Name: 행동 경험에 따라 뇌 샘플에서 전사 역학의 종합 분석 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-08-26T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 14 s
Description: 학습하세요 행동 경험 후 쥐 뇌 핵에서 전사 역학을 분석하는 방법을. 코카인 노출 후 핵 어큼벤스에서 유전자 발현 변화를 프로파일링하여 중독의 분자 기전을 이해합니다.

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이 연구는 이스라엘 과학 재단 보조금 (ISF # 393/12), 이스라엘 연구 우수 센터 보조금 (I-CORE 1796/12), 독일-이스라엘 재단 보조금 (GIF # 2299-2291.1/2011) 및 마리 퀴리 경력 통합 보조금 (FP7-PEOPLE-2013-CIG #618201)의 지원을 받았습니다. 프로젝트의 초기 단계는 AC에 대한 AXA 박사후 연구원의 자금 지원을 받았습니다. 우리는 Edmond and Lily Safra Center for Brain Sciences에서 제공하는 관대한 창업 자금에 감사드립니다.
Citri 연구실 구성원의 비판적 읽기는 대단히 감사합니다.

참고 :이 프로토콜은 예루살렘의 히브리 대학의 동물 관리 지침을 따른다. ACSF 솔루션의 1 준비 <ol><li> 물 또는 염화나트륨의 적절한 첨가 ~ 300 mOsm / L에 삼투압을 가져, 표 1에 설명 된대로. ACSF 솔루션을 준비 DDH 2 O 1 L (&gt; 18 MΩ 순도)를 확인합니다. </li></ol> 2 장비와 룸 설정 코카인 - 유도 된 운동 동작의 모니터링 장치는 내부 광원, 팬과 카메라 (또는 적외선 센서)와 유선 행동 챔버 (50 X 45cm)로 구성하고, 내측 스펙스 상자 (30 × 30 ㎝)에 장착 어떤 쥐들은 운동을 모니터하는 동안 자유롭게 이동할 수있다. 행동 테스트는 일반 명 / 암주기, 조명 전에 1 시간에 불이 들어오고 나서 1 시간 사이에 떨어져 수행해야합니다. 동물은 매일 같은 시간에 지속적으로 훈련되어야한다. <ol><li&gt; 모니터링 및 마우스의 전위 동작을 기록하기위한 적절한 시스템에 카메라 또는 적외선 시스템을 연결합니다. </li><li> 후각 큐 편향을 방지하기 위해 적절한 소독을 보장하기 위해, 마우스 기능 및 / 또는 냄새를 제거하는 시약에 의해 제공되는 살균제로 각 시험 후 챔버를 청소. </li></ol> 중요 : 처리하는 동안 마우스는 조용 조용하고주의해야합니다. 3 동물 준비 <ol><li> 하우스 5 C57BL6 수컷 마우스, 표준 및 지역 동물의 요구 사항에 따라 12 시간 명 / 암주기 및 음식과 물을 무료로 이용할 수있는 방에서 케이지 당 (6~12주 된 무게 ~ 25-35g), 위원회의 지침과 프로토콜을 케어. 실험을 시작하기 전에, 쥐의 무게 데이터를 기록. 코카인은 이후 마우스의 체중에 따라 투여된다. </li><li> 첫 번째 시험을 시작하기 전에 행동 방 30 분에 쥐를 포함하는 모든 새장을 전송합니다. </li><li> 모든 길들실험에 사용 된 마우스는 주사를 처리 및 동작 설정에서 모니터링을 실험한다. 아래에 설명 된대로이 250 ㎕의 생리 식염수의 3 연속 매일 복강 주사에 의해 달성된다. </li><li> 250 ㎕의 생리 식염수를 복강 내 주사를 관리. 즉시 주사에 이어 15 분 동안 운동 활성을 모니터링하는 동작 챔버에서 마우스를 배치했다. 매일 같은 시간에, 3 일 연속이 작업을 반복합니다. </li><li> 넷째 날에, 두 그룹으로 나누어 쥐. 식염수에 2 ㎎ / ㎖에서 코카인의 재고 솔루션을 준비합니다. (- 30g의 마우스를 300 μl를받을 수있는 반면, 250 μl를 주입 25g 마우스에 대한 예) 마우스의 무게에 따라 실험 그룹에 코카인 용액 (최종 20 ㎎ / ㎏)의 단일 주사를 관리. 대조군에는 생리 식염수를 투여. 즉시 주사를 따라 운동 활성을 모니터링 (typic위한 행동 챔버에서 20 분 동안 마우스를 배치동맹, 처음 15 분) 모니터링됩니다. </li><li> 코카인 주입 후, 상이한 시점 (분사 다음 0, 1, 2, 4, 8 및 24 시간)에 마우스를 희생. 중요한 것은, 참조 마우스 (0 시점)이이 일에 어떤 주사를받을 수 없습니다 있는지 확인하십시오. 중요성으로 인해, 그것은 참조 그룹의 복제물을 포함하는 것이 필수적이다. </li></ol> 핵 중격 의지의 4 해부 <ol><li> 코카인 / 식염수 주입 후 적절한 시간에 이소 플루 란과 함께 쥐를 마취. 이소 플루 란 직접 방에서 배출해야합니다. 그러므로, 절차는 화학 퓸 후드에서 수행되어야한다. </li><li> 후면 발 반사를 테스트하여 마취의 깊이를 모니터링합니다. 동물에 의한 금단 반응을 유도하기 위해 발을 꼬집어. 반사를 보여줍니다 동물은 마취의 수술 수준이 아닌 상태가 안락사에 없습니다. </li><li> 뇌의 추출 : <ol><li> 잘린 마우스를 안락사. </li> &lt;리&gt;는 두개골의 중심 위의 피부를 제거하고 날카로운 가위로 두개골을 잘라. </li><li> 척수는 뇌 (난원 매그넘)를 입력하는 시점에서 가위를 삽입하고 두 측면 인하를합니다. </li><li> 같은 지점에서 시상 봉합을 따라 긴 시상을 잘라주십시오. 