척수 전기 생리학
2010년 1월 18일
electrophysiologic 연구 신생아 마우스 척수의 고립의 데모.
안녕하세요. 저는 Salk 연구소 faf 실험실의 연구원 Alan Meyer입니다. 오늘은 마우스의 척수를 분리하기 위해 복측 척추궁 절제술(ventral laminectomy)을 수행하는 방법과 척수의 신경 활동을 기록하기 위해 이를 전극에 연결하는 방법을 보여드리겠습니다. 이를 위해 척수용 용액 두 가지, 즉 해부용 용액과 기록 욕조용 용액을 준비해야 합니다.
두 용액의 유일한 차이점은 염화칼슘의 농도입니다. 먼저 10 X-A-C-S-F 용액을 준비해야 합니다. 이를 위해 아래에 나열된 시약들이 필요합니다.
먼저 1L 용량 플라스크에 10X AC SF 100milliliters를 넣습니다. 그다음, 넘치지 않도록 여유 공간을 남겨둔 채 플라스크를 물로 채웁니다. 가스 처리를 할 때는 5%CO2 및 95%O2 가스 농도의 용액을 사용합니다.
pH를 낮추고 용액에 산소를 공급하기 위해 1 M 황산마그네슘 1 mL를 첨가합니다. 다음으로, 해부 용액에 1 M 염화칼슘 용액 1 mL를 첨가하고, 기록 용액에는 1 M 염화칼슘 2 mL를 첨가합니다. 이 실험에는 E 16.5에서 P 4 단계의 생쥐를 사용할 수 있습니다.
먼저 날카로운 가위로 마우스의 머리를 빠르게 절단하여 해부를 시작합니다. 다음으로 꼬리에 닿을 때까지 복부 정중선을 따라 절개합니다. 그 후 핀셋을 사용하여 마우스의 내장을 적출하고, A CSF 용액으로 헹굽니다.
1 mM 염화칼슘 A CSF를 사용하여 해부를 수행합니다. 마우스를 해부 접시에 놓고 네 발과 꼬리 기저부에 핀을 꽂아 고정합니다. 이 단계의 목표는 빨간색 점선을 따라 절개하여 척수 기둥을 척수를 둘러싸고 있는 척추궁(lamina)으로부터 분리함으로써 척수를 단리하는 것입니다.
이를 통해 척수를 노출시킬 수 있습니다. 다음으로, 선을 따라 절개하여 뇌막과 척수 신경근을 잘라내어 척수를 분리합니다. 척주를 찾아 한 손으로는 핀셋으로 척주를 단단히 잡고, 다른 한 손으로는 소형 가위를 사용합니다.
척수를 제거하려면 가위를 낮은 각도로 유지하십시오. 가위 끝으로 척수를 찌르는 것을 방지하기 위해 이제 척수를 박리하겠습니다. 빨간색 선을 따라 수막과 척수 신경근을 절단하십시오.
척수를 제거하려면 척수 양측을 따라 절개한 후 복측 정중선을 따라 절개하십시오. 척수를 찌르지 않도록 가위의 각도를 낮게 유지하는 것이 중요합니다. 신경근을 척수에 너무 가깝게 절단하지 않도록 주의하십시오.
다음으로, 척수를 기록조로 옮기고 전극을 척수 신경근에 연결합니다. 전극을 신경근 근처에 배치합니다. 그런 다음 흡입기를 사용하여 신경을 전극 안으로 부드럽게 끌어당깁니다.
시청해 주셔서 감사합니다. 이 영상이 귀하의 향후 실험에 도움이 되기를 바랍니다.
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개요
본 논문은 전기생리학적 연구를 위한 신생 마우스 척수 분리 방법을 보여줍니다. 이 절차에는 복측 층판절제술 수행과 신경 활동 기록을 위한 전극에 척수를 부착하는 과정이 포함됩니다.
주요 연구 구성 요소
과학 분야
- 신경과학
- 전기생리학
배경
- 신경 활동 연구를 위해서는 척수 분리가 매우 중요합니다.
- 전기생리학적 기법을 통해 신경 신호를 측정할 수 있습니다.
- 해부 및 기록 용액에서는 염화칼슘 농도가 중요합니다.
연구 목적
- 신생 쥐의 척수를 분리하는 기술을 시연합니다.
- 척수를 전극에 부착하는 방법을 보여줍니다.
- 신경 활동의 기록을 용이하게 합니다.
사용된 방법
- 척수 분리를 위한 복측 척추궁 절제술 과정.
