Name: 학습의 개별 단계에서 설치류에서 원격 음소거 신경 활동하는 방법 (동영상) | JoVE Journal
Uploaded: 2015-06-22T14:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 22 s
Description: 배우세요 설치류 특정 뇌 영역의 신경 활동을 원격 음소거하는 약리유전학적 방법을 통한 감각 사전조건화 행동 패러다임. 이 기법은 학습 및 기억 메커니즘 연구에 활용됩니다.

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우리는이 프로토콜이 부분적으로 파생 된 원고에 대한 그들의 공헌 로빈슨 등. (12)의 저자 감사합니다.

동물의 사용은 오벌린 대학 기관 동물 관리에 의해 승인 및위원회를 사용하여 실험 동물 (21)의 관리에 대한 가이드에 따라 및 사용에있다. 바이러스 주입 1. 준비 참고 :이 프로토콜은 BSL-1의주의 사항을 사용합니다. BSL-2주의 사항, 일회용 실험실 코트, 장갑, 신발 커버, 눈 보호 및 미립자 호흡기를 (N95을 입력) 사용하는 경우 필요합니다. BSL-2 화합물을 취급 한 모든 개인은 지역 공공 보건 기관에 의해 미립자 인공 호흡기 테스트에 맞게해야합니다. 취급 및 바이러스 벡터의 저장에 대한 자세한 내용은 로리 &amp; Majewska (2010 년) (22)을 참조하십시오. <ol><li> 20 μL의 microcentrifuge 튜브에서 처음 사용, 나누어지는 및 저장되지 않은 바이러스에 반복되는 동결 융해를 방지 할 수 있습니다. </li><li> 불필요한 오브젝트를 제거하고 70 % 에탄올로 표면을 살균하여 작업 표면을 준비한다. 1 준비AAV 폐기물 오염 제거 0 % 표백제 솔루션입니다. 작업 표면에 표백제 용액과 멸균 10 μL 주사기의 전체 비커를 놓습니다. 셋업 동안 짓 눌린 얼음 용기에 AAV와의 microcentrifuge 튜브를 놓습니다. </li><li> 표준 벤치 부사장으로 바이러스의 microcentrifuge 튜브를 놓습니다. AAV의 최소 4 μL와 10 μL 주사기를로드합니다. 로드하는 동안 microcentrifuge 관의 바닥에 대한 주사기의 끝이 구부러지지 않도록주의하십시오. 주사기에 AAV 솔루션의 4 μL에 기포가 없는지 확인합니다. </li><li> 10 % 표백제가 들​​어있는 비커에 빈 바이러스 튜브 폐기하십시오. 공급 업체에 의해 지정된 바이러스의 사용되지 않는 부분을 저장합니다. </li><li> 폐기물 용기에 추가로 10 %의 표백제를 추가하고 폐기물 정화 액체 폐기물을 처분하기 전에 30 분 동안 앉아 할 수 있습니다. </li><li> 제도적 지침의 지시에 따라 생물 학적 용기에 모든 보호 장비 및 플라스틱 폐기물 폐기하십시오. 데코10 % 표백제를 사용하여 바이러스와 접촉에 온 모든 장비 또는 표면을 ntaminate. </li></ol> 2. 수술 <ol><li> 정위 장치에서와 전용 바이러스 처리 지역으로 지정 인접한 공간에 흡수 벤치 용지를 배치하여 수술 영역을 준비합니다. <ol><li> 수술 장치 근처 전용 바이러스 처리 영역에 10 % 표백제 폐기물 용기를 놓습니다. </li></ol></li><li> 마취의 꾸준한 수준을 유도하고 수술을 위해 쥐를 준비합니다. <ol><li> 의식 총 목적 운동 부족 손실이있을 때까지 이소 플루 란 가스 (1-3%의 범위) 및 산소 (100 %, 약 1 L / 분)의 혼합물을 함유 유도 챔버에 쥐를 놓는다. 수술을 통해 이소 플루 란 마취를 유지한다. </li><li> 6 깊은 마취가 달성되면, 약간 귀 뒤쪽에 눈 사이에서 쥐를 면도. </li><li> 대한 유도 챔버에 다시 쥐를 놓습니다추가로 1-3 분. </li><li> 이소 플루 란 마취 시스템이 정위 수술의 코 콘에 연결되어 있는지 확인합니다. stereotax에 이소 플루 란의 흐름을 시작 이소 플루 란 튜브의 마개를 엽니 다. 위에서 지정한 수준에서 이소 플루 란과 산소를​​ 유지한다. </li><li> 물린 줄에 입을 확보하고 귀 막대를 확보하여 정위 장치에서 쥐를 놓습니다. </li><li> 절개하기 전에 수술 부위에 눈 눈에 윤활제 및 betadine을 적용합니다. </li></ol></li><li> 눈에 꼬리 약 2mm를 시작 두개골의 등쪽 표면에 피부의 2.4 CM의 중간 선 절개를합니다. 두개골을 노출 피부를 후퇴. 주기적으로 건조되는 것을 방지하기 위해 조직의 수술 부위 마진 멸균 0.9 % 멸균 식염수를 주입. </li><li> 브레 그마 및 람다까지 두개골에서 삭제 막성 조직은 명확하게 볼 수 있습니다. </li><li> 두개골의 지느러미 - 복부 좌표를 측정하여 수준인지 확인브레 그마 및 람다에서. 브레 그마 및 람다에서 지느러미 - 복부 좌표 이하 0.04 mm의 차이까지 따라 정위 장치를 조정합니다. </li><li> 이 때, 2 % 내지 2.5 이소 플루 란 가스를 줄일 수 있습니다. </li><li> 좌표 rezero, 브레 그마에 드릴을 돌려 다음 원하는 중간 - 측면에 드릴을 이동하고 전후방 좌표입니다. </li><li> 홀에서 드릴이 28 G 주입 주사기위한 적절한 크기로 구멍을 만들어 0.9 mm의 드릴 비트를 사용하여 좌표. </li><li> 0.2 μL / 분의 속도로 바이러스를 전달하는 주입 펌프를 설정한다. 