일부 유전자 조작 동물에서, 단일 프로토콜을 사용하여 소뇌 Purkinje 세포에서 LTD를 유도하는 데 실패할 수 있으며, LTD와 모터 학습 사이에 불일치가 있을 수 있다. 유전자 조작 동물에서 LTD 유도를 평가하기 위해 여러 프로토콜이 필요합니다. 표준 프로토콜이 표시됩니다.
이 콘텐츠를 보려면 JoVE 구독이 필요합니다. 로그인하거나 오늘 무료 평가판을 시작하세요.
이 논문에서
요약
초록
시냅스 가소성은 학습과 기억을 위한 메커니즘을 제공합니다. 소뇌 운동 학습의 경우, 병렬 섬유 (PF)에서 Purkinje 세포 (PC)에 시냅스 전송의 장기 우울증 (LTD)는 모터 학습의 기초로 간주되며, LTD 및 모터 학습모두의 결핍은 다양한 에서 관찰된다 유전자 조작 동물. 안구 반사(OKR), 전두환-안구 반사(VOR) 및 회전 시험의 적응과 같은 일반적인 운동 학습 세트는 운동 학습 능력의 평가에 사용되었다. 그러나, GluA2-카르복시 종단 변형 마우스로부터 얻은 결과는 PF-LTD가 부족함에도 불구하고 VOR 및 OKR의 정상적인 적응을 입증하였다. 이 보고서에서, LTD의 유도는 실온에서 한 가지 유형의 자극 프로토콜을 사용하여 시도되었다. 따라서, 소뇌 를 유도하는 조건은 거의 생리적 온도에서 다양한 프로토콜을 사용하여 동일한 노크인 돌연변이체에서 탐구되었다. 마지막으로, 우리는 LTD가 이 유전자 조작마우스에서 유도될 수 있는 자극 프로토콜을 발견했습니다. 이 연구에서는 LTD-유도를 평가하기 위해 일련의 프로토콜이 제안되어 LTD와 모터 학습 사이의 인과 관계를 보다 정확하게 검사할 수 있습니다. 결론적으로, 실험 조건은 유전자 조작 마우스에서 LTD를 평가할 때 결정적이다.
서론
PC, 분자층 인터뉴런(바구니 및 스텔레이트 세포), 골지 세포, 과립 세포로부터의 PF, 이끼 섬유 및 등반 섬유(CFs)로 구성된 소뇌 피질의 정교한 뉴런 네트워크의 시냅스 조직이 해명되었습니다. 여기 / 억제 및 발산 / 수렴의 관점에서, 잘 조직 된 회로 도면은 소뇌가 "신경기계"1이라고제안했지만 이전에는이 "기계"의 목적에 대해 전혀 알지 못했습니다. 나중에 Marr는 PC에 대한 PFs 입력이 삼중 층 연관 학습 네트워크2를구성할 것을 제안했다. 그는 또한 각 CF원소 운동에 대한 대뇌 지시를 전달하는 것이 좋습니다2. 그는 PF와 CF의 동시 활성화가 PF-PC 시냅스 활성을 향상시키고, PF-PC 시냅스의 장기 적인 강력성(LTP)을 유발할 것이라고 가정했습니다. 한편, Albus는 PF와 CF의 동기 활성화가 PF-PC 시냅스3에서LTD를 초래했다고 가정했습니다. 위의 두 연구는 소뇌를 독특한 메모리 장치로 해석하며, 소뇌 피질 네트워크에 통합하면 Marr-Albus 모델 학습 기계 모델의 형성으로 이어집니다.
이러한 이론적 예측에 따라, 증거의 두 줄은 소....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
프로토콜
모든 실험 절차는 실험에서 동물의 관리 및 사용에 대한 RIKEN 위원회의 승인을 받았습니다. 마우스는 잘 제어 된 온도 (23-25 ° C)와 습도 (45 %-65 %)에서 뇌 과학RIKEN 센터의 동물 시설에 보관되었다 조건. 남성과 여성 WT 마우스 둘 다 사용 (C57BL/6, 3-6 개월) 사용 되었다.