왼쪽과 오른쪽에 후각 망울, 클립에 도달시. </li><li> 집게로,에 누르거나 뇌 손상되지 않도록주의하면서 단단히 두개골의 각 반을 잡고 옆으로 당겨 조심스럽게 두개골을 제거합니다. </li><li> 거꾸로 마이크로 스푼 주걱을 사용하여 두개골 신경을 절단하는 동안 뇌를 제거합니다. </li></ol></li><li> 진정 및 강화 1-2 분 동안 얼음처럼 차가운 ACSF 솔루션에 뇌를 놓습니다. </li><li> 주동이의 부분이 vibratome 무대에, 위를 향하도록, ACSF에서 뇌를 제거 종이 타월로 여분의 액체를 심지, 소뇌 및 뇌의 나머지 부분 사이에 관상 컷을 생성하고 뇌를 붙입니다. </li><li> NAC를 절단 : <ol&gt; <li> vibratome의 슬라이스 챔버에서 얼음처럼 차가운 온도에서 ACSF 솔루션을 유지한다. 핵 중격 의지 (NAC)까지 200 μm의 섹션에 명확하게 Paxinos 프랭클린 마우스 뇌 아틀라스 (브레 그마 약 1.8 mm 전방에 따라 식별, 뇌량, 전방 접합면의 위치와 모양의 모양에주의를 기울이고 심실뿐만 아니라 뇌 구역의 전체적인 형태). 이 시점에서, NAC 해부 될로부터이 400 μm의 부분을 생성한다. </li><li> 입체경에서 조각에서 NAC 영역을 해부 좋은 블레이드를 사용합니다. NAC의 정의는 Paxinos 프랭클린 마우스 뇌 아틀라스에 따라, 그리고 편리 조직에 블레이드의 네 빠른 패스에 의해 해당 섹션에 해부 할 수있다. (그림 2). </li><li> 즉시 NAC 섹션 microcentrifuge 관 및 저장소에 900 ㎕의 트리 졸 용해 시약에서 -80 ° C에서 RNA의 extr까지 배치액션. </li></ol></li></ol> 5 RNA 추출 및 cDNA를 역전사 <ol><li> 핵을 함유하는 튜브를 실온에서 TRIZOL 용해 시약에 섹션 중격 의지 해동 및 조직이 완전히 균질 (적어도 15-20 배) 될 때까지 25 G 바늘에 연결된 1 ㎖의 주사기와 파쇄물을 균질화. 처음 몇 라운드 어렵고, 바늘의 선단을 입력 할 수있는 작은 조각으로 분해하기 위해서는 관의 벽에 조직을 밀어 요구한다. </li><li> 균질화을 보장하기 위해 1 분 동안 12,000 XG에 QIAshredder 미니 스핀 열 원심 분리기에 용해 액을 피펫. </li><li> 피펫은 새로운 microcentrifuge 관에 해물과는 제조업체의 지시에 따라 RNA를 추출합니다. 사용할 때까지 -80 ° C에서 RNA를 저장합니다. </li><li> , RNA 농도를 측정 Bioanalyzer 또는 이와 동등한 장비를 사용하여 무결성과 품질을 분석 할 수 있습니다. 연구와 cDNA를 준비의 각 라운드에 대한 100 ~ 500 NG의 RNA를 사용하여andom의 헥사 프라이머. </li></ol> 6 프라이머 설계 및 프라이머 테스트 <ol><li> 좋은 프라이머를 선택 : mRNA의 성적 증명서의 qPCR에 대한 최적의 프라이머 쌍의 경우, 이러한 요구 사항 (그림 3) 수행 <ol><li> 17-28 기지보다 더 이상 포함 된 디자인 프라이머. 그들은 mispriming을 촉진으로 염기 반복을 피하십시오. </li><li> 56-68 ° C (최적 60 ~ 64 ° C에서) 사이의 용융 온도 (T의 m)와 디자인 프라이머. 프라이머 쌍 내의 T의 m은 서로 1 ° C 이내 일 것. </li><li> 제품의 크기가 이상적으로 80 150bp 사이 여야합니다주의하십시오. </li><li> 게놈 DNA의 오염 물질의 증폭을 방지하기 위해, 프라이머 중 적어도 하나는 엑손 - 엑​​손 접합부를 커버 또는 앰플 리콘은 (인트론 스패닝) 큰 인트론이 포함되어 있는지 확인. </li><li> 프라이머 디자인을 개선하기 위해 (예를 표 2를 참조)에 기초 Primer3 신뢰할 수있는 소프트웨어를 사용한다. </li></ol></li><li> 홍보 테스트imers는 : 프라이머의 특이성 및 효율을 보장하기 위해, 제어 qPCR의 반응을 수행해야 <ol><li> (모든 관련 프라이머 쌍에 대한 cDNA를 템플릿을 포함) 양의 시료를 사용하여 cDNA를 적정한다 (예 : 10 NG ~의 초기 농도에서 팔 3 배 희석) 중복 평행하게 반응한다. 반응에 사용되는 솔루션 내의 오염 제어하는​​ 노 템플릿 컨트롤을 포함합니다. </li><li> (- 1 / 기울기) -1 10 () × 100, 최적의 기울기의 곡선은입니다 - 3.333 (예 : 10 (- 1 / 3.333) = 2) (그림 4) : 수식을 사용하여 프라이머 효율을 계산합니다. </li><li> 증폭의 특이성을 결정합니다. 특정 증폭 반면 오프 대상 증폭 명백한 편차 FR과 같이 나타납니다, 증폭 된 모든 제품의 용융 곡선에 공통으로 하나의 눈에 띄는 피크에 의해 입증된다하나의 큰 피크 옴. </li></ol></li></ol> 7 qPCR의 분석 <ol><li> 사전 증폭 : <ol><li> 종합 qPCR을 분석 프라이머 쌍 다수로 RNA의 양을 제한 병렬 질의에 기초한다. 따라서, 사전 증폭 단계는 필수적이다. 