정위 장치의 주입 팔에 주사기를 놓고 좌표 원하는에 주사기를 내립니다. 바이러스의 원하는 양을 전달 (0.1 μL 0.8 범위). 예를 들어, 4 분에 걸쳐 AAV의 0.8 μl를 제공합니다. 참고 : 이상적인 주입 볼륨과 관심의 각 지역에서 바이러스의 전형적인 확산을 결정하기 위해 파일럿 연구를 실시하고 있습니다. <ol><li> 바이러스의 전달은 공동되면10 분 바늘 관으로 역류를 방지하기 위해 제자리에 mplete 주사기를 떠난다. 천천히 약 5mm / 분의 속도로 주사기를 올린다. 모든 좌표가 AAV 주입 될 때까지 반복합니다. </li></ol></li><li> 수술 스테이플와 코트 국소 항생제 연고와 상처를 사용하여 상처를 닫습니다. </li><li> 수술 후 통증 관리를위한 기관의 지침을 따르십시오. </li><li> 침구, 뚜껑과 적절한 간판과 새장에 쥐를 놓고 동물 시설에 쥐를 반환합니다. <ol><li> BSL-2주의에서 작업하는 경우, 기관의 지침에 의해 지정된 시간 (일반적으로 48 ~ 72 시간)을 위해 침대를 수집합니다. 생물 학적 폐기물 용기에 침구를 놓습니다. </li><li> 자신의 안전한 폐기를위한 가이드 라인에 의해 지정된 모든 AAV-오염 물질 폐기하십시오. </li></ol></li></ol> 3. 행동 장치 참고 : 감각 전처리 장치는 표준 적 조건화의 참으로 구성BER 스테인레스 스틸 그리드 바닥 (12 &quot;의 (L) X 9.5&quot;폭 x 11.5 &quot;H), 2 플렉시 유리 측벽 2 금속 벽. <ol><li> 2 Hz에서 번쩍 때 시각적 자극 집 등의 역할을 할 수있는 알루미늄 벽 중 하나와 같은 2.8 W 빛을 탑재합니다. 청각 자극을 제공하기 위해 챔버에 스피커를 장착합니다 (10 초, 1500 Hz에서, 78dB 순수한 음색과 10 초 78dB 화이트 노이즈). <ol><li> 식품 컵에 45 mg의 음식 알약을 제공하기 위해 식품 호퍼를 사용합니다. 식품 컵 내에서, 적외선 광전지는 동안 및 자극 및 식품 보상의 프리젠 테이션 후, 전에 음식 컵에 소요 된 총 시간을 감지합니다. </li><li> 하우스 배기 팬이 장착 사운드 감쇠 캐비닛의 챔버 (22 &quot;폭 x 22&quot;높이 x 16 &quot;D) (~ 68dB). </li><li> 데이터를 조작 적 챔버를 제어하고 취득 메드 어소 소프트웨어가 설치된 PC의 컴퓨터를 사용하십시오. 냉방 세션 동안 presenta 동안 음식물 컵 헤드와 소요 된 총 시간에 대한 데이터를 수집빛 자극 (5 초 시대)의 기 및 음식 보상 (5 초 시대)의 프리젠 테이션시. 테스트 세션 동안 (청각 자극이 종료 10 초 에포크 시작) 청각 자극의 프레 젠 테이션에 대한 응답으로 음식 컵에 소요 된 총 시간에 대한 데이터를 수집합니다. </li></ol></li></ol> 감각 전처리 패러다임 4. 개요 <ol><li> 수술 회복 후, 서서히 식품은 자유 섭식 체중의 85 %로 제한 쥐. 적절한 음식 제한 패러다임에 대한 수의학 직원에게 문의하십시오. 주 : 3 상 감각 전처리 패러다임은도 2에 도시되어있다. </li><li> 전처리 세션은 (1 단계, 매일 64 분 훈련은 4 일 연속에 걸쳐 실시) <ol><li> 청각과 시각적 자극의 전달 구성 12 혼합 실험과 현재 쥐. 간 시험 간격을 포함 각 후 평균 4.5 분 (범위 4.0 분 5.0) 그uditory 프리젠 테이션. </li><li> 10 초 동안 시험, 현재 톤 (미리 조정 자극)의 6 일, 깜박이는 빛 자극의 5 초 발표 바로 다음에. </li><li> 다른 6 시험에서 10 초 동안 혼자 화이트 노이즈 (짝 자극)을 제시한다. </li></ol></li><li> 컨디셔닝 세션 (2 단계 5 일간에 걸쳐 실시 매일 64 분 교육 세션) : <ol><li> 5 초 동안 시각적 자극 (깜박이는 빛의 자극)의 전달로 구성되어 8 시련과 현재 쥐이 45 mg의 음식 펠렛의 배달 바로 다음에. 간 시험 간격을 포함 각 시험 후 평균 7 분 (범위 6.0 분, 8.0)가. 때때로 쥐 빛 음식의 관계를 배울 수 5 개 이상 조절 세션을 필요로한다. </li></ol></li><li> 테스트 세션 (3 단계, 하나의 78 분 세션) : <ol><li> 혼자 청각 자극의 전달 구성 12 혼합 실험과 쥐를 제시. 집결지 간 시험 간격 포함분노 4.5 분 (범위 4.0 분 5.0) 각 청각 발표 후. </li><li> 시련의 6에서 10 초 동안 만 톤 자극 (미리 조정 자극)을 제시한다. </li><li> 다른 6 시험에서 10 초 동안 혼자 화이트 노이즈 (짝 자극)을 제시한다. </li></ol></li><li> 컨디셔닝 자극과 백색 잡음과 짝 자극과 톤을받을 쥐의 두 번째 세트와 연구를 완료하여 자극을 상쇄. </li></ol> 5. 약리 및 행동 절차 <ol><li> 행동 장치에 전원을 켜고 적절한 행동 세션의 MED-PC의 코드를로드합니다. 