Spinal Cord Elektrofysiologie
18 januari 2010
Een demonstratie van de isolatie van neonatale muis ruggenmerg voor elektrofysiologische studies.
Oké. Hallo, mijn naam is Alan Meyer en ik ben research assistant in het faf-laboratorium aan het Salk Institute. Vandaag ga ik u laten zien hoe u een ventrale laminectomie uitvoert om het ruggenmerg van een muis te isoleren; daarnaast laat ik u zien hoe u het ruggenmerg aan een elektrode bevestigt. Om de neurale activiteit te registreren, moet u twee oplossingen voor het ruggenmerg bereiden: één voor de dissectie en één voor het registratiebad.
Het enige verschil tussen de twee oplossingen zal de concentratie calciumchloride zijn. U moet eerst een 10 X-A-C-S-F-oplossing bereiden. Hiervoor zijn de hieronder vermelde reagentia nodig.
Begin met het toevoegen van 100 milliliters van de 10 X-A-C-S-F aan een maatkolf van één liter. Vul de kolf vervolgens aan met water, maar laat voldoende ruimte over om overloop te voorkomen. Wanneer er gas wordt toegevoegd, hebben de oplossingen een gasconcentratie van 5%CO2 en 95%O2.
Om de pH te verlagen en de oplossing te oxygeneren, voegt u 1 mL 1 M magnesiumsulfaat toe. Voeg vervolgens 1 mL van een 1 M calciumchlorideoplossing toe aan de dissectieoplossing, en voeg 2 mL 1 M calciumchloride toe aan de registratieoplossing. Muizen in de leeftijd van E 16.5 tot P 4 kunnen in deze experimenten worden gebruikt.
Begin de dissectie van de muis door deze eerst snel te onthoofden met een scherpe schaar. Snijd vervolgens langs de ventrale middellijn tot aan de staart. Eviscereer de muis daarna met een pincet en spoel af met de A CSF-oplossing.
Gebruik de één millimolair calciumchloride A CSF om de dissectie uit te voeren. Plaats de muis in de dissectieschaal en zet de muis vast door een speld bij de vier poten en een speld aan de basis van de staart te plaatsen. Ons doel voor dit gedeelte is om het ruggenmerg te isoleren door langs de rode stippellijn te snijden, waardoor de wervelkolom wordt gescheiden van de lamina die het ruggenmerg omhullen.
Hiermee kunt u het ruggenmerg blootleggen. Volg vervolgens de lijn om de hersenvliezen en spinale wortels weg te snijden, zodat het ruggenmerg wordt vrijgemaakt. Lokaliseer de wervelkolom en gebruik één hand met een pincet om de wervelkolom stevig vast te pakken en de andere hand met een klein schaartje.
Houd de schaar in een lage hoek om het ruggenmerg te verwijderen. Om te voorkomen dat het ruggenmerg met de punten van de schaar wordt doorboord, zullen we het ruggenmerg nu dissecteren. Snijd de meninges en de spinale wortels door langs de rode lijn.
Om het ruggenmerg te verwijderen, kunt u langs beide zijden van het merg snijden en vervolgens langs de ventrale middellijn knippen. Het is belangrijk om de schaar in een lage hoek te houden om te voorkomen dat het ruggenmerg wordt doorboord. Vermijd bovendien dat de wortels te dicht bij het ruggenmerg worden doorgesneden.
Breng vervolgens het ruggenmerg over naar het registratiebad en verbind de elektroden met de spinale wortels. Positioneer de elektrode nabij de wortel. Zuig vervolgens de zenuw voorzichtig met een zuigpomp in de elektrode.
Bedankt voor het kijken en ik hoop dat deze video nuttig zal zijn bij uw toekomstige experimenten.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Dit artikel demonstreert de isolatie van het ruggenmerg van pasgeboren muizen voor elektrofysiologische studies. De procedure omvat het uitvoeren van een ventrale laminectomie en het bevestigen van het ruggenmerg aan een elektrode voor het registreren van neurale activiteit.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk vakgebied
- Neurowetenschappen
- Elektrofysiologie
Achtergrond
- De isolatie van het ruggenmerg is essentieel voor het bestuderen van neurale activiteit.
- Elektrofysiologische technieken maken het mogelijk om neurale signalen te meten.
- De concentratie calciumchloride is belangrijk voor de dissectie- en registratie-oplossingen.
Doel van de studie
- Om de techniek voor het isoleren van het ruggenmerg van pasgeboren muizen te demonstreren.
- Om te laten zien hoe het ruggenmerg aan een elektrode kan worden bevestigd.
