Pokazujemy, jak przygotować ukośne wycinki rdzenia kręgowego u młodych myszy. Preparat ten pozwala na stymulację korzeni brzusznych.
Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.
Artykuł metodologiczny
Pokazujemy, jak przygotować ukośne wycinki rdzenia kręgowego u młodych myszy. Preparat ten pozwala na stymulację korzeni brzusznych.
Zapisy elektrofizjologiczne z wycinków rdzenia kręgowego okazały się cenną techniką do badania szerokiego zakresu pytań, od właściwości komórkowych po sieciowe. Pokazujemy, jak przygotować żywotne skośne plastry rdzenia kręgowego młodych myszy (P2 - P11). W tym przygotowaniu motoneurony zachowują swoje aksony wychodzące z brzuszne korzenie rdzenia kręgowego. Stymulacja tych aksonów wyzwala wstecznie propagujące potencjały czynnościowe atakujące somy neuronów ruchowych i pobudzające zabezpieczenia neuronów ruchowych w rdzeniu kręgowym. Rejestracja antydromicznych potencjałów czynnościowych jest natychmiastowym, ostatecznym i eleganckim sposobem scharakteryzowania tożsamości neuronu ruchowego, który przewyższa inne metody identyfikacji. Co więcej, stymulacja zabezpieczeń motoneuronów jest prostym i niezawodnym sposobem na pobudzenie celów pobocznych neuronów ruchowych w rdzeniu kręgowym, takich jak inne neurony ruchowe lub komórki Renshawa. W protokole tym przedstawiono zapisy antydromiczne z somy motoneuronów oraz pobudzenie komórek Renshawa, wynikające ze stymulacji korzeni brzusznych.
Historycznie, zapisy motoneuronów za pomocą ostrej elektrody były przeprowadzane in vivo na dużych zwierzętach, takich jakkoty czy szczury1 lub na izolowanym całym rdzeniu kręgowym u myszy2. Pojawienie się techniki nagrywania patch-clamp w latach 80. wymagało bezpośredniego dostępu do somy neuronów ruchowych, ponieważ uszczelnienie musiało być osiągnięte pod nadzorem wizualnym. W związku z tym przygotowanie plastra rdzenia kręgowego jest łatwo osiągane od wczesnych lat 90.3. Jednak wczesne przygotowanie plastrów często nie pozwalało na stymulację korzeni brzusznych. Zgodnie z naszą najlepszą wiedzą, tylko dwa badania wykazały skuteczną stymulację korzeni brzusznych w poprzecznych warstwach, a żadne nie uzyskano od myszy4,5.
W tym artykule prezentujemy technikę uzyskiwania żywotnych wycinków rdzenia kręgowego u noworodków myszy (P2 - P11), w których pula motoneuronów zachowuje swoje aksony opuszczające korzeń brzuszny. Stymulacja korzeni brzusznych wyzwala antydromiczny potencjał czynnościowy z powrotem do somy puli neuronów ruchowych wychodzących z tego samego korzenia brzusznego. Pobudza również cele poboczne neuronów ruchowych, inne neurony ruchowe6-10 i komórki Renshawa11-13. Ponieważ tylko neurony ruchowe wysyłają swoje aksony w dół korzeni brzusznych, używamy zapisu antydromicznych potencjałów czynnościowych jako prostego i ostatecznego sposobu fizjologicznej identyfikacji neuronów ruchowych10.
Oprócz stosowania potencjalnie niewłączających lub wprowadzających w błąd kryteriów elektrofizjologicznych i morfologicznych w celu potwierdzenia tożsamości motoneuronów, ostatnie badania nad neuronami rdzenia kręgowego opierały się również na żmudnych i czasochłonnych barwieniach post hoc 16. Taka identyfikacja jest zwykle wykonywana tylko na próbce zarejestrowanych komórek. Inne strategie identyfikacji opierają się na liniach myszy, w których neurony ruchowe wyrażają endogeniczną fluorescencję17-19. Jednak stosowanie markerów kodowanych genetycznie może być trudne w młodym wieku, gdy ekspresja markerów jest nadal zmienna lub jeśli badanie wymaga już użycia transgenicznej linii myszy. Alternatywnie, zapisy antydromicznego potencjału czynnościowego mogą być wykonywane rutynowo na wszystkich myszach od początku zapisu komórki. Eksperymentatorzy pracujący nad nienaruszonymi preparatami rdzenia kręgowego u kotów, szczurów i myszy niezawodnie stosowali takie techniki identyfikacji od lat 50-tych XX wieku1,2,20,21. W optymalnych warunkach udało nam się wydobyć antydromiczne potencjały czynnościowe z praktycznie wszystkich zarejestrowanych neuronów ruchowych.
Ponadto, stymulacja korzeni brzusznych może być wykorzystana do niezawodnego pobudzania innych neuronów ruchowych22,23 lub ich celów. komórki Renshawa10,24,25. Przedstawiono tu zastosowania stymulacji korzenia brzusznego w postaci zapisów potencjału czynnościowego antydromicznego z somy neuronów ruchowych, a także pobudzenia komórek Renshawa.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Eksperymenty przeprowadzono zgodnie z dyrektywami europejskimi (86/609/CEE i 2010-63-UE) oraz francuskim ustawodawstwem, a protokół został zatwierdzony przez komisję etyczną Uniwersytetu Paryż Descartes.