와이어 및 프로그램 행동 장치 소음 감쇄 캐비닛에 장착 된 팬은 전원이 켜져있을 때를 켜도록. </li><li> 클로자핀 N 옥사이드 (CNO)의 1 ㎎ / ㎖ 용액을 조제, 15ml의 원뿔형 튜브에 CNO 5.0 ㎎ 무게 멸균 0.9 % 멸균 SalI을 5 ml의 물 또는 5를 가하여NE. 솔루션까지 소용돌이는 분명하다. <ol><li> CNO는 용액에 용해되지 않는 경우 또는 CNO 더 농축 용액은 예컨대 DMSO (23), 용해 보조제를 추가 원하는 경우. 특히, 0.5 % DMSO와 CNO의 1 ㎎ / ㎖ 용액을 제조 CNO 5.0 mg의 무게 15 ML 원뿔 튜브에 DMSO의 25 μl를 추가 할 수 있습니다. 톡 부드럽게 내용이 튜브의 바닥에 남아 보장한다. 맑은 용액이 될 때, 멸균 된 물을 5 ml 멸균 수 또는 0.9 % 식염수 5 mL를 추가한다. CNO의 솔루션을 준비하기위한 자세한 지침은 DREADD 위키 자원 25 페이지에서 사용할 수 있습니다. </li><li> 이 관리되는 매일 새로운 CNO 솔루션을 준비합니다. </li></ol></li><li> 1 mg을 투여 량으로 복강 내 주사를 CNO은 / 약 30 분 전에 행동 시험에 kg. 예를 들어, 1 ㎎ / ㎖ CNO 용액 0.2 mL를 200g 주입 쥐. CNO 관리의 투여 량과 시간 과정은 이전에 게시 된 보고서 2,12을 기준으로 선정되었다.<ol><li> (1 단계, 주사 4 일 총) 각 전처리 세션에 앞서 CNO 30 분을 주입하지만, 이후의 모든 행동 세션 이전에 차량을 관리 할 수​​ 있습니다. </li></ol></li><li> 30 분 후, 행동 시험 챔버로 쥐를 배치하고 적절한 행동 세션에 대한 컴퓨터 코드를 개시. </li><li> 행동 작업이 완료되면, 바로 챔버에서 래트를 제거한 동물 콜로니에 쥐를 반환한다. </li></ol> 행동 데이터의 분석 (6) 참고 : 모든 행동 세션의 종속 변수는 음식 컵에 적외선 광전지의 중단에 의해 검출 된 쥐의 머리가 음식 컵 안에있는 시간의 양입니다. (단위는 sec)의 데이터를 수집하여 컴퓨터 소프트웨어에 의해 기록된다. <ol><li> 조회하지 마십시오 전처리 단계에서 생성 된 데이터를 분석합니다. </li><li> 조절 세션의 각 쥐 &#39;를 분석부 합성은 5 행동 세션에서 시각적 자극의 프레젠테이션 중에 음식 컵 동작을 비교하여 빛 음식의 관계를 배울 수 있습니다. 특히, / 세션 (8) 시험의 각 5 초 광 시대 동안 음식 컵에 소요 된 평균 시간을 계산한다 (즉, 지속 시간 / 쥐의 각 5 초입니다 (8) 시험의 평균). 평균 제어 및 5 일 각 세션에 대한 실험 값을 (그림 3A 참조) 비교. <ol><li> 상기 5 초 광 에포크에 대해 지정된 것과 동일한 계산을 이용 5 행동 세션에서 음식 보상 (5 초 에폭)의 운반 중에 식품 컵 거동을 비교함으로써 음식 보상을 얻기 위해 쥐 &#39;동기를 분석한다. 이 값은 시각적 자극의 프레젠테이션 중에 획득 한 것보다 지속적으로 더 높을 것이다 (그림 3B 참조). </li></ol></li><li> 테스트 세션의 경우 : 대가에 응답 래트 &#39;음식 컵 동작을 설명 판정 비율을 계산할각각의 청각 자극의 entations. <ol><li> 특히, 각각의 쥐를 들어, 6 프리젠 테이션을 각각 다음과 같은 음식을 컵에 소요되는 평균 시간의 합으로 감각 컨디셔닝 자극의 6 프리젠 테이션 (즉, 톤)의 각각 다음과 같은 음식을 컵에 소요 된 평균 시간을 분할 감각 컨디셔닝 자극 (즉, 톤 자극) 플러스 짝 자극 (즉, 백색 잡음 자극)의 6 프리젠 테이션을 각각 다음과 같은 음식을 컵에 소요 된 총 시간의 평균. 각 시대는 지속 시간이 10 초입니다. 주 : 0.5 이상의 차별 점수가 쥐 감각 전처리 패러다임에 내재 된 연결을 배운 보여줍니다. </li></ol></li></ol> AAV 배치와 표현의 7. 확인 <ol><li> 마취로 transcardially 및 4 % 파라 포름 알데히드를 사용하여 래트를 관류. 인해 형광 라벨의 사용 min으로 2 시간의 후 - 정착 시간을 초과하지imize 손실 항원의 형광 신호를 보존 할 수 있습니다. </li><li> 이일 최소 또는 뇌 뇌 병의 바닥에 가라까지 인산염 완충 식염수 (1X)의 20 % 자당 용액 30 ㎖를 함유하는 뇌 항아리로 전송하여 관류 뇌 탈수. </li><li> 관심 영역의 전체 rostrocaudal 범위에 걸쳐 관상 뇌 부분 (20 ~ 40 μm의)를 만들기 위해 동결 슬라이딩 마이크로톰을 사용합니다. </li><li> 디자이너 수용체 및 / 또는 기자 (12)의 위치와 발현을 확인하기 위해 태그 수용체 또는 리포터 단백질에 대한 면역 조직 화학 감독을 실시한다. 면역 조직 화학 염색 프로토콜은 DREADD 위키 리소스 페이지 (25)에 제공된다. </li><li> 수성 장착 매체의 100 ~ 200 μl를 사용 superfrost 플러스 슬라이드와 커버 슬립 위에 섹션을 탑재합니다. </li><li> AAV 배치 및 단백질 발현 12, 24을 확인하기 위해 뇌 조직에 형광 현미경을 수행합니다.</li>
</ol>