- Om de registratie van neurale activiteit te vergemakkelijken.
Gebruikte methoden
- Ventrale laminectomie-procedure voor isolatie van het ruggenmerg.
- Bereiding van dissectie- en registratieoplossingen.
- Gebruik van elektroden voor het registreren van neurale activiteit.
Belangrijkste resultaten
- Succesvolle isolatie van het ruggenmerg van neonatale muizen.
- Effectieve bevestiging van het ruggenmerg aan elektroden.
- Demonstratie van de registratie van neurale activiteit.
Conclusies
- De techniek is geschikt voor elektrofysiologische studies.
- De bereiding van oplossingen is cruciaal voor succesvolle resultaten.
- Deze methode kan worden toegepast in verschillende contexten van neurowetenschappelijk onderzoek.
Veelgestelde vragen
Industriële Relevantie voor Management
Dit protocol maakt de isolatie van het ruggenmerg van pasgeboren muizen mogelijk voor elektrofysiologische beoordeling van centrale patroongenererende circuits, ter ondersteuning van mechanische risicoreductie bij target-validatie voor neuromusculaire aandoeningen. De methode biedt een ziekterelevante systematiek om de functie van het locomotorische netwerk te onderzoeken en de effecten van verbindingen op neurale signalering te evalueren. Het vergroot het voorspellende vertrouwen in de vroege ontdekkingsfase door kwantitatieve meting van elektrofysiologische outputs uit een gevalideerd preklinisch model mogelijk te maken.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Maakt het toetsen van therapeutische hypothesen met betrekking tot de ontwikkeling van locomotorische circuits en de interactie met neuromusculaire doelwitten mogelijk.
- Operationele waarde: Biedt een reproduceerbare preparatie van ruggenmergweefsel voor consistente elektrofysiologische registraties.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Ondersteunt de standaardisatie van assays via gecontroleerde dissectie-oplossingen en gedefinieerde calciumchlorideconcentraties voor de stabiliteit van het opnamebad.
- Operationele waarde: Faciliteert de voorbereiding van gevalideerde biologische systemen voor downstream compound screening en workflows voor signaaldetectie.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Biedt een ziekterellevant systeem om veranderingen in de neurale activiteit te beoordelen die in overeenstemming zijn met locomotorische fenotypes in preklinische modellen.
- Operationele waarde: Maakt continuïteit mogelijk van ontdekking tot preklinische validatie door kwantificeerbare elektrofysiologische read-outs te verschaffen.
Integratie van Pipeline & Workflow
De methode kan worden geïntegreerd in vroege discovery-workflows door geïsoleerde ruggenmergpreparaten te leveren die hypothesetests en het verduidelijken van signaalpaden voor neuromusculaire targets ondersteunen.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetests van de functie van centrale patroongeneratoren en neurale circuitmodulatie.
- Screening: Maakt assay-gereedheid mogelijk via gestandaardiseerde dissectie- en registratieoplossingen met een gedefinieerde ionische samenstelling.
- Analytics: Genereert kwantitatieve elektrofysiologische metingen vanuit ventrale zenuwwortels om experimentele condities te vergelijken.
- Translational Research: Verbindt met preklinische continuïteit door een meetbare output te bieden voor modulatie van targets gerelateerd aan locomotoriek.
- Enterprise Reuse: Vestigt een herbruikbaar platform voor de preparatie van neuraal weefsel dat toepasbaar is in meerdere neuromusculaire discovery-programma's.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen in targetvalidatie door mechanistische ambiguïteit in de functie van locomotorische circuits te verminderen.
- Operationele waarde: Waarborgt standaardisatie en reproduceerbaarheid door gedefinieerde oplossingsbereidingen en dissectietechnieken.
- Strategische waarde: Verbetert go/no-go-beslissingen door vroege beoordeling van compound-effecten op neurale signalering mogelijk te maken.
- Portfolio-impact: Ondersteunt risico-gecorrigeerde prioritering van neuromusculaire targets op basis van elektrofysiologische responsprofielen.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in dissectietechnieken van neonatale muizen en elektrofysiologische registratietechnieken.
- Afhankelijk van instrumentatie voor de bevestiging van zuigelektroden en de acquisitie van neurale signalen.
- Vereist standaardisatie tussen teams voor de dissectie en de bereiding van de registratie-oplossing.
- Omvat overwegingen voor aanpassingen bij toepassing op verschillende ontwikkelingsstadia of ziektemodellen.
- Beperkt door de noodzaak van nauwkeurige controle van de calciumchlorideconcentratie om de levensvatbaarheid van het weefsel tijdens de registratie te behouden.