1. 실험에 사용되는 솔루션준비
참고: 모든 용액은 금속 (저항 > 18.2 MΩ) 및 기타 불순물 (총 유기 탄소 (TOC) 및 lt; 5.0 ppb)가없는 초순수로 만들어야합니다. 슬라이스 절단 및 기록을위한 인공 뇌척수액 (ACSF)은 ACSF의 10 배 (x10) 재고에서 실험 당일에 신선하게 만들어집니다. 사용 전에 5% CO2/ 95 % O 2 가스 혼합물로용액을 거품. ACSF의 pH는 7.4±0.1로 조정되고, 삼투압은 초순수를 첨가하여 315±5 mOsm/kg으로 조정된다.
- 1250 mM NaCl, 30 mM KCl, 12.5 mM NaH2PO4,260 mM NaHCO3를포함하는 ACSF의 10 배 주식을 준비하십시오. 이 ....
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
결과
4개의 프로토콜은 소뇌 LTD를 유도하기 위하여 이 연구 결과에서 이용되었다. 처음 두 프로토콜(프로토콜 1 및 2)에서, PF-자극 및 CF-자극의 결합은 전류 클램프 조건 하에서 적용되었다. 다른 두 프로토콜(프로토콜 3 및 4)에서, 체세포 탈분극은 전압 클램프 조건하에서 CF 자극을 대체하였다. 결막 자극 동안의 전압 트레이스 또는 전류 트레이스를비교하였다(도 2).
전류 클램프 조건 하에서 1 PF 자극 및 1 CF 자극(프로토콜-1)의 결합은 종래 슬라이스제제(26,27)에사용되었다. CJ에 의해 유도된 복합 스파이크의 형상은 CF-자극단독으로 유도된 것과 유사했으며, 첫 번째 가파른 스파이크는 2-3개의 스파이크렛(도2A)으로이어졌다. 유사하게 형성된 복합 .......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
토론
네 가지 프로토콜 간의 차이점
LTD-유도 프로토콜 1 및 2에서, CJs 300번 은 1Hz에서 소뇌 를 유도하기에충분하다. 그러나, CF 자극 만으로는 프로토콜 1 및 2에서 사용되는 바와 같이 PF-CF 시냅스에서 장기적인 가소성을 일으키지않았으며(도 4, 도 5),CF 자극 이 고주파에서 단독으로 유도된 LTD24. 프로토콜 1에서 유도된 복잡한 스파이크의 형태는 또한 LTD 진폭과 유의한 관계가없었다(그림 3). 아마도 복합 스파이크의 형상은 평균Ca2+-농도를 반영하지만 LTD가 유도된 분기에서 로컬Ca2+-농도를 나타내지 않았다.
PF 자극.......
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
공개 사항
저자는 공개 할 것이 없다.
감사의 글
A. Oba의 기술 지원에 감사드립니다. 이 연구는 부분적으로 과학 연구를위한 보조금에 의해 지원되었다 (C) K.Y에 17K01982.
....액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재료
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 증폭기 | 분자 장치-Axon | Multiclamp 700B | |
| 붕규산 유리 모세관 | Sutter | BF150-110-10 | |
| 디지타이저 | 분자 장치-Axon | Digidata1322A | |
| 전극 풀러 | 셔터 | 모델 P-97 | |
| 이온 | 후지필름 Wako 순수 화학 | 26675-46-7 | |
| 아이솔레이터 | A.M.P.I. | ISOflex | |
| 선형 슬라이서 | Dosaka EM | PRO7N | |
| 현미경 | NIKON | Eclipse E600FN | |
| 연동 펌프 | Gilson | MP1 단일 채널 펌프 | |
| Picrotoxin | Sigma-Aldrich | P1675 | |
| 순수 메이커 | Merck-Millipore | MilliQ 7000 | |
| 실험용 소프트웨어 | 분자 프로브 - Axon | pClamp 10 | |
| 통계 용 소프트웨어 | KyensLab | KyPlot 5.0 | |
| 자극기 | WPI | DS8000 | |
| 온도 컨트롤러 | Warner | TC-324B | |
| 테트로도톡신 | Tocris | 1078 |
참고문헌
- Eccles, J. C., Ito, M., Szentagothai, J. The Cerebellum as a Neuronal Machine. , Springer. New York. (1967).
- Marr, D. A theory of cerebellar cortex. Journal of Physiology. 202 (2), 437-470 (1969).
- Albus, J. S.
액세스가 제한되었습니다. 이 콘텐츠를 보려면 로그인하거나 체험판을 시작하세요.
재인쇄 및 허가