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</ol>

저자는 경쟁하는 금전적 이해관계가 없음을 선언합니다.

이 프로토콜은 특정 뇌 영역이 다단계 복잡한 학습 과제에 기여하는 방법을 조사하기 위해 약물 유전 학적 접근 (DREADD)를 적용하는 방법에 대해 설명합니다. 일시적으로 원격 학습 단계에 걸쳐 이산 뇌 영역에서의 신경 활성을 침묵하는 기능, 방법의 조합 학습의 미묘한 차이 또는 마스크 형태를 포함 행동의 넓은 범위를 조사 할 수있는 플랫폼을 제공한다. 이 프로토콜에 설명 된 예에서, retrosplenial 피질 (RSC)에서 디자이너 수용체를 발현 래트 쥐가 3 상 행동 태스크 (12)에서 시험을 제어 하였다. 작업의 첫 번째 단계는 자극의 두 사이의 자극 - 자극 연결을 취득 할 쥐를 제어 가정 여러 중립 자극의 프레 젠 테이션을하고있었습니다. 작업 가설 RSC 30 분 전에 행동 시험 개시 4 일 컨디셔닝, 각각, 즉, 자극 자극치 학습에 필요하다는 것이다ING, 제어 및 실험 쥐 디자이너 약물 (CNO) 또는 차량 중의 전신 투여를 받았다. 디자이너 수용체에 결합 할 때, CNO 그 수용체가 발현하...

행동 신경 과학 분야 내 흥분 도전 복잡한 행동 신경 기판을 결정하는 것이다. 그러한 고정 병변, 캐 뉼러를 통해 임시 임플란트 뇌 비활성화 및 optogenetics 같은 수많은 기술 복잡한 행동 부성분 이산 뇌 영역의 기여를 식별하기 위해 사용되어왔다. 이러한 접근 방식은 학습 기간 동안 지역 특이성에 대한 우리의 이해를 통보하면서, 각각의 기술은 한계가없는 것은 아니다. 특히, 영구적 병변은 일반적으로, 따라서 그 효과는 패러다임의 기간에 걸쳐 존재하는, 행동 시험 전에 실시하고 있습니다. 뇌 조직에 상당한 손상을 일으킬 수있는 단기 신경 inactivator (예를 들어, 테트로도톡신)의 프리젠 테이션을 포함하고 직전 행동 테스트에 대한 주체의 스트레스를 유도 할 수 삽관 연구. 또한, 삽관 통해 불 활성화를 둘러싼 조직의 영역에 한정되어캐 뉼러의 끝. optogenetics 특정 뇌 영역에서 활동의 시간적 제어를위한 유연성을 제공하면서 마지막으로, 그것은 비용 금지 및 기술적 요구하고있다. 이러한 제한은 약물 유전 학적 접근 (디자이너 - 수용체 - 전용 활성화별로 디자이너 - 마약, DREADDs) 1, 2를 사용하여 극복 할 수 있습니다. 약물 유전학의 개념은 복잡하면서 중요한 것은, 상기 기술의 실행은 간단하다. 변형 억제 G 단백질 결합 수용체에 대한 DNA 단편을 포함 독소 (예, NMDA, ibotenic 산) 이산 뇌 영역으로는,이 기술은 아데노 - 관련 바이러스 (AAV)를 주입하는 것을 포함의 주입을 포함하는 전통적인 정위 수술 방법과 유사하게 (hM4Di, 디자이너 수용체) 표준 실험실 설치류의 관심 영역으로는 (그림 1 참조). 바이러스 벡터는 형광 기자 (mcitrine)가 포함되어 있습니다. 에 통합되면세포에, 디자이너 수용체 (리포터 단백질) 최대한 ~ 삼주 후 주입을 표현하고 선택적으로 다른 생물학적으로 불활성 디자이너 약물의 전신 투여, 클로자핀-N- 옥사이드로 2-5 시간 동안 활성화 할 수 있습니다 (CNO) 1 , 3. 실험은 특정 뇌 영역에서 신경 활동을 정밀하게, 아직 원격 제어 시간을 부여하기 때문에, 약물 유전학은 여러 단계로 진행됩니다 행동 패러다임에 특히 잘 결합한다. 이 예에서, retrosplenial 피질의 기여 (RSC)은 자극 - 자극하는 학습이 파블로프 학습에서의 역할과 비교된다, 그러나 접근 방식의 조합은 뇌 영역에 기여하는 방법을 특정 식별을 추구 질문의 수에 적합하다 복잡한 행동. 본 프로토콜에 설명되지하면서 또한, 바이러스 및 형질 전환 방법은 세포 형 특이 DREADD 식 (2)를 달성하기 위해 사용될 수있다. 나는DREADD 접근 방식을 사용하는 경우의 고유 실험 조작, 실험 설계 및 후속 정량 분석​​의주의 깊은 고려의 약리학 및 / 또는 다른 유형을 포함하는 행동 패러다임이 필요합니다. DREADD 접근 방식에 새로운 실험자은 현재 DREADD 기술 2의 종합적인 검토라고합니다. 매일, 생물은 새로운 자극과 이벤트와 서로의 관계에 대해 알아 봅니다. 도 친숙한 환경에서, 이러한 가정으로, 하나는 이러한 변경의 의미있는 사건 예측 될 수 있기 때문에 자극 사이의 관계의 변화를 검출하기 위해 빠른 것이다. 이러한 자극 - 자극 (즉, 관계형) 학습은 여러 자극들이 결합되어 포함 전통적으로 내측 측두엽 4에서 중앙 상주하는 해마와 관련이있다. 그러나, 해마 존재도 단독으로 작용하지 않는다; 내부와 외부 모두 대뇌 피질의 영역내측 측두엽의 측면은 해마 형성 5-7에 중요한 감각 정보를 제공합니다. 전통 영구적 병변 연구는 해마에 의존하는 학습 대뇌 피질의 영역 (예를 들어,, retrosplenial postrhinal 및 entorhinal 피질)의 수의 참여에 대한 강력한 증거를 제공하지만 이산 단계에서 특정 지역의 역할을 식별 할 수있는 능력에 제한이 8-10 학습. 본 프로토콜은 RSC는 3 상 감각 전처리 패러다임 (11, 12)의 단일 단계에서 RSC를 침묵에 의해 자극 - 자극 학습에 필요한 가설을 테스트합니다. 간단히 말해서, 쥐 디자이너 수용체를 포함하고 2 ~ 3 주 후에 행동 테스트를 시작하기 전에 디자이너 약물 (CNO) 30 분 관리되는 AAV의 주입을받을 수 있습니다. 본 프로토콜에서는, 실험 쥐 시험의 첫 번째 단계 (자극 - 자극 리어 동안 CNO를받을닝 발생)하고는 시험의 다음 2 단계에서 차량을받을 수 있습니다. 행동에 CNO의 부주의 효과를 제어하기 위해, 디자이너 수용체 (hM4Di)와 쥐를 주입 대신 CNO의 차량에 주입. 바이러스 주입 및 수용체 발현의 일반적인 효과를 설명하기 위해, 설계자 수용체를 포함하고 CNO를 관리하지 않는 제어 바이러스 달이다. AAV의 상이한 혈청 형의 개수는 유전 물질을 전달하는 데 사용된다. 재조합 또는 합성 분자를 포함하는 연구 현재 NIH 지침 트랜스가 잠재적 종양 유전자 생성물 또는 독소 분자를 인코딩하지 않고의 부재하에 제조되는 것을 AAV (모든 혈청 형) 및 재조합 또는 합성 AAV 구조체를 유지 헬퍼 바이러스, BSL-1의주의 사항 (부록 B-1. 위험 그룹 1 (RG1) 에이전트) (13)을 필요로한다. AAV 구조, 유틸리티 및 안전에 관한 리뷰의 숫자는 14, 15 사용할 수 있습니다. 특히,하지만AAV 작업을 할 때, 설치류에서 가능한 생식 16, 17 및 잠재적 발암 메커니즘을 18 ~ 20에 관한 우려로 인해, 일부 기관은 BSL-2주의의 사용을 필요로한다. 연구는 질병 통제 및 미국의 유전자 조작에 바이러스 벡터를 사용하는 경우 재조합 DNA 분자 (13)를 포함하는 연구에 대한 NIH 가이드 라인, 센터를 실시한다 개별 기관의 감독위원회와 협의하여 사용하기 전에 해당 BSL을 확인합니다. 개인 보호, 연구자 훈련, 벡터 봉쇄, 오염 제거, 오염 제거 물질의 처분 및 사후 주입 동물 주택의 요구 사항은이 지침에 의해 지정됩니다. 또한, 상담 및 적절한 기관 동물 관리를 수행하고, 안전한 취급, 관리 및 AAV의 처분을 보장하기 위해위원회의 지침 또는 이와 동등한 기관 감독위원회 지침을 사용합니다.

<table><tbody><tr><td>수컷, 긴 에반스 쥐, 55-60 일 된</td><td>Hilltop Lab Animals Inc</td><td></td><td></td></tr><tr><td>rAAV8 / hSyn-HA-hM4D (Gi) -IRES-mCitrine</td><td>바이러스 벡터 코어</td><td></td><td>주의 : 이것은 BSL-1 화합물</td></tr><tr><td>rAAV8 / hSyn-GFP</td><td>바이러스 벡터 코어</td><td></td>입니다 <td>주의 : 이것은 BSL-1 화합물</td></tr><tr><td>Clozapine-N-oxide</td><td>R&입니다. D Systems</td><td>4936-10</td><td>디자이너 약물</td></tr><tr><td>랫 케이지 뚜껑 (폴리카보네이트)</td> <td>대체 디자인&nbsp;</td>주입 <td>후 48-72 시간 동물 우리를 덮는 데 사용되는</td>FT <td>8XL-PC</td></tr><tr><td>여과지 (교체)</td> <td>대체 디자인</td><td>FP-R-1018XAD</td><td>케이지 뚜껑과 어울리는 여과지</td></tr><tr><td>테이블 탑 바이스</td><td>JETS</td><td>2201-265</td><td>후드에 AAV가 들어있는 마이크로 scentrifuge 튜브를 고정하는 데 사용</td></tr><tr><td>Biohazard 쓰레기 봉투</td><td>스테이플</td><td>113444</td><td>Medline biohazard 라이너</td></tr><tr><td>Biohazard 쓰레기통</td><td></td><td></td> Amazon.com <td>United Solutions 34갤런 직사각형 바퀴 달린 쓰레기통(후크 및 잠금 손잡이 포함</td></tr><tr><td>) Isoflurane, 100ml</td><td>Patterson Veterinary Supply Inc.</td><td>07-890-8540</td><td>마취</td></tr><tr><td>디지털 디스플레이 판독 콘솔이 있는 이중 소형 동물 입체</td> David <td>Kopf</td><td>모델 942</td><td>수술 장비</td></tr><tr><td>파열 이어바, 2개 세트(쥐)</td><td>David Kopf</td><td>모델 955</td><td>수술 장비</td></tr><tr><td>마취 마스크(쥐)</td><td>David Kopf</td><td>모델 906</td><td>수술 장비</td></tr><tr><td>고속 입체 드릴에는 탁상용 모터 컨트롤러, 풋 페달, 핸드피스, 입체 핸드피스 홀더가 포함됩니다</td>. <td>David Kopf</td><td>모델 1474</td><td>수술 장비</td></tr><tr><td>Microdrill 버, 0.9mm</td><td>Fine Science Tools Inc</td><td>19007-09</td><td>수술 공급</td></tr><tr><td>micro4 컨트롤러가 있는 자동 주사기 펌프</td><td>David Kopf</td><td>모델 UMP3-1</td><td>수술 장비</td></tr><tr><td>Pro-animal 분리형 세라믹 블레이드 클리퍼 키트</td><td>Ahdis</td><td>21420</td><td>외과 용품</td></tr><tr><td>Betadine 스킨 클렌저</td><td>Perdue Products L.P</td><td>67618-149-04</td><td>외과 용품</td></tr><tr><td>삼중 항생제 연고</td><td>Medline 공급</td><td>53329-087-01</td><td>외과 용품</td></tr><tr><td>Puralube 수의사 연고</td><td>전용 수의학 공급</td><td>17033-211-38</td><td>외과 용품</td></tr><tr><td>Dino-lite</td><td>현미경</td><td>AD7013MTL</td><td>전통적인 이단면 범위의 대안</td></tr>인 <tr><td>Dino-lite 강성 탁상용 붐 스탠드</td><td>현미경</td><td>MS36B</td><td>수술 장비</td></tr><tr><td>28 G 10 &mu; l 주사기</td><td>Hamilton</td><td>80308-701SN</td><td>수술 장비</td></tr><tr><td>초대형 MDF 소음 감쇠 큐비클</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-018MD</td><td>22' W x 22" H x 16" D</td></tr><tr><td>초대형 모듈식 테스트 챔버</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-007</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>스테인리스 스틸 그리드 바닥</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-005</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>하우스 라이트</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-215M</td><td>하우스 라이트 및 자극 라이트로 사용</td></tr><tr><td>모듈형 펠릿 디스펜서</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-203M-45</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>펠렛 용기, 컵 유형</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-200R1M</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>쥐 용 헤드 진입 감지기</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-254-CB</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>먼지가 없는 정밀 식품 펠릿, 45mg</td><td>Bio-Serv</td><td>F0165</td><td>쥐</td></tr><tr><td>챔버용 행동 공급 케이지 스피커</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ENV-224AM</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>프로그래밍 가능한 오디오 생성기</td><td>Med Associates, Inc</td><td>ANL-926</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>스마트 ctrl 8 입력/16 출력 패키지</td><td>Med Associates, Inc</td><td>DIG-716P2</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>대형 탁상용 캐비닛 및 전원 공급 장치</td><td>Med Associates, Inc</td><td>SG-6510D</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>PCI 인터페이스 패키지</td><td>Med Associates, Inc</td><td>DIG-700P2-R2</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>MED Intel 코어 컴퓨터 pkg with X Pro 19" 모니터</td><td>Med Associates, Inc</td><td>COM-103V</td><td>행동 장비</td></tr><tr><td>파라포름알데히드(그라nnular), 1kg</td><td>전자 마이크로소피 Sciences</td><td>19210</td><td>위험: 발암 물질, 후드에 무게</td></tr><tr><td>토끼 단클론 항체(HA-Tag)</td><td>세포 신호 전달 기술</td><td>3724S</td><td>조직학 시약</td></tr><tr><td>XP 토끼 단클론 항체(GFP)</td><td>세포 신호 전달 기술</td><td>2956S</td><td>조직학 시약</td></tr><tr><td>항토끼 IgG</td><td>세포 신호 기술</td><td>4412S</td><td>조직학 용품</td></tr><tr><td>Superfrost plus 슬라이드</td><td>VWR international</td><td>483111-703</td><td>조직학 용품</td></tr></tbody></table>

학습의 개별 단계에서 설치류에서 원격 음소거 신경 활동하는 방법

A Method for Remotely Silencing Neural Activity in Rodents During Discrete Phases of Learning

이 프로토콜은 동물이 학습과 기억 작업에 종사하는 동안 일시적으로 원격으로 분리 된 뇌 영역에서 신경 세포의 활동을 침묵하는 방법에 대해 설명합니다. 접근 방식은 결합 약물 유전학 (디자이너 - 수용체가-전용 활성화별로 디자이너 - 약) 행동 패러다임 (감각 컨디셔닝)와 학습의 다양한 형태를 구분하기 위해 설계되었습니다. 즉, 바이러스 - 매개 전달은 유전자 변형 억제 G 단백질 결합 수용체 설치류 뇌에서 분리 된 영역으로 (디자이너 수용체)를 표현하기 위해 사용된다. 디자이너 수용체 발현 수준이 높은 경우 3 주 후, 약물 제 (디자이너 약물) 사전 행동 특정 세션에 30 분을 전신적으로 투여된다. 약물은 디자이너 수용체 친 화성을 가지며, 따라서 디자이너 수용체를 발현 신​​경의 억제를 초래하지만, 그 생물학적으로 불활성이다. 뇌 영역 (2-5 시간 동안 침묵에 의존적 유지땡) 투여 량 및 투여 경로에. 행동 패러다임 종료 후 뇌 조직은 정확한 배치와 수용체 발현에 대해 평가된다. 이러한 접근 방법은 동작의 특정 구성 요소에 대한 각각의 뇌 영역의 기여를 결정하는 행동 패러다임의 번호에 걸쳐 사용할 수있는 특히 유용하다.