이 단계에서, cDNA를 (800 프라이머 쌍까지) 미래 샘플 질의에 이용 될 모든 프라이머의 혼합물을 미리 14 ~ 18 사이클의 증폭을 겪는다. </li><li> 특정 표적 증폭 (STA) 50 μM에 TE (낮은 EDTA)의 모든 프라이머를 희석. </li><li> 풀 함께 50 μM 프라이머 모두 1 μL 분취 800 분석법까지 STA 반응에 포함되는 것으로 설정한다. </li><li> 표 3에 기재된 바와 같이. STA위한 사전 혼합하고 샘플을 준비 할 필요가 증폭 될 샘플의 수가 110 %를 혼합하여 제조함으로써 오류 허용한다. </li><li> 각 샘플에 대한 나누어지는 3.75 μL의 STA 미리 혼합. 1.25 μl를 추가각각의 cDNA. </li><li> 소용돌이는 10 초 동안 반응과 원심 분리기를 혼합합니다. </li><li> 표 4에 나타낸 바와 같이 열 자전거 타는 사이클에서 STA 반응을 놓습니다. </li></ol></li><li> 엑소 뉴 클레아 제 I (ExoI) 처리 : <ol><li> 표 5에 나타낸 바와 같이, 엑소 I 희석. </li><li> 각 5 μL의 STA 반응을 희석 ExoI (4 U / μL)의 2 μl를 추가, 소용돌이, 37 열 순환기 (6000 XG&gt;)의 회전 속도 및 장소 ° C에서 30 분 동안 다음 15 분 동안 80 ° C에서. </li><li> 테스트에 대한 적절한 농도로 희석하여 최종 제품. 사용 TE 버퍼 (7 μL의 TSA 샘플 43 ㎕의 TE 버퍼를 추가). </li><li> -20 ° C에서 희석 된 STA 제품을 보관하거나 즉시 사용합니다. </li></ol></li><li> qPCR에 대한 프라이머 및 샘플 설정 : <ol><li> 표 6과 같이. 샘플을 준비 실험을 위해 선택된 칩에 따라 믹스를 준비하고 필요한 샘플을 추가합니다. </li><li> 서울 = 연합 뉴스20 초간의 최소 샘플 믹스 솔루션 테이트 및 원심 분리기 (&gt; 6000 XG) 적어도 30 초. 칩이 로딩을위한 준비가 될 때까지 준비된 반응은 4 ° C에서 짧은 기간 저장할 수 있습니다. </li><li> 표 7에 설명 된대로 분석을 준비합니다. </li><li> 모든 구성 요소를 스핀 다운 적어도 30 초 동안 20 초 원심 분리 (&gt; 6000 XG)의 최소 분석 믹스를 선동. 중요 : 철저하게 소용돌이와 원심 분리기 칩 입구에 피펫 팅하기 전에 모든 샘플 및 분석 솔루션은. 이렇게하지 ​​않으면 데이터 품질 저하의 원인이 될 수 있습니다. NOTE : 각 프라이머의 최종 농도는 5 μM의 입구 및 최종 반응 500 ㎚이다. </li></ol></li><li> 프라이밍 및 동적 배열 IFC (통합 유체 회로) 칩을 넣기. IFC 칩 (Figu을 미세 유체 챔버를 가압하는 데 사용되는 제어 선 오일 (광물유)에 대한 분석을위한 샘플 유입구뿐만 아니라 지정된 유입구 (축전지)를 가지고) 4A 재. <ol><li> 칩의 각 어큐뮬레이터로 제어 선 유체를 주입한다. </li><li> 분리 칩의 하부로부터 푸른 보호막 버린다. </li><li> 적절한 IFC 컨트롤러에 칩을 놓습니다 (컨트롤러 MX 48.48 동적 배열 IFC 또는 96.96 동적 배열 IFC에 대한 IFC 컨트롤러 HX 용), 다음 48.48 동적 배열 IFC 또는 국무 (136x)에 대한 총리 (113x) 스크립트를 실행 주요 칩하기 위해 96.96 동적 배열 IFC를위한 스크립트. </li><li> 스크립트가 완료되면, IFC 컨트롤러에서 끝났다 칩을 제거합니다. </li><li> 피펫 각 분석 믹스 5 ㎕를 자신의 입구에 각 샘플 믹스의 5 μL. </li><li> IFC 컨트롤러 칩을 돌려줍니다. </li><li> IFC 컨트롤러 소프트웨어를 사용하여 48.48 동적 배열 IFC에 대한 부하 믹스 (113x) 스크립트를 실행) 또는 96.96 동적 배열 IFC가 칩에 샘플 및 분석을로드하는 믹스 (136x) 스크립트를로드합니다. 부하 믹스 스크립트가 완료되면, 하중을 제거IFC 컨트롤러에서 에드 칩. </li><li> 융해 곡선 분석을 포함하여, (제조업체의 지침에 따라) 새로운 칩의 실행을 작성, 열 자전거 타는 사람에 칩을 넣습니다. 서열 증폭기 소프트웨어를 사용하여, 반응 챔버가 올바르게 인식되었는지 확인하고, 반응이 완료 될 때까지 실행하도록 허용한다. </li></ol></li></ol> 제 데이터 분석 <ol><li> 품질 보증 : 데이터 품질을 보장​​하기 (전술 한 바와 같이) 희석 곡선을 해결함으로써 프라이머의 품질을 확인하기 위해. 증폭 산물의 융해 곡선을 보면 증폭의 특이성을 모니터의 최적 피크 (29)를 긴밀하게 정렬되어야한다. </li><li> 시각화 : 높은 처리량 qPCR에 의해 얻어진 대량의 데이터의 시각화를 들어, 사용하는 소프트웨어는 어떤 식 색으로 구분 강도입니다, 히트 맵을 생성합니다. 또한, 줄 지어 산포도와 같은 단일 유전자의 전사 역 동성을 표시합니다. </li><li> 출판 : 출판유전자 발현 결과, 그것은과의 관련성, 정확성, 올바른 해석과 재현성을 보장하기 위해 qPCR에 실험에 대해보고해야하는 최소한의 정보를 상세하게 정량적 실시간 PCR 실험의 게시를 위해 MIQE 지침을 따르도록 권장합니다. </li></ol>

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우리는 공개할 것이 없습니다.

행동 패러다임 아래의 뇌 조직에서 유전자 발현의 성공적인 특성화에 따라 달라집니다 : 행동 패러다임 동안 마우스의 1) 취급에주의; 관심의 조직 2) 신속하고 정확한 해부; 3) RNA 안전 조치 RNA의 무결성을 보장하기 위해; 4)주의 프라이머 및 실험 레이아웃의 계획뿐만 아니라 qPCR에 분석을위한 준비 세부 사항에 대한 정밀도와 관심. 기재된 절차의 목적은 환경에 의해 유도 된 행동 전사 이벤트 동력학을 특성화하는 것이다; 따라서,주의 깊은 관심이 마우스에 의해 경험 행동 패러다임 실제로 연구자가 의도 한 환경을 나타낸다는 것을 보장하기 위해 필요하다. 예를 들어, 심지어 코카인으로 행동 감작 같은 간단한 패러다임에서, 마우스의 경험이 많은 교란 요인에 의해 영향을받을 수있다 : EX 이전 홈 케이지 마우스의 사전 경험periment; 실험 방에 전사하는 방법; 실험 실내에서 빛, 소리와 냄새 노출; 실험자에 의해 처리 경험; IP 주입으로 인한 통증 / 불편; 신규 ...

뇌의 역동적 인 조직은인지 적, 행동 적 유연성을 제공합니다. 경험은 뇌 3 뉴런 간의 연결의 구조 및 강도의 변형을 통해 인코딩된다. 이러한 &quot;경험에 의존하는 가소성&quot;시냅스 구조와 강도 (4)의 수정을 위해 필요한 단백질을 제공하는 유전자 발현의 특정 패턴의 유도의 결과이다. 장기 기억의 형성을 매개 유전자 조절 네트워크의 식별은 전사 프로그램의 지배적 인 요소의 식별을위한 기억 형성뿐만 아니라, 타겟을 조절하는 근본적인 원리에 대한 통찰력을 제공 할 것으로 기대 분자 신경의 중앙 신조 신경 및 신경 정신 질환의 치료. 전사 프로그램 개발에 중요한 다른 캐릭터의 유전자를 인코딩하는 각각의 시간적 정의 파도 펼쳐시그널링 이벤트 1,2의 결과의 구현 ifferent 단계. 이 유도 된 유전자의 전체 보완을 식별하고, 그들의 유도의 역학에 따라 잠재적 기능에 대한 통찰력을 얻을 수 있도록, 자세한 시간 척도에 전사 역학을 해결하는 것이 중요하다. 마약 중독은 뇌 5,6의 신경 회로에 약물 남용의 긴 지속 효과에 의한 경험에 의존하는 가소성의 강력한 형태입니다. 약물에 초기, 급성 노출은 중독의 개발과 만성 사용으로의 전환으로 이어질 수 있습니다. 콘텍스트 정보는 중독의 개발에 중요한 요소이다. 의약품 관련 환경 단서 약물 남용자의 마음에 큰 중요성을 부여하고 있습니다. 약물 갈망에 재발을 유도 할 수있다 과거 마약 경험의 약물 남용을 상기 콘텐츠 정보도 약물 노출 7,8에서 금욕 오랜 기간을 다음과 같습니다.따라서 중독에서 좋은 임상 도전 - 금단 증상이 구를 가라 앉 후 중독자의 성향도 긴 재발합니다. 코카인에 행동 과민 반응은 약물 중독의 메커니즘의 연구에 유용 코카인 경험의 간단한 모델이다. 약물 남용에 만성 노출에 의해 유도 된 오래 지속되는 감작이 널리 연구 된 모델에서는 설치류는 첫째 식염수 주사 (복강; IP)에 순응하는 새로운 환경에서 (자신의 운동 활성을 모니터하는 오픈 필드 챔버) ; 자신의 활동이 10 (그림 1)를 모니터링하는 동안 다음, 그들은 열기 필드 챔버에서 코카인의 매일 주사를받을 수 있습니다. 행동이 패러다임은 일반적으로 변태의 형성을 보여주는, 코카인 주사 정지 다음 달의 기간 동안 유지된다 (8-12 배의 기준선 위의 활동) 전위 거동 (11)의 강력한 감작 초래마약 경험 asive 메모리 추적. 자연적으로 종의 성공 (예 : 공급, 성별)에 필수적인 행동을 강화에 관련된 보상의 신경 회로는, 약물 관련 행동 (12, 13)을 강화하는 약물 남용에 의해 이용된다. 남용 약물 경험이 향상되는 분자 및 세포 메커니즘은 다른 뇌 구조 (14) 또는 의미 선언적 기억의 형성을 기본 메커니즘과 유사한 것으로 보인다. 따라서, 행동 감작 모델의 견고성은 그것을 경험에 의존하는 가소성의 메커니즘을 연구하는 매력적인 모델 시스템을 만든다. 중격 의지 핵 (NAC)은 뇌의 보상 회로의 중앙 적분기이며, 광범위하게 5,6 중독의 발달과 관련이있다. 중독의 형성은 핵 중격 의지 소설 단백질의 전사에 의존하고있는 강력한명확하게 구조화 전사 프로그램 duction 코카인 경험 15-19 다음 NAC에서 관찰된다. 코카인 노출 급성 전사 응답이 강한 유도 자극에 적응하는 새로운 단백질의 생산을 유도하기 위하여 여러 레벨에서 기능 할 가능성이 6,19-22 약물에 대한 노출에 의해 유도 된 구조적 변화 및 전기 생리 책임이있다. 뇌에서의 경험에 의존하는 가소성의 분자 메커니즘의 연구를 촉진하기 위해, 프로토콜은 다음의 행동 조작 뇌 조직 샘플에 전사 역학의 포괄적 인 분석에 대한 설명한다. 전사 분석을 위해 마이크로 유체 동적 배열을 이용하여, 코카인으로 행동 감작 - 프로토콜 Citri 실험실 연구 행동 경험의 맥락에서 설명된다. 설명 된 프로토콜은 분명히 t 공부에 한정되지 않는다그 행동 감작의 컨텍스트에서 중격 의지 핵을하지만 행동 패러다임 및 뇌 영역의 다수의 적용 할 수있다. 실제로,이 프로토콜은 뇌 밖의 신체 조직에 적용 할 수 있고, 경험 또는 유기체의 조작의 다양한 연구. 이 프로토콜은 크게 네 단계로 구분된다. 첫 번째 단계에서, 동물은 행동 패러다임을 받는다; 두번째 단계에서 조직 microdissected이고; 세번째 단계에서 -는 mRNA를 정제하고 역전사-프로빙, 최종 단계에서 데이터를 분석한다. 전사 역학 연구의 맥락에서, 경험의 정밀한 타이밍 및 정의를 제어하는​​ 가장 중요한 파라미터는 아마도 실험이다. 이러한 이유로, 우리가 선택한 행동 모델은 코카인으로 행동 감작, experien의 파라미터를 통해 제어 실험자의 높은 수준을 가능하게하는 시스템이다CE. 경험에 의존 소성 또는 기억 형성의 서로 다른 모델을 정확한 타이밍을 활성화하고 해결 추가 행동 패러다임을 사용할 수 있습니다. 이러한 모델은 두려움 컨디셔닝 (23), 미세 환경 농축 24, 25, 새로운 객체 탐사 (26)과 어두운 양육 27 다음 시각적 경험을 포함한다. 그러나 코카인에 행동 감작은 지속적으로 강력한 행동 조작 코카인 경험 (28) 다음 개월 동안 지속 매우 널리 보급 메모리 추적을 생성합니다. 뇌는 핵 중격 의지를 수동으로 미세 절제 한 후, 절단된다. 그것은 빠르게 준비 뇌 조각에서 수동 미세 절제가 행동 패러다임에 관련된 조직을 추출하는 가장 안전하고 빠른 방법을 제공하는 것이 우리의 경험이었고, 경험, 조직의 경계가 인식 쉽게 분명하게합니다. 또한, 미세 조각 위해 준비 될 수있다레이저 캡처 미세 절제 다음 에디션. 이 방법은 높은 관심 영역의 묘사를 정의 가능하게 있지만, (따라서 불안정한의 mRNA를 유실) 지루한 느리고 비용이 많이 드는 전용 장비 (레이저 캡처 설치가 장착 된 현미경)가 필요합니다. 본원에서 정의 된 프로토콜은 또한 패치 피펫 (29)를 사용하여 시각적으로 식별 된 세포의 세포질 수동 흡인에 의해, 단일 셀 전사 분석에 적용 할 수있다. 그것은 대부분의 경우, 조직 내 세포의 하위 집단 만이 실제로 경험에 대한 응답에 포함되어있을 가능성이 높은, 기재된 프로토콜 인구 평균을 제공한다는 것을 주목하는 것이 중요하다. 그것은 경험에 응답 특정 세포 집단 내에서 선택적 방식으로 전사를 프로파일 관심이지만, 이러한 방식의 논의는 현재의 범위를 벗어납니다. mRNA의 정화를 들어, 역 전사 및 qPCR에의 질의, 조직을시중에서 판매하는 키트의 활용 다음 미세 바늘을 통해 전달하여 중단됩니다 (자세한 내용은 표 8 참조). 선택은 높은 품질의 RNA 및 다운 스트림 응용 프로그램에서 강력한 결과의 신뢰성 추출을 위해 이러한 방법론, 경험에 의해 통보된다. 프로토콜이 동적 배열을 이용하는 높은 처리량 qPCR에 대해 설명되지만, 샘플 종점 PCR 낮은 처리량 qPCR에, 유전자 발현 마이크로 어레이 또는 깊은 시퀀싱을 이용하여 유전자 발현을위한 프로브 할 수있다. 높은 처리량 qPCR의 동적 배열을 이용하기위한 기본의 mRNA는이 행동 패러다임을 다음은 종종 제한적인 양의 인 뇌 핵으로부터 수득된다는 사실에 기인한다. 동적 배열 한 번의 실험에서 병렬 샘플로부터 다수의 효율적인 종합 성적 분석을 가능하게하는 플랫폼을 제공한다. 마이크로 유체 시스템의 초기 획득 (통상적 기관 PU 후에rchase) 실험을 실행하는 데 상대적으로 저렴하다. 이 분석에 따라, 샘플의 추가 쿼리는 동적 배열은 품질 보증을위한 포괄적 인 참조를 제공과 함께 (마이크로 어레이 또는 RNAseq에 의해) 새로운 성적표를 검색하기 위해 더 많은 비용이 많이 드는 플랫폼을 사용하여 수행 할 수있다. 마지막으로, 데이터 분석을위한 표준 방법이 이용된다. 발생할 수있는 문제점에 대해 특정 포인터 프로토콜의 텍스트 설명 될 것이다. 이 프로토콜은 여러 조건과 반복 실험을 공부하고 관심을 자신의 시스템의 철저한 조사에 관심이있는 연구자를위한 가장 적합합니다. 이 프로토콜은 이미 그들이 반복 쿼리에 관심이 관심의 50 ~ 500 유전자의 부분 집합에 (마이크로 어레이 또는 RNAseq 실험을 통해)에서 연마 한 연구자에 가장 적합합니다.

