살아있는 동물의 타임랩스 영상은 온전한 뇌의 구조적 재구성에 대한 귀중한 정보를 제공합니다. 여기에서는 이광자 현미경으로 살아있는 쥐 피질의 형광 표지된 시냅스 구조를 경두개 이미징할 수 있는 얇은 두개골 제제를 소개합니다.
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살아있는 동물의 타임랩스 영상은 온전한 뇌의 구조적 재구성에 대한 귀중한 정보를 제공합니다. 여기에서는 이광자 현미경으로 살아있는 쥐 피질의 형광 표지된 시냅스 구조를 경두개 이미징할 수 있는 얇은 두개골 제제를 소개합니다.
포유류의 피질에서 신경 세포는 매우 복잡한 네트워크와 시냅스에서 정보 교환을 형성한다. 시냅스 강도뿐만 아니라, 시냅스의 추가 / 제거의 변화, 신경 가소성의 구조적 기초를 제공하고, 환경 의존적으로 발생한다. 피질에서 가장 흥분성 시냅스의 시냅스 구성 요소로, 돌기 쪽은 시냅스의 좋은 프록시로 간주됩니다. 마우스 유전학과 형광 라벨 기법, 개별 뉴런과 자신의 시냅스 구조의 촬영 장점은 그대로 뇌에 표시 할 수 있습니다. 여기에서 우리는 생체 내에서 시간이 지남에 형광 표지 시냅스 돌기 쪽을 따라 두 광자 레이저 스캐닝 현미경을 사용하여 두개 영상 프로토콜을 소개합니다. 이 프로토콜은 그대로 두개골을 유지하고 수막의 노출과 피질에 의한 염증 효과를 방지 얇게 두개골 준비를 활용합니다. 따라서, 이미지는 SU 직후에 취득 할 수있다rgery이 수행된다. 실험 절차는 시간부터 년까지 다양한 시간 간격들에 걸쳐 반복하여 수행 될 수있다. 이 혼합물을 또한 생리적 및 병리 적 조건에서, 다른 피질 영역과 층뿐만 아니라, 다른 세포 유형을 조사하기 위해 확장 될 수있다.
포유류의 피질 감각 지각과 운동 제어에서 추상적 인 정보 처리 및 인식, 많은 뇌 기능에 참여하고 있습니다. 다양한 대뇌 피질의 기능은 신경 세포의 다른 종류의 통신 및 개별 시냅스에서 정보를 교환하기로 구성되어 다른 신경 회로에 구축 할 수 있습니다. 시냅스의 구조 및 기능은 일관 경험 및 병리에 대한 응답으로 수정되고있다. 성숙한 뇌에서 시냅스 가소성 형성과 기능적 신경 회로의 유지에 중요한 역할을 수행, 강도 변화와 시냅스의 추가 / 제거를 두의 형태를 취한다. 돌기 쪽은 포유류 뇌의 흥분성 시냅스의 대부분의 시냅스 구성 요소입니다. 지속적인 매출 및 척추의 형태 학적 변화는 시냅스 연결 1-7 수정의 좋은 지표 역할을 것으로 추정된다.
이광자 레이저 스캐닝 마이크로SCOPY 두꺼운 불투명 준비하고 그대로 뇌 8 라이브 영상에 적합하게 낮은 광독성을 통해 깊은 침투를 제공합니다. 형광 표시와 함께, 두 광자 영상은 살아있는 뇌 들여다 높은 공간과 시간적 해상도를 가진 개별 시냅스의 구조 개편을 수행 할 수있는 강력한 도구를 제공합니다. 다양한 방법은 실시간 이미징 9-13 생쥐를 제조하는데 사용되었다. 여기, 우리는 마우스 피질에서 시냅스 돌기 쪽의 구조적 가소성을 조사하기 위해 생체 내 두 광자 이미징 얇게 두개골 준비에 대해 설명합니다. 이 방법을 사용하여, 우리의 최근의 연구는 형광 표지 된 신경 세포의 하위 집합 및 생체 표지 기술의 급속한 발전과 함께 형질 전환 동물의 증가 가용성 학습 운동 기능에 대한 응답으로 돌기 척추 변화의 동적 인 그림을 묘사 한, 여기에 설명 된 절차와 유사한 절차도 적용 할 수 있습니다 investiga하기TE 다른 세포 유형 및 피질 영역, 다른 조작과 결합뿐만 아니라, 16-23은 질병 모델에서 사용했다.
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승인은 수술 및 이미징 연구의 개시 전에 홈 기관에서 얻을 수 있어야합니다. 이 논문에 기술 된 실험은 캘리포니아 대학 산타 크루즈 기관 동물 관리 및 사용위원회의 지침과 규정에 따라 수행되었다.
