전환 마우스 (그림 1A)에서 IκBα-AA1-유전자의 발현을 조사하기 위해, 뇌 절연, 저온 절단 및 GFP (녹색 형광 단백질)에 대한 항체를 사용하여 염색 하였다. 공 초점 레이저 주사 현미경은 CA1과 CA3 지역에서 유전자의 고 발현을 공개하고, DG (그림 1B).
IκBα-AA1-유전자는 유형-2B 전구 세포로 표현하고, 중간 미성숙 한 상태에서 성숙한 과립 세포에서 활성화되어 있습니다.
해마 신경 인성 영역에서 CAMKIIα 중심 IκBα-AA1을 표현하는 최초의 세포 유형을 확인하려면, IκB / TTA 동물에서 해마의 저온부는 doublecortin에 염색...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
성인 신경, 독시 싸이클린을 통해 신경 세포에서 NF-κB의 억제, 그 이후 재 활성화를 통해 그 조작의 가능성은 성인 뇌뿐만 아니라 신경 드 다시 세대에 신생아 뉴런에 수사 매혹적인 시스템을 제공합니다 . 이 시스템의 장점은 그 신경 세포의 죽음, 조상의 증식과 이동, 심각한 구조 및 해부학 적 변화뿐만 아니라, 명백한 학습 결함의 변화에 신경 결과뿐만 아니라에서 NF-κB 신호 전달 경로를 억제. 중요한 것은, IκB / TTA 동물의 표현형은 실험적으로 반전 독시사이클린의 투여 후 구조 될 수 있습니다. 표현형이 복귀 구조적 측면을 포함하고, 또한 DG 의존 2 학습에 상당한 개선으로 이어질 수 있습니다.
행동 실험에 대한 해석 결과를 보장하기 위해, 그것은 중요합니다 그 나이의 다른 작풍 만 수컷이하 4 일 이상의 후부가 사용 될 수있다. 또한, 모든 테스트는 일련의 동일한 오퍼레이터에 의해 수행되어야한다. 시험 장소에 관해서는, 우리는 강력하게...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
저자는 이익에 대한 갈등이 없다는 것을 선언합니다.
우리는 우수한 기술 지원 안젤라 Kralemann - 쾰러 감사합니다. 여기에 기술 된 실험 연구는 실험실에서 수행되었으며, CK 및 BK와 BK에 대한 연구 및 교육의 독일 교육부 (BMBF)의 부여에 독일 연구 협회 (DFG)의 보조금에 의해 지원되었다.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| Moria MC17 퍼포레이티드 스푼 | FST | 10370-18 | 뇌 제거 |
| 해부 현미경 | Carl Zeiss | Stemi SV8 | 뇌 제거 |
| 수술용 가위 | FST | 14084-08 | 뇌 제거 |
| 수술 용 가위 | FST | 14381-43 | 뇌 제거 |
| Dumont #5 겸자 | FST | 11254-20 | 뇌 제거 |
| SuperFrost 슬라이드 | Carl Roth | 1879 | 면역조직화학을 위한 슬라이드 |
| 파라포름알데히드 | Sigma-Aldrich | P6148 | 고정액 |
| TissueTek OCT 화합물 | Sakura Finetek 1004200018 | 뇌 매립 | |
| Normal Goat Serum | Jackson Immunolabs | 005-000-001 | IHC 차단 |
| Normal Rabbit Serum | Jackson Immunolabs | 011-000-001 | IHC |
| Normal Donkey Serum | Jackson Immunolabs | 017-000-001 | IHC |
| 차단 anti-Neurofilament-M 항체 | 발달 연구 Hybridoma Bank | 2H3 | IHC, 희석 1:200 |
| 안티-더블코르틴 항체 | sc-8066 | Santa Cruz | IHC, 희석 1:800 |
| 항-GFP 항체 | Abcam | ab290 | IHC, 희석 1:2,000 |
| 항-BrdU 항체 | OBT0030G | 정확한 화학물질 | IHC, 희석 1:2,000 |
| Fluoro-Jade C | FJ-C | HistoChem | 신경 세포 사멸 |
| 측정 Betadine | Mundipharma | D08AG02 | 소독제 |
| Cryomicrotome | Leica | CM1900 | 뇌 절편 준비 |
| Heparin sodium salt | Sigma-Aldrich | H3393 | 관류 |
| 경질 플라스틱으로 만든 원형 플레이트 (직경 120cm) | 실험실 제작 | SPS-BM용 무판, 지름 120cm | |
| Buraton 빠른 소독제 | 슈ü lke Mayr | 113 911 | 소독제 |
| 비디오 추적 시스템 TSE VideoMot 2 소프트웨어 패키지 포함 VideoMot2 | TSE 시스템 | 302050-SW-KIT | SPS-BM |
| Triton X-100의 추적 및 분석 | Sigma Aldrich | T8787 | 투과성화/IHC |
| Cryotome | Reichert Jung/Leica | Frigomobil 1206 | 40 µ 준비; m brain slices |
| Mowiol 4-88 | Carl Roth | Art.-Nr. 0713 | 슬라이드 임베딩 |
| SYTOX green | Invitrogen | S7020 | 핵 염색 |
| 식품 펠릿 (Kellog's Froot Loops) | Kellog's | SPS-BM | |
| Prism, Version 3.0 | Graph Pad Software, San Diego, USA | SPS-BM | |
| Zen 2008 또는 Zen 2011 소프트웨어의 | Carl Zeiss | 소프트웨어 (컨포칼 현미경) | |
| D.P.X | Sigma-Aldrich | 317616 | Fluoro-Jade C 염색용 마운팅 매체 |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission