Alle dierlijke procedures werden uitgevoerd in overeenstemming met de National Institutes of Health regelgeving voor de verzorging en het gebruik van dieren in onderzoek en met instemming van de lokale ethische commissie uitgevoerd.
1. Bereiding van kunstmatige cerebro-spinale vloeistof
Dezelfde media gebruikt te ontleden, knippen en plakken perfuseren (1 ml / min) gedurende de rustperiode en de elektrofysiologische opnames. Dit medium bestaat uit 124 mM NaCl, 4,4 mM KCl, 26 mM NaHCO 3, 1 mM NaH 2PO 4, 2,5 mM CaCl2, 1,3 mM MgSO4 en 10 mM D-glucose.
- Weeg de verschillende componenten voor 2 L van ACSF behalve MgSO4 die reeds in oplossing (1M). Met behulp van een standaard oplossing maakt het mogelijk om zeker te zijn van de precieze concentratie van Mg 2 + omdat MgSO4 in poedervorm is sterk hygroscopisch. Ca2 +: Mg2 + verhouding grote invloed LTP inductie en onderhoud14 en zo hun verhoudingen moeten altijd worden gerespecteerd.
- Doe alle onderdelen behalve CaCl2 in een glazen maatcilinder en breng aan 2 L met gedestilleerd H 2 O.
- Roer krachtig. Als alles is opgelost, voeg carbogen door een aquarium borrelaar en slangen aangesloten op de tank (95% O 2, 5% CO 2). Wacht enkele minuten en voeg calciumchloride bij pH is vastgesteld op 7,4 door de inwerking van bicarbonaatbuffer.
- Houd 600 ml in een gekoelde rechthoekige glazen schaal en afkoelen tot 4 ° C met ijs rond het gerecht. Dit medium wordt gebruikt voor dissectie hippocampus.
- Filter de resterende 1400 ml en bewaar in een erlenmeyer.
2. Voorbereiding van de elektrofysiologische Rig en de Brain Slice Recording Kamer
De perfusiecircuit is gemaakt van 2 peristaltische pompen, pompen vers vloeistof uit een reservetank en de andere pompende gebruikte vloeistof uit thij opneemt kamer naar een bak. Verse vloeistof wordt toegevoegd aan een home-made perfusie systeem waar het wordt opnieuw zuurstofrijk en opgewarmd voordat de interface opname kamer door de zwaartekracht (Figuur 1A). De interface opname kamer is ontworpen door FST (Fine Science Tools, Vancouver, Canada, Figuur 1B). Weefselcoupes worden gebracht geweven net filter bevestigd aan een verwijderbare goed ring filters kunnen onder omstandigheden-interface worden gehandhaafd door de hoogte van de pompput naald. A home-made plastic buis geblokkeerd op het einde en lateraal geperforeerd (0,5 mm) is bevestigd aan de zuig naald niveau stabiliteit in de kamer. De opname kop is boven een waterbad met een gas dispersie steen die zorgt voor het behoud van een vochtige omgeving door het passeren van vochtige lucht door doorbuiging havens in de schrijfkop (om water druppelvorming verlagen) gemonteerd. Bad en middelgrote temperatuur worden geregeld door continu variëren van de hoogte van gelijkstroom thruwe een siliconenrubber-ingebed verwarmingselement in het waterbad. Thermistors in het waterbad en opname putten kan de kamertemperatuur in te stellen en nauwkeurig gecontroleerd op deze sites.
Het verwarmingssysteem van de kamer wordt afgesloten met een globale verwarming regelen van de temperatuur van de hele rig. De software is ontwikkeld door onderzoekers aan de Universiteit van Edinburgh ( www.etcsystem.com ) bewaakt en egaliseert de temperatuur van de zuurstofrijke lucht, de hersenen slice, de elektroden en de overige tuig die een stabiele omgeving voor langdurige opnames (figuur 1C) . De gebruikte temperatuur voor muizen hippocampale plakken is 28 ° C.
- Spoel alle perfusie circuit met gedestilleerd H2O minimaal 20 minuten en start de verwarmingssystemen.
- Start de carbogen borrelen in het circuit. Carbogen komt in de zelfgemaakte perfunderen buizen door fIlter kaarsen en in het waterbad onder de opname kamer. De stroomsnelheid in het waterbad wordt gecontroleerd door een stromingsmeter. Als het debiet te traag is, kan weefsel hypoxie geworden. Omgekeerd, indien de stroomsnelheid te hoog is, kan het gas niet voldoende verwarmd en bevochtigd leidt tot uitdroging van het weefsel. Hoge gasstroom kan ook de kans op water sproeien over het weefsel uit het waterbad hieronder leidt tot osmotische shock. Dit kan worden voorkomen door toevoeging van stukjes nylon mesh (100 urn) en de uitlaat van de afbuiging poorten.
- Tap het circuit en vullen met gefilterd ACSF.
- Zet de ring die het schijfje zullen ondersteunen bij het houden van ruimte. Een geweven net filter met maaswijdte variërend 500-750 urn wordt uitgerekt en bevestigd aan de ring twee-componenten epoxy hars lijm. De geweven netto filter is gemaakt van 87% polyamide en 13% elastaan (panty 15 den). Lijm moet zorgvuldig worden toegepast om de vorming van reliëfs voorkomen aan het oppervlak van de ring.
- Verwijder alle luchtbellen zorgvuldig uit het circuit.
- Pas het niveau van ACSF in de opname kamer met de schroef van de zuigkracht naald. De snelheid van de peristaltische pomp wordt ingesteld op 1 ml / min voor de pomp inlaat en 5 ml / min voor de uitlaat pomp.
De perfusie-systeem wordt op een stijve bestand tegen trillingen tafel geplaatst en wordt omgeven door een kooi van Faraday.
3. Voorbereiding van de Dissection Area
Chirurgische instrumenten: een scalpel met een # 11 mes, kleine standaard ontleden schaar, de lente schaar, gebogen pincet, twee Heidemann spatulae en een lepel.
Aanvullend materiaal: een guillotine, een onderlegger, een McIlwain weefsel chopper met een scheermesje, filterpapier, een glas Pasteur pipet met een rubberen speen, 2 plastic pasteurpipetten waarvan een met een brede mond, een petrischaaltje, een metalen cilinder van 7 mm diameter (figuur 2A).
- In het ontleden schotel gevuld met koud ACSF (bereid in stap 1), dompel een gekoelde glazen deksel van een kleuring schotel, verpakt in filtreerpapier. Verwijder voorzichtig luchtbellen en zuurstof de ACSF via een aquarium bubbler (Figuur 2A).
- Lay out instrumenten in volgorde van gebruik. Voeg drie lagen filterpapier op het weefsel chopper plaat en een nieuwe scheermesje gereinigd met gedestilleerd water en ether (figuur 2B). Het scheermesje moet horizontaal zijn als het het papier raakt. Mesdruk wordt aangepast aan de helft van de maximale waarde en snelheid ongeveer een derde van de maximale waarde.
- Aandachtig kijken of alles klaar is (instrumenten, temperatuur ...) omdat je tijd niet achteraf hebben.
- Vraag iemand om de ontleding te spuiten met een Pasteur pipet gevuld met koud ACSF.
- Verdoven de muis met Nembutal IP (100 mg / kg) voor onthoofding. Halothaan anesthesie worden gebruikt. We hebben beide methoden en obta vergelekenined dezelfde resultaten. Onthoofding moet onder verdoving uitgevoerd maar cervicale dislocatie kan ook worden gebruikt. Cervicale dislocatie heeft echter een zeer goede gewoonte om dierenleed te voorkomen.
- Ontleden de onderlegger zo snel mogelijk onder koude ACSF continue douche.
4. Brain Verwijdering
- Terwijl nog steeds de kop met de wijsvinger en de duim van een hand op de snuit, een insnijding met ontleden schaar langs het midden van de bovenkant van de kop vanaf de rand van de guillotine gesneden en actief rostraal aan de frontale bot .
- Knip de huid spier aan weerszijden van de kop van de schedelplaten volledig zichtbaar en verwijder de spieren aan de caudale kant van de weg.
- Met het ontleden schaar, knip de temporalis spier aan elke kant, langs de temporalis plaat, knip dan de frontale platen in het midden, dwars. Maak dan een kleine snee in de occipitale bot, tussen de twee plates.
- Voor elke zijde, gesneden aan de caudale basis van de occipitale platen.
- Knip langs de pijlnaad met veer schaar.
- Met een pincet, verwijder de schedel helften door het verspreiden van hen weg van elkaar.
- Met de scalpel, dwars gesneden net na de reukbol en net voordat het cerebellum dompelen vervolgens de uitgepakte hersenen in het ontleden schotel met koud ACSF.
5. Hippocampus Dissection
- Zodra de hersenen wordt ondergedompeld in het ontleden schotel, scheiden de twee hersenhelften van elkaar met een scalpel gestoken in het midden.
- De dissectie van de hippocampus wordt uitgevoerd met spatulae onder visuele controle door een binoculair chirurgische microscoop (X25, figuur 2A). Aan de ene hemisfeer, voorzichtig uit de structuren aan de laterale ventrikel zien. Verwijder de hersenstam en diencephalon. Dit gebeurt door toepassing van de spatulae de frontale cortex aan de ene kant en het diencephalon op deandere zijde. Zorg ervoor dat de hippocampus niet aan met de spatulae en niet uitrekken tijdens weefsel snijden.
- Sever de fornix en duw voorzichtig de hippocampus van de cortex (wegrollen), door het invoegen van een spatel in het ventrikel.
- Wanneer de hippocampus wordt gewonnen, verwijder overtollig cortex weefsel en resterende bloedvaten.
