Compound muscle action potential recording은 횡격막 운동 뉴런에 의한 기능적 횡격막 신경 분포를 정량적으로 평가합니다. Whole-mount diaphragm immunohistochemistry는 개별 신경근 접합부에서 형태학적 신경 분포를 평가합니다. 이 프로토콜의 목표는 이 두 가지 강력한 방법론이 척수 질환의 다양한 설치류 모델에서 어떻게 사용될 수 있는지 보여주는 것입니다.
방법 논문
Compound muscle action potential recording은 횡격막 운동 뉴런에 의한 기능적 횡격막 신경 분포를 정량적으로 평가합니다. Whole-mount diaphragm immunohistochemistry는 개별 신경근 접합부에서 형태학적 신경 분포를 평가합니다. 이 프로토콜의 목표는 이 두 가지 강력한 방법론이 척수 질환의 다양한 설치류 모델에서 어떻게 사용될 수 있는지 보여주는 것입니다.
이 프로토콜은 특히 전기생리학적 수준과 형태학적 수준 모두에서 횡격막의 횡격막 운동 뉴런(PhMN) 신경 분포를 평가하기 위한 도구에 중점을 둡니다. 횡격막 신경 자극 후 CMAP(Compound Muscle Action Potential) 기록은 마취된 쥐와 마우스에서 생체 내에서 경추 척수의 PhMN에 의한 기능적 횡격막 신경 분포를 정량적으로 평가하는 데 사용할 수 있습니다. CMAP은 전체 반횡막의 모든 근섬유의 동시 기록을 나타내기 때문에 횡격막 NMJ에서 개별 운동 축삭돌기 및 근섬유의 표현형을 검사하여 부분 및 완전 탈신경, 재생 발아 및 재신경과 같은 질병 및 치료 관련 형태학적 변화를 추적하는 것도 유용합니다. 이는 횡격막의 전체 장착 면역조직화학(IHC)을 통해 수행할 수 있으며, 이어서 근육 전체의 개별 NMJ에 대한 상세한 형태학적 평가를 수행할 수 있습니다. CMAP과 NMJ 분석을 결합하면 CNS 및 PNS 질환의 설치류 모델에서 횡격막 신경 분포를 정량적으로 연구할 수 있는 강력한 접근 방식을 얻을 수 있습니다.
근 위축성 측삭 경화증 (ALS)은 상하 운동 뉴런 및 그에 근육 마비 양자의 손실과 관련된 쇠약 운동 신경 질환이다. 진단시 환자의 생존 기간은 평균 만 2~5년 1에 있습니다. 횡격막 운동 신경 (PhMN) 손실은 루게릭 병의 발병 기전의 중요한 구성 요소입니다. 환자는 궁극적으로 인해 다이어프램의 PhMN의 신경 분포, 영감 2,3의 주요 근육의 손실을 죽는다. 외상성 척수 손상 (SCI)는 또한 관련된 호흡 곤란으로 심각한 문제이다. SCI 약 12,000 새로운 사례 인한 외상성 척수 손상으로 매년 4를 발생한다. 위치, 유형 및 정도에 대한 질병 이질성에도 불구하고, SCI의 대부분의 경우는 종종 쇠약과 지속적인 호흡 타협 결과 자궁 경부 척수에 외상을 포함한다. ALS 및 SCI 이외에, 다른 중추 신경계 (CNS) 질환 w 연관 될 수있다i 번째 횡격막 호흡 부전 (5, 6).
횡격막 신경은 동측 헤미 다이어프램을 innervates 원심성 운동 신경과 그 동측 경부 척수의 C3-C5 수준에있는 PhMN의 세포 기관에서 유래. PhMN 출력 입쪽 복부 호흡 기 (rVRG) 7로 알려진 지역에서 뇌간 bulbospinal 입력 내림차순에 의해 제어된다. rVRG-PhMN 다이어프램 회로 흡기 호흡뿐만 아니라, 다른 비 - 환기 다이어프램 동작의 제어 핵심이다. 이 회로에 영향을 미치는 다양한 외상과 퇴행성 신경 질환은 호흡 기능과 환자의 삶의 질에 심각한 감소로 이어질 수 있습니다. 다이어프램 신경 근육 접합 (NMJ)에서 rVRG, PhMN 생존, 횡격막 신경 무결성 및 적절한 신경 분포에서 PhMNs에 입력을 내림차순 정상 다이어프램 기능에 대한 모든 필요하다. 이 기술을 사용하는 것이 중요하다정량적으로 루게릭 병, SCI 및 기타 중추 신경계 질환의 설치류 모델에서 생체 내에서이 회로를 평가할 수 있습니다.
이 프로토콜에 의해, 목표 및 전기 생리 학적 수준 모두에서 다이어프램 PhMN의 신경 분포를 평가하는 실험 도구를 설명하기위한 것이다. 복합 근 활동 전위 (CMAPs) 지정된 운동 신경의 모든 원심성 운동 신경 축삭을 자극하고 표적 근섬유의 탈분극 유발 된 응답을 분석하여 기록된다. 이 기술은 8 PhMNs 의해 헤미 다이어프램의 기능적 신경 분포를 정량화하는 마취 된 쥐 생체 내에서 사용될 수있다. 인해 CMAPs는이 헤미 진동판 전체, 또한 질병을 추적하기 위해 다이어프램 NMJ에서 개별 모터 축삭 근섬유의 표현형을 확인하는 유용한 모든 (또는 적어도 대부분 / 대부분) 근섬유의 동시 기록을 나타낸다는 사실 - 이러한 부분 및 공단 등 치료 관련 형태 학적 변화테 탈 신경, 재생 돋 reinnervation. 이것은 근육 (9)에 걸쳐 개별적인 NMJs 형태의 상세한 평가를 한 후, 진동판의 전체 실장 면역 조직 화학 (IHC)를 통해 달성 될 수있다. CMAPs를 결합하고 NMJ 분석은 정량적으로 중추 신경계와 말초 신경계 질환의 쥐 모델에서 횡격막 신경 분포를 연구하기위한 강력한 방법을 제공합니다.