<table><tbody><tr><td>Virusol</td><td>Oriek Medical</td><td>J29D</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane, USP 100%</td><td>MINRAD INC</td><td>NDC 60307-110-25</td><td></td></tr><tr><td>RNeasy plus 범용 미니 키트</td><td>QIAGEN</td><td>73404</td><td></td></tr><tr><td>QIAshredder</td><td>QIAGEN</td><td>79654</td><td></td></tr><tr><td>고용량 cDNA 역전사 키트</td><td>Invitrogen</td><td>AB-4368814</td><td></td></tr><tr><td>TE 버퍼</td><td>Invitrogen</td><td>1355656</td><td></td></tr><tr><td>Behavior Chamber (MDF; 50 x 45 cm)</td><td></td><td></td><td>자체 조립</td></tr><tr><td>내부 방풍 상자 (30 x 30 cm)</td><td></td><td></td><td>자체 조립</td></tr><tr><td>카메라 및 비디오 레코더</td><td>Campden Inst.</td><td>CMD-80051</td><td></td></tr><tr><td>미디어 레코더 소프트웨어</td><td>Noldus</td><td>NDS-NMR3-00M</td><td></td></tr><tr><td>홍채 가위</td><td>FST</td><td>FST-14062-09</td><td></td></tr><tr><td>Vibratome</td><td>Campden Inst.</td><td>7000SMZ-2</td><td></td></tr><tr><td>바이오분석기</td><td>Agilent Technologies</td><td>The Agilent 2100 Bioanalyzer</td><td></td></tr><tr><td>Thermal cycler</td><td>Bio-Rad</td><td>1852048</td><td></td></tr><tr><td>Inverted microspoon spatula</td><td>Bochem Instrument GmbH</td><td>3213</td><td></td></tr><tr><td>Biomark HD Reader</td><td>Fluidigm</td><td>BMHD-BMKHD</td><td></td></tr><tr><td>96.96 유전자 발현을 위한 동적 어레이 칩</td><td>Fluidigm</td><td>BMK-M-96.96</td><td></td></tr></tbody></table>

행동 경험에 따라 뇌 샘플에서 전사 역학의 종합 분석

Comprehensive Analysis of Transcription Dynamics from Brain Samples Following Behavioral Experience

뇌와 장기 기억의 통합 경험의 인코딩은 유전자 전사에 따라 달라집니다. 인코딩 환경에서 특정 유전자의 기능을 확인하는 것은 분자 신경의 주요 목적 중 하나이다. 또한, 고유의 동작으로 정의 유전자의 기능적 연관 신경 정신 질환의 기초를 이해하는 의미를 갖는다. 강력한 전사 프로그램의 유도는 다양한 행동 조작을 다음 쥐의 뇌에서 관찰되었다. 어떤 유전 요소가 다른 행동 다음 조작과 다른 뇌 핵에서 반복되는 사용되는 반면, 전사 프로그램은 전체적으로 자극 유도하고 그들이 1,2 연구되는 구조에 고유하다. 이 책에서, 프로토콜은 행동 조작에 대한 응답으로 쥐의 뇌 핵에서 강력하고 포괄적 인 전사 프로파일에 대해 설명한다.프로토콜은 급성 코카인 경험을 다음 중격 의지 핵에서 유전자 발현의 역학 분석의 맥락에서 설명된다. 생체 내 환경에서 정의 된 이후, 타겟 신경 조직은 해부; RNA를 정제 한 후, 다수의 표적 유전자의 광범위한 분석을 qPCR에 전사와 미세 유체 어레이의 이용을 역방향. 이 프로토콜은 이러한 작은 뇌 샘플 또는 하나의 세포로 종합적인 분석 출발 물질의 양을 제한하는 (50 ~ 500 유전자를 주소)에 맞도록한다. 프로토콜은 복수의 평행 한 샘플 분석 (예를 들어 단일 세포, 약학 다음 동적 분석, 바이러스 또는 행동 섭동)에 가장 유리하다. 그러나, 프로토콜은 또한 마이크로 어레이 또는 RNAseq하여 전체 게놈 연구에 앞서 샘플의 특성 및 품질 보증을 위해 제공뿐만 아니라, 전체 게놈 연구로부터 얻어진 데이터를 검증 할 수있다.

이 프로토콜을 적용하여 얻어진 결과의 결정적 품질은 다수의 파라미터에 의존한다. 적절한 실험 계획 실험 쥐에 최소한의 외란이 발생할 것 같은 테스트 경험 (이 예제는 코카인에 노출의)는 자신의 최근 역사에서 가장 지배적 인 경험이 될 것입니다, 따라서 강력하고 특정 전사 될 것 프로그램.도 1은 핵 쥐 해부 및 분석 중격 의지되는 코카인 경험 다음 시점을 정의하고, 코카인에 대한 행동 감작 실험 계획을 설명한다. 다음 중요한 점은 분석을위한 적절한 조직 절제에 대해 정확한 경계를 정의하는 것이다. 2 관상 및 시상 섹션에서 중격 의지 핵의 경계를 설명도. NAC 조직의 얇은 여백 영역 탁에서 제외되어 바람직 절개는 수행되어야프로파일 링 갖추고 있습니다. 이것은 일관된 NAC 프로파일, 환원 변동과 주변 조직의 포함으로 인한 아티팩트에 대한 가능성을 보장한다. 작은 뇌 핵의 해부와 같이 ...

이 원고는 행동 패러다임에 따라 설치류의 특정 뇌핵에서 유도된 전사 프로그램의 분석을 위해 포괄적인 프로파일링을 적용하는 프로토콜을 설명합니다. 본 명세서에서, 이 접근법은 미세유체 qPCR 어레이를 활용하여 급성 코카인 노출 후 마우스의 측좌핵(NAc)에서 유도된 유전자를 프로파일링하는 맥락에서 설명됩니다.

The encoding of experiences in the brain and the consolidation of long-term memories depend on gene transcription. Identifying the function of specific ...