6. Het snijden van de Slices
- Met een brede mond plastic Pasteur pipet de hippocampus in een lepel met zijn alvear oppervlak naar boven (bolle zijde).
- Verwijder overtollig vocht met een standaard plastic Pasteur pipet.
- Tip de lepel verticaal bijna aanraken van het filterpapier van de chopper (Figuur 2B) en drop off van de hippocampus van de lepel, door snel het aanraken van het filterpapier verplaats dan de lepel terug.
- Oriënteer de hippocampus en snijd het dwars op 400 pm met de helikopter (zie figuur 2C voor oriëntatie van de hippocampus ten opzichte van het scheermesje). Zo snel mogelijk te handelen.
- Verwijder het filter papier met de plakjes hippocampus en wikkel het rond de metalen cilinder op de plakjes een beetje spreiden. Vervolgens, gratis de plakjes met sprays van ACSF met behulp van een standaard plastic Pasteur pipet en verzamel ze in een petrischaal gevuld met koud ACSF.
7. Incubatie van Slices in Interface
- Selecteer plakjes met een standaard plastic Pasteur pipet en snel plaats ze in de opname kamer. Segmenten herstellen van de dissectie trauma direct in de opname kamer, in de interface bij 28 ° C.
- Het schijfje zal waarschijnlijk wastafel. Verlaag het vloeistofniveau aan de slice niveau te bereiken, en vervolgens te verhogen om het te laten zweven.
- Draai het segment in de juiste positie terwijl het verlagen van het niveau. Plakjes altijd georiënteerd op dezelfde manier aan de positionering van de elektroden (2 stimuleren en een registrerende elektroden) in het CA1 gebied vergemakkelijken.
- Stop wanneerhet fluïdum in de interface. A "meniscus" van media over de slice is indicatief voor een voldoende media. De netto-filter moet worden verzadigd met media, maar niet volledig ondergedompeld.
- Houd de kamer bedekt met filtreerpapier geplaatst over het geperforeerde deksel.
- Laat de plak rust ten minste 1,5 uur bij 28 ° C.
8. Registratie van Synaptic Responses
- Opnemen elektrode: glas haarvaten worden getrokken om een tip weerstand van 2-5 MQ verkrijgen wanneer gevuld met ACSF. Een klein stukje filtreerpapier geplaatst rond de punt van de elektrode en botwas wordt uitgeoefend op het uiteinde dat condens. Stimulatie-elektroden: platina-iridium bipolaire cluster elektroden met een 12,5 micrometer diameter worden gekocht van FHC (USA). Met de juiste zorg, kan elke elektrode minstens 30 keer (Figuur 1B) worden gebruikt.
- Plaats de elektroden in het stratum radiatum van CA1 regio, de elektroden gevoerdup (Figuur 3A). Elektroden neergelaten 75-150 urn onder het oppervlak van het segment met Narishige micromanipulators. De twee stimulatie-elektroden worden geplaatst op twee verschillende bundels van Schaffer collateralen stimuleren. Wanneer de elektroden worden neergelaten op het schijfje, zijn papieren filters zorgvuldig geplaatst rondom aan de kamer te sluiten.
- Bifasische stimulatie (0,08 msec pulsduur per halve golf) wordt uitgevoerd bij constante spanning met een Grass stimulator aangesloten op SIU-V isolatie-eenheden. Maximale respons wordt gecontroleerd door het verhogen stimulusintensiteit van 2 V tot maximaal 12 V. Field EPSPs worden versterkt 1000 keer met een WPI ISO-80 versterker en gefilterd bij 10 Hz en 10 kHz. Het signaal wordt vervolgens naar een computer die via een National Instrument A / D converter. Stimulatie, data-acquisitie en-analyse worden uitgevoerd met behulp van het WinLTP programma ( www.winltp.com ). Field EPSPS worden tegen 40% van de maximale amplitude verkregen in een input-outzet curve. Voor elk segment worden de fEPSP hellingen genormaliseerd ten opzichte van de gemiddelde helling over de 30 minuten voorafgaand aan LTP inductie.
- LTP wordt geactiveerd door een enkele trein van stimulatie (100 Hz) en proef sterkte van een pathway terwijl de tweede route dient als controle.
9. Reinigen van de Setup
- Spoel alle circuit met een 3% oplossing van waterstofperoxide (H 2 O 2) ten minste 10 minuten, laat ze uitlekken. Het circuit zal zorgvuldig worden gespoeld met gedistilleerd water voordat u begint met een experiment. Het gebruik van H 2 O 2 is niet absoluut noodzakelijk als andere laboratoria alleen met gedestilleerd water voor het reinigen, maar we de afzetting van donkere resten in de slang systeem hebben gemerkt bij het gebruik van alleen water.
- Vervang het water in het waterbad onder de opname kamer.
- Bad de stimulatie-elektroden tips in alcohol gedurende 5 minuten.