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실험 절차는 토마스 제퍼슨 대학 기관 동물 관리 및 사용위원회의 승인 (609분의 86 / EEC 및 87-848 / EEC 63분의 2,010 / EU) 유럽 공동체위원회 지침, 대한 NIH 가이드를 준수하여 실시 하였다 신경과 실험 동물의 사용 및 신경 과학 연구에서 동물의 사용에 대한 신경 과학의 정책에 대한 사회.
1. 복합 근육 활동 전위 (CMAPs)
2. 다이어프램 신경 근육 접합 (NMJ) 분석
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성인 흰쥐는 C4 척수 수준에서 10 ~ 12 중 하나 후궁 절제술 만 (손상되지 않은 제어) 또는 일방적 인 헤미 타박상 SCI를 받았다. 오주 수술 후에서, 피크 CMAP 진폭은 기록 된 헤미 - 다이어프램 크게 후궁 절제술 전용 제어 (그림 2B)에 비해 SCI 쥐 (그림 2C)에서 감소 후궁 절제술 / 상해 사이트로 동측. 헤미 다이어프램 모든 NMJs 제어 비 환부 야생형 래트 (도 4a, C)에서 완전히 그대로였다. 반대로, SOD1 G93A 래트 (ALS의 설치류 모델) 완전한 탈 신경 (도 4G, 화살촉), 부분 탈 신경 포함 헤미 다이어프램 NMJs (도 4b)에서 현저한 병리학을 보였다 (도 4E, 화살촉도 4G에 NMJ 오른쪽), 여러 신경 분포 (그림 4D)와
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호흡 기능은 호흡 특히 다이어프램 신경 분포를 대상으로 치료법을 개발, 외상 SCI 및 루게릭 병에 모두 손상으로 임상 5,6 적합하다. 종합적 호흡 기능을 연구하기 위하여, 조합 된 접근 방법이 사용되어야한다. CMAPs 외부 횡격막 신경 자극의 방법에 의해 진동판의 기능적 신경 분포의 정도를 측정 할 수 있지만, 내인성 bulbospinal 호흡기 드라이브 8. 또한,이 녹음은, 특히 각각의 모터 축삭과 시냅스 후 아세틸 콜린 수용체의 수준에서, NMJ 형태 학적 변화에서의 검사를 허용하지 않는다. 기재된 염색 프로토콜을 사용하여, 하나는 정량적 이러한 다이어프램 (9)의 개별적인 근육 NMJs에서 완전한 탈 신경 부분 탈 신경 심지어 회생 돋 reinnervation 관련성 학적 표현형을 평가할 수있다.
그럼에도 불구하고, 이러한 두 가지 프로토COLS는 여전히 완벽하게 호흡 병리의 모든 측면을 캡처하지 않습니다...
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우리는 공개 할게 없다.
이 작업은 NINDS(A.C.L.에 대한 보조금 #1R01NS079702)와 토마스 제퍼슨 대학교(M.M.)의 SURP 프로그램의 지원을 받았습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 파라포름알데히드 | 피셔 | T353-500 | 탈이온화된 증류수에서 먼저 10% 용액을 만들고, 1x PBS로 4%를 만들고, pH를 7.4로 조정하고, pH를 7.4로 조정 |
| , pH 7.4 | Invitrogen | 10010049 | |
| 2% 소 혈청 알부민(2% BSA) | 을 Sigma-Aldrich | A3059-100g | X100 100ml로 2g BSA를 용해합니다 |
| . | Sigma-Aldrich | T9284-100mL | 용해 0.2 ml/100 ml 2% BSA/PBS |
| 0.1 M 글리신 | Sigma-Aldrich | G-7126 | 2% BSA/PBS |
| α-bungarotoxin | Invitrogen | T1175 | 농도 1:400 |
| SMI-312 | Sternberger 단클론 | SMI312 | 농도 1:1,000 |
| SV2 | 발달 연구 Hybridoma Bank | SV2-상등액 | 농도 1:10 |
| FITC 염소 안티 마우스 IgG1 | Roche | 3117731001 | 농도 1:100 |
| 실리콘 고무 | Sylgard, Dow Corning | 부품 # 184 | 키트와 함께 제공되는 지침을 따르십시오 : 필요에 따라 여러 크기의 배양 접시 (30mm, 60mm, 100mm)를 사용할 수 있습니다 |
| Vector laboratories | H-1000 | 이것은 딱딱하게 설정된 매체가 아닙니다. 투명 매니큐어로 커버 슬립을 고정해야 합니다. | |
| 작은 봄 가위 | Fine Science Tools | 15002-08 | |
| 해부 겸자 | Fine Science Tools | 11295-51 | |
| CMAP 기록 용 소프트웨어 | 범위 3.5.6; ADI | ||
| 디스크 표면 전극 | Natus 신경학 | 019-409000 | |
| 피하 바늘 전극 | Natus 신경학 | 019-453100 | |
| 전도성 젤 | Aquasonic | 122-73720 | |
| CMAP 녹음용 자극기/녹음 시스템 | ADI Powerlab 8SP 자극기 | ||
| CMAP 녹음 | 용 증폭기바이오AMP |
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