- 박리 및 기록 용액의 준비.
- 신경 활동 기록을 위한 전극의 사용.
주요 결과
- 신생 쥐로부터 척수를 성공적으로 분리함.
- 전극에 척수를 효과적으로 부착함.
- 신경 활동 기록을 시연함.
결론
- 이 기술은 전기생리학적 연구에 적용 가능합니다.
- 성공적인 결과를 위해서는 용액 조제가 매우 중요합니다.
- 이 방법은 다양한 신경과학 연구 분야에 적용될 수 있습니다.
자주 묻는 질문
산업적 관련성 요약
본 프로토콜은 신경근 질환의 타겟 검증 과정에서 기전적 리스크를 낮추기 위해, 중앙 패턴 생성 회로의 전기생리학적 평가를 위한 신생 쥐 척수 분리 방법을 제공합니다. 이 방법은 보행 네트워크 기능을 조사하고 신경 신호 전달에 미치는 화합물의 효과를 평가할 수 있는 질환 관련 시스템을 제공합니다. 또한, 검증된 전임상 모델로부터 전기생리학적 출력값을 정량적으로 측정함으로써 초기 발굴 단계의 예측 신뢰도를 높여줍니다.
바이오 제약 R&D의 전략적 응용
초기 발견 및 타겟 검증
- 과학적 가치: 운동 회로 발달 및 신경근 표적 결합과 관련된 치료 가설의 검증을 가능하게 합니다.
- 운용적 가치: 일관된 전기생리학적 기록을 위해 재현 가능한 척수 조직 준비 방법을 제공합니다.
스크리닝 및 분석법 개발
- 과학적 가치: 제어된 해부 용액과 기록조 안정성을 위한 정의된 염화 칼슘 농도를 통해 분석 표준화를 지원합니다.
- 운영적 가치: 후속 화합물 스크리닝 및 신호 검출 워크플로우를 위한 검증된 생물학적 시스템의 준비를 용이하게 합니다.
중개 및 전임상 연구
- 과학적 가치: 전임상 모델에서 운동 표현형과 일치하는 신경 활동 변화를 평가할 수 있는 질환 관련 시스템을 제공합니다.
- 운영적 가치: 정량화 가능한 전기생리학적 판독값을 제공함으로써 발견 단계부터 전임상 검증까지의 연속성을 가능하게 합니다.
파이프라인 및 워크플로우 통합
이 방법은 신경근 타겟에 대한 가설 검증 및 경로 명확화를 지원하는 분리된 척수 표본을 제공함으로써 초기 발견 워크플로우에 통합됩니다.
- 발견 생물학: 중심 패턴 생성기 기능 및 신경 회로 조절에 대한 가설 검증을 지원합니다.
- 스크리닝: 정의된 이온 조성의 표준화된 박리 및 기록 솔루션을 통해 분석 준비 상태를 가능하게 합니다.
- 분석: 실험 조건을 비교하기 위해 복측 신경근으로부터 정량적인 전기생리학적 측정값을 생성합니다.
- 중개 연구: 운동 관련 표적 조절에 대한 측정 가능한 결과물을 제공함으로써 전임상 연속성을 연결합니다.
- 기업 내 재사용: 여러 신경근 발견 프로그램에 적용 가능한 재사용 가능한 신경 조직 준비 플랫폼을 구축합니다.
운영 및 기업 영향
- 과학적 가치: 운동 회로 기능의 기전적 모호성을 줄임으로써 표적 검증의 예측 신뢰도를 높입니다.
- 운영적 가치: 정의된 용액 조제 및 해부 기술을 통해 표준화와 재현성을 보장합니다.
- 전략적 가치: 신경 신호 전달에 미치는 화합물의 영향을 조기에 평가함으로써 go/no-go 결정 능력을 향상시킵니다.
- 포트폴리오 영향: 전기생리학적 반응 프로필을 기반으로 신경근 표적의 위험 조정 우선순위 설정을 지원합니다.
실행 시 고려사항
- 신생 마우스 해부 및 전기생리학적 기록 기술에 대한 전문 지식이 필요합니다.
- 흡입 전극 부착 및 신경 신호 획득을 위한 장비에 의존합니다.
- 해부 및 기록 용액 준비에 있어 팀 간의 표준화가 필수적입니다.
- 다른 발달 단계나 질환 모델에 적용할 때 적응 방안에 대한 고려가 필요합니다.
- 기록 중 조직 생존력을 유지하기 위해 정밀한 calcium chloride 농도 조절이 필요하다는 제약이 있습니다.