행동 결과 실험이 완료되면 특정 지역 임시 불 활성화 효과는 정량적 및 정 성적으로 평가되어야한다. 본 예에서는 CNO이 RSC 중립 자극 (12) 간의 연결의 형성에 필요한 가설을 테스트하기 위해 전처리 세션 동안 RSC에서 신경 활동을 감쇠 투여되는 3 상 행동 패러다임 (감각 전처리)를 포함한다. 중요한 것은, 실험자는 행동 패러다임 또는 약물 유전 학적 접근이 가장 행동 패러다임과 결합 될 수있는 본원에 기재된 실험 설계에 한정되지 않는다. 분석은 일반적으로 전처리 세션 (1 단계) 중에 발생하는 데이터에 대해 수행되지 않는 반면에, 그것은 쥐 컨디셔닝 세션 (2 단계) 동안 빛 식품 협회 배운 여부를 정량화하는 것이 중요하다. 인터넷에 도시 된 바와 같이gure의 3A, 모두 실험 (EXPT) 및 제어 (CTRL) 쥐 쥐가 시각적 인 자극 (빛)과 음식 보상 사이의 파블로...

이 프로토콜은 쥐가 학습 및 기억 작업에 참여하는 동안 개별 뇌 영역의 뉴런 활동을 일시적 및 원격으로 침묵시키는 방법을 설명합니다. 이 접근법은 약물 유전학(Designer-Receptors-Exclusively-Activated-by-Designer-Drugs)과 학습의 다양한 구성 요소를 구별하도록 설계된 행동 패러다임(감각 사전 조건화)을 결합합니다.

This protocol describes how to temporarily and remotely silence neuronal activity in discrete brain regions while animals are engaged in learning and ...

이 절차의 목적은 동물이 학습 및 기억 과제를 수행하는 동안 특정 뇌 영역의 신경 세포 활동을 일시적이고 원격으로 억제하는 것입니다. 이는 먼저 디자이너 수용체와 리포터가 포함된 a a V를 주입용 주사기에 충전함으로써 수행됩니다. 두 번째 단계는 a a V를 쥐 뇌의 관심 영역에 주입하는 것입니다.다음으로, 생물학적으로 불활성인 설계 약물인 clozapine 및 oxide를 준비하여 쥐에게 전신 투여합니다. 마지막 단계는 감각 사전 조건화 패러다임을 사용하여 행동 테스트를 수행하는 것입니다. 최종적으로, 쥐의 뇌 조직에 대해 면역형광 현미경 검사를 실시하여 설계된 수용체의 배치를 확인합니다.이 방법은 동기 부여, 주의력, 학습 및 기억의 조절을 포함하되 이에 국한되지 않는 행동 신경과학 분야의 핵심 질문들에 답하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 아데노 부속 바이러스(adeno-associated viruses) 취급에 관한 모든 기관 내 예방 수칙을 준수하십시오. 이 영상에서 사용된 바이러스는 생물 안전 등급 1(biosafety level one) 화합물로 분류됩니다. 10% 표백제 용액을 준비하십시오. AAV 폐기물을 오염 제거하기 위해, 표백제 용액이 담긴 비커와 멸균된 10 µL 주사기를 준비하십시오.작업 공간에서 V의 분주액이 담긴 마이크로 원심분리 튜브를 표준 벤치 바이스에 고정합니다. 10 µL 시린지에 A v를 최소 4 µL 충전합니다. 시린지 내의 4 µL A v 용액에 공기 방울이 없는지 확인합니다. 사용 후 빈 바이러스 튜브는 10% 표백제가 담긴 비커에 버립니다.폐기물 용기에 10% bleach를 추가로 넣고, 기관 지침에 따라 오염 제거된 액체 폐기물을 처리하기 전 30분 동안 그대로 둡니다. 스테레오택식 장치 아래와 전용 바이러스 취급 구역으로 지정된 인접 공간에 흡수성 벤치 페이퍼를 깔아 수술 구역을 준비합니다. 3% isof, fluorine 및 1L/min의 속도로 산소를 공급하여 마취를 유도합니다.양 눈 사이부터 귀 뒤쪽까지의 털을 깎습니다. 제모 후, 쥐를 스테레오택식 장치(stereotaxic apparatus)에 고정한 상태로 유도 챔버(induction chamber)에 3분 동안 둡니다. 안구 연고로 눈을 덮고, Betadine으로 세척하여 절개 부위를 준비합니다.눈에서 약 2 mm 뒤쪽부터 시작하여 두개골 위의 피부를 따라 2.4 cm 길이의 정중선 절개를 가한 후,

a-method-for-remotely-silencing-neural-activity-rodents-during

Research

연구

JoVE Journal

Behavior

행동

이 보고서에서는 동시에 다중인지 동작을 테스트하고 설치류를 위해의 연결 활동을 기록 가능한 완전 자동화된 고도 다양한 시스템을 소개합니다.