1. Przygotowanie skrawków rdzenia kręgowego

Rycina 1. Sekcja
A1: Usunięcie skóry z grzbietu w celu odsłonięcia kolumny grzbietowej. A2: Przecięcie okolic barków i żeber w celu uwolnienia kolumny grzbietowej. B1: Kolumna kręgowa przypięta do szalki Petriego wypełnionej silikonem (strona grzbietowa u góry, strona ogonowa po lewej). B2: To samo z odsłoniętym i wypreparowanym rdzeniem kręgowym. C1: Izolowany rdzeń kręgowy (strona rostralna po lewej). C2: Rdzeń kręgowy przygotowany do zatopienia (strona brzuszna u góry, strona rostralna po lewej). Zwróć uwagę na mniejszą szpilkę entomologiczną po stronie rostralnej. D1: Rdzeń kręgowy w zlewce z agarem (strona rostralna skierowana w dół, strona brzuszna skierowana ku dnu). D2: Wycięty blok agaru z zatopionym rdzeniem kręgowym. Zwróć uwagę na kąt 35° tworzony przez rdzeń kręgowy z podstawą bloku oraz na zgrubienie lędźwiowe (Strzałka). Paski skali 1 cm. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
2. Umieszczanie skrawka w komorze
UWAGA: Korzenie brzuszne mają zmienną wielkość.

Rycina 2. Przygotowanie korzenia brzusznego
A: Przekrój lędźwiowego rdzenia kręgowego zatopiony w agarozie z korzeniem brzusznym skierowanym ku górze. B: Przekrój lędźwiowego rdzenia kręgowego z korzeniami brzusznymi uwolnionymi z agarozy. C: Przekrój lędźwiowego rdzenia kręgowego z elektrodą stymulującą ściśle umieszczoną wokół korzeni brzusznych (strzałka). Zwróć uwagę na lokalizację komórek Renshawa wykazujących czerwoną fluorescencję u myszy chrna2-Cre28 skrzyżowanej z myszą reporterową R26Tom 17. Paski skali 1 mm. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Potwierdzenie tożsamości motoneuronów za pomocą antidromicznych potencjałów czynnościowych
Targetowanie komórkowe
Motoneurony znajdują się w rogu przednim (widoczne na czerwono na Rysunku 2C). Należy rozpocząć od pęczka aksonów tworzących korzeń przedni i przesuwać się w górę, aż do pełnego rozproszenia pęczka i pojawien...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Ukośne cięcie rdzenia kręgowego jest ważne, ponieważ pozwala na jednostronną stymulację puli neuronów ruchowych i komórek Renshawa w pojedynczym segmencie kręgu w niezawodny, kompleksowy i specyficzny sposób. Co więcej, pozwala na szybką, elegancką i jednoznaczną identyfikację zarejestrowanych neuronów ruchowych. Następnie podkreślimy zalety tej techniki w porównaniu z innymi metodami przygotowania plastrów, a następnie podkreślimy najczęstsze pułapki, których należy unikać podczas wykonywania tej procedury.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Autorzy dziękują Marinowi Manuelowi i Olivii Goldman-Szwajkajzer za pomoc w zrobieniu zdjęć. Autorzy dziękują również Arjunowi Masukarowi i Tobiasowi Bockowi za korektę rękopisu. Wsparcie finansowe zostało udzielone przez Agence Nationale pour la Recherche (HYPER-MND, ANR-2010-BLAN-1429-01), NIH-NINDS (R01NS077863), Fundację Thierry'ego Latrana (projekt OHEX), francuskie stowarzyszenie na rzecz miopatii (numer grantu 16026) i Target ALS są z wdzięcznością. Felix Leroy otrzymał tytuł doktora nauk humanistycznych w Ecole Normale Supérieure w Cachan.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Na-kynurenian | ABCAM | ab120256 | rozpuszcza się lepiej niż inne marki |
| KCl | Sigma | P3911 | |
| NaH2PO4 | Sigma | P5655 | |
| sacharoza | Sigma | S9378 | |
| NaHCO3 | Sigma | S6014 | |
| CaCl2 | G Biosciences | R040 | |
| MgCl2 | Jakość Biologiczna | 351-033-721 | |
| glukoza | Sigma | G5767 | |
| kwas askorbinowy | Sigma | A5960 | |
| z pirogronianem | Sigma | P2250 | |
| K-glukonian | Sigma | P1847 | |
| EGTA | Sigma | E3889 | |
| HEPES | Sigma | H4034 | |
| NaCl | Sigma | S9888 | |
| Agar | Sigma | A9799 | |
| QX-314 | Alomone | Q150 | |
| Mg-ATP | Sigma | A9187 | |
| CsOH | Sigma | 232041 | |
| Na-GTP | Sigma | 51120 | |
| Kwas glukonowy | Sigma | G1951 | |
| Roztwór wodorotlenku cezu | Sigma | 232041 | |
| KOH | Sigma | P5958 | |
| Nożyczki sprężynowe Vannas - 2.5mm | FST | 15000-08 | używany wyłącznie do cięcia opony twardej, może ulec uszkodzeniu w przypadku cięcia kości |
| Stymulator | Systemy AM | Izolowany stymulator impulsów Model 2100 | |
| Vibratome | Campden Wibracyjny mikrotom 7000 - Model 7000smz-2 |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.