다음 실험의 전반적인 목표는 행동 경험 이후 마우스의 전사 역학과 특정 뇌핵을 연구하는 것입니다. 이는 먼저 동물들을 순화시키고 식염수 주입 후의 운동 활성도를 기록함으로써 이루어집니다. 순화가 완료되면 코카인을 단회 투여한 후 운동 활성도를 기록하고, 측좌핵(nucleus accumbens)에서 샘플을 채취하여 RNA 분리 및 cDNA 준비에 사용합니다.다음으로, 행동에 의해 유도된 유전자 발현을 연구하기 위해 QPCR 분석을 수행합니다. 최종적으로 코카인 경험 이후의 전사 역동성을 보여주는 결과를 얻게 됩니다. 실험 프로토콜 시연은 실험실 관리자인 Dr.Hatu, 대학원생 Dum Muer, 그리고 학부생 Duran이 수행하며, 3일 연속으로 진행됩니다. 각 마우스는 핸들링 및 주사 절차에 적응 과정을 거치며, 실험 시작 전 마우스를 케이지에 배치하여 향후 케이지 간 이동이 없도록 하고 마우스가 장기간 격리되지 않도록 합니다.테스트 시작 30분 전에 모든 테스트 케이지를 행동 실험실로 옮겨 동물이 환경에 적응하도록 합니다. 250 µL의 식염수를 복강 내 주사한 직후, 마우스를 행동 챔버에 넣어 15분 동안 운동 활성도를 모니터링합니다. 마우스는 행동 챔버에 20분 동안 머무를 수도 있습니다.2분부터 17분까지 활동을 모니터링합니다. 다음 2일 동안 하루 중 같은 시간에 이 단계들을 반복합니다. 넷째 날에는 그룹에 따라 코카인 또는 식염수를 단회 투여하고, 즉시 생쥐를 챔버에 넣어 코카인 노출 후 선택된 시점에서 20분 동안 국소 운동 활동을 모니터링합니다. 이후 뇌를 적출하여 얼음처럼 차가운 A CSF 용액에 1~2분 동안 담가 냉각 및 경화시킵니다.소뇌를 제거하고 과잉 액체를 흡수시킨 후, 뇌의 주둥이 쪽(rostral part)이 위를 향하도록 vibram 스테이지에 접착합니다. 챔버를 차가운 A CSF로 채우고, nucleus accumbens가 명확하게 확인될 때까지 200 micron 두께로 절편을 만듭니다. 절단하는 동안 뇌량(corpus callosum)의 형태, 전교합(anterior commissure) 및 뇌실(ventricles)의 위치와 형태에 세심한 주의를 기울이십시오.정확한 부위를 확인한 후, 실체 현미경 하에서 측좌핵을 분리하기 위해 400 micron 두께의 절편 두 개를 자릅니다. 미세 칼날을 사용하여 절편에서 측좌핵을 분리해 냅니다. 정확한 부위에 칼날을 네 번 빠르게 움직이면 적절한 조직을 즉시 분리할 수 있습니다.분리된 조직을 900 µL의 lysis reagent에 넣고 RNA 추출 전까지 -80 °C에서 보관하십시오. 튜브를 37 °C에서 녹이기 시작한 후 균질화합니다. 25 gauge 바늘을 사용할 때, 처음 몇 차례는 조직을 튜브 벽면으로 밀어 작은 조각으로 균질화하는 과정이 어려울 수 있습니다. 적절한 균질화를 확인하기 위해, 용해물을 kaya shredder mini spin column에 피펫으로 옮긴 후 원심분리하십시오.용해물을 새로운 미세 원심분리 튜브에 피펫으로 옮기고 제조사의 지침에 따라 RNA를 추출합니다. RNA 정제 후, cDNA로의 역전사 및 분석을 위해 선택한 유전자 군을 표적으로 하는 프라이머를 이용한 샘플의 표적 특이적 preamplification을 수행합니다. 이러한 절차는 프로토콜의 텍스트 버전에 설명되어 있습니다.포괄적인 QPCR 분석을 위한 상용 미세유체 칩은 48x48 포맷과 96x96 포맷으로 제공됩니다. 48x48 포맷은 48개의 샘플을 48개의 프로브 세트로 분석할 수 있게 하며, 96x96 포맷에서는 96개의 샘플을 96개의 프로브로 분석합니다. 대부분의 경우, 칩의 선택은 주로 분석할 샘플의 수에 따라 결정됩니다.먼저, 실험에 선택한 칩에 따라 샘플 혼합물을 준비합니다. 20 XDNA 결합 염료 샘플 로딩 시약을 파이펫팅할 때 주의하십시오. 샘플 혼합물 용액을 최소 20초 동안 교반하고 최소 30초 동안 원심 분리합니다.준비된 반응물은 칩 로딩 준비가 될 때까지 4°C에서 단기간 동안 보관할 수 있습니다. 다음으로, 어세이 믹스를 준비하고 샘플 믹스를 충분히 흔들어 섞은 후, 원심분리하여 모든 구성 성분을 가라앉힙니다. 앞서 보았듯이, 동적 배열(dynamic array) IFC 칩에는 샘플과 어세이용 입구뿐만 아니라 미세유체 챔버에 압력을 가하는 데 사용되는 컨트롤 라인 유체용 지정 입구가 있습니다.먼저, 칩의 각 어큐뮬레이터에 제어 라인 유체를 주입합니다. 그다음, 칩을 IFC 컨트롤러에 장착하고 적절한 스크립트를 실행하여 칩을 프라이밍합니다. 스크립트 실행이 완료되면, 프라이밍된 칩을 IFC 컨트롤러에서 꺼내고 각 어세이 5 µL를 피펫팅합니다.칩 위에서 혼합합니다. 각 시료 혼합액 5 µL를 해당 입구에 넣고 IFC 컨트롤러 소프트웨어를 사용하여 칩을 IFC 컨트롤러로 되돌립니다. 스크립트를 실행하여 시료와 분석 시약을 칩에 로드합니다.로드 믹스(load mix) 스크립트가 완료되면, IFC 컨트롤러에서 로드된 칩을 제거하십시오. 다음으로, 칩을 써멀 사이클러(thermal cycler)에 장착하고 멜팅 커브 분석(melting curve analysis)이 포함된 새로운 칩 런(chip run)을 생성하십시오. 써멀 사이클러 소프트웨어를 사용하여 반응 챔버가 제대로 인식되었는지 확인하고, 반응이 완전히 끝날 때까지 진행하십시오.단회성 급성 코카인 주입 후 운동 활성이 증가한 것이 나타났습니다. 이 관상면 절편에서 굵은 흰색 선은 측좌핵의 경계를 정의하기 위해 절개한 위치를 표시합니다. 박리 과정 중, c-Fos 및 phos B를 대상으로 하는 프라이머의 증폭 곡선은 프라이머 쌍이 표적 전사체를 약 100% 효율로 증폭시킴을 보여줍니다.매 주기마다, 코카인은 노출 후 1시간 및 2시간 뒤에 nucleus accumbens 내 CFOs와 phos B의 발현을 가장 높게 유도하는 것으로 결과가 나타났습니다. 이 절차 이후에는 새로운 미특성 전사체를 식별하기 위해 차세대 염기서열 분석(next generation sequencing)과 같은 다른 방법들을 수행할 수 있습니다.

comprehensive-analysis-transcription-dynamics-from-brain-samples

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

최근까지, 인간의 두뇌에 대한 표현 연구 RNA 또는 단백질의 양을 정함으로 제한했다. 이 문서에 설명되어있는 염색질 immunoprecipitation 기술과 함께, 그것은 사후 두뇌에서 유전자 발현의 히스톤 methylation 및 기타 epigenetic 규제를지도로 가능합니다.