1. 수술
2. 시닝 두개골 준비
3. 고정화
4. 이미징
5. 복구
6. 재 이미징
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YFP-H 라인 쥐 25에서 노란색 형광 단백질이 대뇌 피질의 표면 층에 자신의 혀끝의 수상 돌기를 돌출 레이어 V 피라미드 신경의 부분 집합에 표현한다. 얇게 두개골 준비를 통해, 형광 표지 된 수지상 세그먼트 반복적 시간에서 달에 이르기까지, 다양한 영상 간격을 통해 두 광자 현미경으로 몇 군데 있습니다. 여기에서 우리는 개인의 척추뿐만 아니라 filopodia 명확하게 수상 돌기를 따라 시각화 할 수있는 1 개월 마우스의 운동 피질에있는 8 일 동안 같은 수상 돌기의 네 시간 영상의 예를 보여줍니다. 일반적으로, 화상 스택 깊이 pial 표면으로부터 약 100 내지 200 μM이다. 각종 분석은 이러한 이미지에 기초하여 수행 될 수있다. 예를 들어, 척추 형성, 제거 및 회전율은 다른 세션에서 이미지를 비교함으로써 정량화 될 수있다. 척추 밀도는 dendrit의 길이에 의해 가시의 수를 나누어 계산 될 수있다IC 세그먼트. 척추의 운동성 및 형태의 변화도 분석 할 수 있습니다.
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성공적인 얇게 두개골 준비를 얻으려면,이 프로토콜의 몇 가지 단계가 매우 중요하다. 1) 두개골의 두께. 두개골 뼈이 고밀도 치밀골의 층과 저밀도 해면골의 중간층과 함께 샌드위치 구조를 갖는다. 고속 마이크로 드릴 치밀골과 해면골의 외부 층을 제거하기에 적합한 반면, 미세 수술 블레이드 치밀골의 내부 층을 얇게 이상적이다. 개발하는 동안 두개골의 두께가 증가하고 강성으로, 성인 쥐의 촬상 좋은 품질의 이미지를 얻기 위해서 제거되어야 할 더 많은 골을 요구한다. 얇아진 영역은 투명 고체 외관을 나타내고 두개골의 두께는 약 20 ~ 30 ㎛의 경우 양호한 이미징 품질을 제공한다. 지나치게 숱이 이후의 재 이미징 세션의 숱이 어려운 과정을 만들면서 두개골의 두께는 얇아 과정 중에 주기적으로 확인해야합니다. 2) 박막화 영역의 크기.이 원추 형상의 캐비티를 실현하고 안정된 박막화 두개골 구성을 확립하는 것이 중요하다. 적당한 크기로 얇게 영역의 구조는 외피에 손상을 일으키는 것을 방지하고 후속 재 촬상 세션 얇게 돕는다. 그것은 상부...
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저자는 더 경쟁 재정적 이익이 없다는 것을 선언합니다.
우리는 그래픽 제임스 Perna 감사합니다. 이 작품은 YZ에 정신 건강의 국립 연구소에서 교부금에 의해 지원되었다
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| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| 케타민 | Bioniche Pharma | 67457-034-10 | 마취를 위해 자일라진과 혼합 |
| Xylazine | Lloyd laboratories | 139-236 | 마취를 위해 케타민과 혼합 |
| 식염수 | Hospira | 0409-7983-09 | 주입 및 이미징 용 0.9 % NaCl |
| 면도날 | 전자 현미경 과학 | 72000 | 양날 스테인레스 스틸 면도날 |
| 알코올 패드 | Fisher Scientific | 06-669-62 | 멸균 알코올 준비 패드 |
| 눈 연고 | Henry Schein | 102-9470 | 바셀린 안과 연고 멸균 안구 윤활제 |
| 고속 마이크로 드릴 | Fine Science Tools | 18000-17 | 고속 마이크로 드릴은 조밀한 뼈의 바깥 층을 얇게하고 작은 면적의 |
| 마이크로 드릴 스틸 버 | 를 대상으로하는 데 적합합니다.Fine Science Tools | 19007-14 | 1.4 mm 지름 |
| 미세수술 블레이드 | Surgistar | 6961 | 미세수술 블레이드는 조밀한 뼈의 내부 층과 스폰지 뼈의 중간 층을 얇게 하는 데 적합합니다 |
| . 시아노아크릴레이트 접착제 | Fisher Scientific | NC9062131 | 두개골에 헤드 플레이트를 고정 |
| 봉합 | Havard 장치 | 510461 | 비흡수성, 멸균 실크 봉합사, 6-0 모노필라멘트 |
| 해부 현미경 | Olympus | SZ61 | |
| CCD 카메라 | 인피니티 | ||
| 이광자 현미경 | Prairie Technologies | Ultima IV | |
| 10X 대물 | Olympus | NA 0.30, 공기 | |
| 60X 대물렌즈 | Olympus | NA 1.1, IR 투과성, | |
| 침수 Ti-sapphire 레이저 | Spectra-Physics | 마이 타이 HP |
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