여러인지 기능을 테스트 및 설치류에의 연결 활동을 녹음하기위한 완전 자동화된 고도 다목적 시스템

마취된 신생아 강아지를 가열 패드 위에 놓습니다.에탄올로 두피를 소독하십시오.약물 활성화 억제 수용체에 대한 유전자를 운반하는 아데노 관련 바이러스와 추적 염료를 포함하는 바이러스 용액으로 주사기를 채웁니다.주사기 끝을 강아지의 머리에 맞추고 바이러스를 뇌에 천천히 주입하여 균일하게 분포시킵니다.강아지가 회복되도록 하십시오.배양하는 동안 바이러스 입자는 뉴런에 들어가 유전 물질을 핵으로 방출합니다.이는 신경막에서 억제성 수용체 발현을 유도합니다.이러한 수용체는 이온 채널과 결합하지만 활성화될 때까지 신경 신호 전달에 영향을 미치지 않습니다.다음으로, 표적 약물을 며칠에 걸쳐 강아지의 목에 피하 투여합니다.약물은 혈액-뇌 장벽을 통과하여 억제 수용체에 결합합니다.이것은 화학유전학적 반응을 유발하여 신경막을 가로지르는 이온 흐름을 변경하고 신경 신호 전달을 침묵시킵니다.이 화학유전학적 침묵은 뇌 장애를 모델링하고 비정상적인 뇌 활동을 연구하는 데 도움이 됩니다.

신생아 마우스에서 신경 활동의 화학유전학적 침묵

출처: Lai, J., et al. 설치류 뇌에서 억제제의 동시 전기생리학적 기록 및 미세 주사. J. Vis. 경험. (2015년)이 비디오는 쥐 상골에서 동시 신경 기록 및 억제를 위한 미세 주입 기반 기술을 보여줍니다. 이 절차에는 정위 표적화, 두개골 드릴링, 신경 활동을 기록하면서 억제성 신경 전달 물질을 전달하는 주사대 삽입이 포함됩니다. 빛 자극은 활동 전위를 유발하는 반면 약물 미세 주사는 신경 흥분성을 억제합니다. 신경 전달 물질 수치가 감소함에 따라 신경 활동이 기준선으로 돌아가 억제와 회복에 대한 연구가 가능해집니다.

쥐에서 신경 활동의 억제 및 전기생리학을 사용한 검출

설치류 조건화에 대한 완전 자동화 된 프로토콜을 제안한다. 이 프로토콜은이 컨트롤의 영향을 신경 활동 기본 감각 통합,인지 제어 실험에 대한 정도를 조사하기 위해 행동 사건의 정확한 시간 제어에 의존합니다.

감각 운동 통합 및인지 제어 실험을 위해 완전 자동화 된 설치류 컨디셔닝 프로토콜

새로운 자극 - 반응 연관성 학습 궁극적 개별 뉴런의 스파이크 출력 변화에 반영 신경 다양한 프로세스를 결합한다. 여기에서 우리는 동물, 취득 소화하고, 하나의 실험 세션 내에서 조건 반응을 재 취득하는 동안 단일 신경 세포의 활동을 지속적으로 등록을 허용하는 행동 프로토콜을 설명합니다.

자유롭게 학습의 세 단계에 걸쳐 비둘기를 이동에서 단일 신경 세포 &#39;활동 전위를 기록

여기에서는 약물의 미세 주입에 의한 뇌 심부 구조 억제와 동시 전기 생리학적 기록을 통한 실시간 모니터링이라는 두 가지 기능을 가진 유리 피펫을 제작합니다.

동시 전기 생리 녹화 및 설치류의 뇌에서 억제 에이전트의 마이크로 주사

셔틀 박스 회피 학습은 행동 신경 과학에 잘 확립되어있다. 이 프로토콜은 설치류에서 학습 셔틀 상자가 사이트 별 전기 intracortical 미세 자극 (ICMS) 및 학습과 인식의 여러 측면을 연구하는 도구로 생체 내 녹음 동시 만성와 결합 할 수있는 방법에 대해 설명합니다.

인식 및 학습을 연구하는 도구로 전기 생리 텍스 녹화 및 자극과 셔틀 박스 교육을 결합

미주 신경 자극 (VNS)는 행동의 범위를 수정하는 전뇌에 타겟 시냅스 가소성을 유도하기위한 도구로 떠오르고있다. 이 프로토콜은 공포 멸종 메모리의 통합을 용이하게하기 위해 VNS를 구현하는 방법에 대해 설명합니다.

도구로 미주 신경 자극은 멸종 학습을위한 관련 진학 가소성을 유도

깨어 있는 쥐의 기록 부위 부근에서 세포 외 신경 활동을 동시에 기록하고 여러 신경 활성 물질을 방출하는 전극 구성 방법을 제시합니다. 이 기술을 사용하면 관심 있는 뉴런에 대한 추정 국소 시냅스 입력값을 자세히 분석할 수 있습니다.

깨어 마우스의 신경 활성 물질의 Microiontophoretic 응용 프로그램과 결합하여 신경 활동의 세포 외 기록

마우스의 뇌 신호의 생체 전기 생리학 기록에 대한 마이크로 드라이브의 설계와 어셈블리가 설명되어 있습니다. 튼튼한 driveable 캐리어 미세 번들을 부착하여,이 기술은 장기적이고 안정적​​인 신경 녹음을 허용합니다. 경량 디자인은 동물 다음과 같은 드라이브 주입에 의한 제한 행위 성능을 할 수 있습니다.

깨어있는 행동을 한 쥐의 만성 신경 녹음을위한 마이크로 드라이브 배열의 건설

배우세요 설치류 특정 뇌 영역의 신경 활동을 원격 음소거하는 약리유전학적 방법을 통한 감각 사전조건화 행동 패러다임. 이 기법은 학습 및 기억 메커니즘 연구에 활용됩니다.

학습의 개별 단계에서 설치류에서 원격 음소거 신경 활동하는 방법

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