인간 두뇌 조직에 대한 염색질 어세이

초기 생활 스트레스시의 DNA methylation 및 유전자 발현 변화를 공부하는 능률적인 작업 흐름이 나타납니다. 갓 태어난 생쥐와 이산 뇌 조직의 고립 모성 분리 월부터, 우리는 동시에 후속 bisulfite의 시퀀싱 및 RT-PCR 분석을위한 두뇌 조직 펀치에서 DNA와 RNA를 분리하기위한 프로토콜을 나타냅니다.

뇌의 작은, 해부학적인 몸의 구조 정의 분야의 DNA Methylation과 유전자 발현의 최적화 분석

뇌심부자극술(DBS) 수술의 치료 효과의 기저에 있는 메커니즘에 대한 조사가 필요합니다. 본 원고에 제시된 방법은 DBS 수술 후 신경발생을 촉진할 수 있는 후보 유전자의 유전자 발현 프로파일을 분석하여 DBS에 의해 유발되는 세포 이벤트를 조사하는 실험적 접근 방식을 설명합니다.

전방 시상 핵의 깊은 뇌 자극 후 쥐 해마의 유전자 발현 변화 분석

시냅스 가소성과 기억을 제어하는 분자와 경로를 식별하는 것은 여전히 신경 과학의 주요 과제입니다. 여기에서는 청각 학습 패러다임에서 학습 및 기억 통합 중 시냅스의 분자 재편성에 관여하는 것으로 추정되는 시냅스 단백질의 상대적 정량화를 다루는 워크플로우에 대해 설명합니다.

청각 차별 학습 한 후 마우스 뇌 영역의 높은 해상도 양적 시냅틱 프로테옴 프로파일

이 프로토콜 칩 seq, 4sU-seq, seq-총 RNA, 리보솜 세포 선 및 1 차 셀에 대 한 프로 파일링의 조합 사용을 설명 합니다. 전사-요소 바인딩, 드 노 보 전사, RNA 가공, 회전율 및 시간이 지남에, 번역 활성화 및 급변 셀에서 이벤트의 전체 과정을 표시 하 고 변경 내용을 추적을 수 있습니다.

바인딩, 전사, 번역, 및 회전율 세포 활성화 중 글로벌 이벤트를 표시 하는 녹음 방송 요인의 실시간 분석

여기, 우리 프로토콜 및 관련 만성 스트레스에 노출 된 후 변경 내용을 확인을 쥐 모델을 사용 하 여 메 틸 Seq, epigenomic 플랫폼의 구현을 설명 합니다. 결과 쥐 메 틸-Seq 플랫폼은 쥐에서 스트레스 노출에서 발생 하는 메 틸 화 차이 감지 수를 보여 줍니다.

쥐 메 틸-Seq 플랫폼 관련 스트레스에 노출 된 후 변경 내용을 확인 하

우리는 행동 도중 그리고 자극에 응하여 성인 Drosophila의 전체 두뇌를 이미지하기 위하여 특별히 조정된 방법을 제시합니다. 머리는 전체 뇌에 광학 액세스를 허용하기 위해 배치되며, 비행은 다리와 안테나, 프로보시스의 끝을 움직일 수 있으며 눈은 감각 자극을받을 수 있습니다.

행동과 자극 반응 도중 전체 두뇌 화상 진찰을 위한 성인 Drosophila melanogaster를 준비합니다

이 프로토콜은 국소 자기장 전위를 기록하고 쥐 해마와 전전두엽 피질의 정보 흐름을 조사하기 위해 맞춤형으로 설계된 기록 장치와 전극의 사용을 간략하게 설명합니다.

Mouse Hippocampus and Prefrontal Cortex의 Dual Extracellular Recordings in the Mouse Hippocampus and Prefrontal Cortex(생쥐 해마와 전전두엽 피질의 이중 세포외 기록)

여기에 제시된 비디오 분석 파이프라인은 MRI 환경 내 행동 모니터링의 문제를 극복하여 외부 신호에 대한 지시되지 않은 행동 반응을 감지할 수 있도록 합니다. 이 분석은 유발된 내부 상태 변화와 뇌 전반의 활동에 대한 보다 포괄적인 이해를 촉진할 것입니다.

전뇌 영상 중 모성 행동 반응 프로파일링(Profiling Maternal Behavior Responses During Whole-Brain Imaging

이 프로토콜은 자연주의적 맥락에서 뇌 코딩을 이해하기 위한 고급 전산 신경행동학적 방법을 기반으로 하는 통합 프레임워크를 제공합니다.

신경행동학적 임베딩에서 자연 행동 해독

이 기사에서는 공간 전사체학을 위한 동적 대화형 데이터베이스인 DeepSpaceDB를 사용하기 위한 프로토콜을 소개하고 조직 구성 및 질병 관련 유전자 발현을 탐색하기 위한 분석 워크플로와 예제를 제공합니다.

DeepSpaceDB를 사용한 공간 전사체학 데이터 세트 마이닝

학습하세요 행동 경험 후 쥐 뇌 핵에서 전사 역학을 분석하는 방법을. 코카인 노출 후 핵 어큼벤스에서 유전자 발현 변화를 프로파일링하여 중독의 분자 기전을 이해합니다.

행동 경험에 따라 뇌 샘플에서 전사 역학의 종합 분석

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