In-vivo (in vivo) Obrazowanie wapnia neuronów czuciowych w zwoju trójdzielnym szczura

Jeremy Y. Gedeon; Jorge Baruch Pineda-Farias; Michael  S. Gold

doi:10.3791/65978

Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

In-vivo (in vivo) Obrazowanie wapnia neuronów czuciowych w zwoju trójdzielnym szczura

3.7K wyświetleń

⸱

DOI:

10.3791/65978

⸱

9 lutego 2024

Jeremy Y. Gedeon¹^,²^,³ , Jorge Baruch Pineda-Farias²^,³ , Michael S. Gold²^,³

¹Center for Neuroscience at the University of Pittsburgh, ²Department of Neurobiology, University of Pittsburgh School of Medicine, ³Pittsburgh Center for Pain Research, University of Pittsburgh

W tym artykule

Podsumowanie

Genetycznie kodowane wskaźniki wapnia (GECI) umożliwiają solidną analizę na poziomie populacji sygnalizacji neuronów czuciowych. W tym miejscu opracowaliśmy nowatorskie podejście, które pozwala na wizualizację in vivo GECI aktywności neuronów zwojów nerwu trójdzielnego szczurów.

Streszczenie

Genetycznie kodowane wskaźniki wapnia (GECI) umożliwiają technikom obrazowania monitorowanie zmian wewnątrzkomórkowego wapnia w docelowych populacjach komórek. Ich duży stosunek sygnału do szumu sprawia, że GECI są potężnym narzędziem do wykrywania aktywności wywołanej bodźcem w neuronach czuciowych. GECI ułatwiają analizę kodowania bodźców na poziomie populacji z liczbą neuronów, które mogą być badane jednocześnie. To kodowanie populacji jest najodpowiedniejsze dla porównania in vivo. Zwoje korzenia grzbietowego (DRG), w których znajduje się soma neuronów czuciowych unerwiających struktury somatyczne i trzewne poniżej szyi, są najczęściej wykorzystywane do obrazowania in vivo, ponieważ dostęp do tych struktur jest stosunkowo łatwy. Niedawno technika ta została wykorzystana u myszy do badania neuronów czuciowych w zwoju nerwu trójdzielnego (TG), który unerwia struktury jamy ustnej i twarzoczaszki. Istnieje wiele powodów, dla których warto badać TG oprócz DRG, w tym długą listę zespołów bólowych specyficznych dla struktur jamy ustnej i twarzoczaszki, które wydają się odzwierciedlać zmiany w aktywności neuronów czuciowych, takich jak neuralgia nerwu trójdzielnego. Myszy są najszerzej wykorzystywane w badaniach neuronów DRG i TG ze względu na dostępność narzędzi genetycznych. Jednak ze względu na różnice w wielkości, łatwości obsługi i potencjalnie ważne różnice gatunkowe, istnieją powody, aby badać neurony TG szczurów, a nie myszy. W związku z tym opracowaliśmy podejście do obrazowania neuronów TG szczurów in vivo. Wstrzyknęliśmy nowonarodzonym szczeniętom (p2) dootrzewnowo AAV kodujący GCaMP6s, co spowodowało >90% zakażenie neuronów TG i DRG. TG uwidoczniono u osoby dorosłej po kraniotomii i peeltyce, a zmiany fluorescencji GCaMP6s monitorowano w neuronach TG po stymulacji okolic żuchwy i szczęki twarzy. Potwierdziliśmy, że wzrost fluorescencji był wywołany bodźcem za pomocą blokady nerwów obwodowych. Chociaż podejście to ma wiele potencjalnych zastosowań, używamy go do scharakteryzowania subpopulacji neuronów TG zmienionych w wyniku uszkodzenia nerwów obwodowych.

Wprowadzenie

Somatosensacja, neuronalne kodowanie bodźców mechanicznych, termicznych i chemicznych uderzających w skórę lub inne struktury ciała, w tym mięśnie, kości i wnętrzności, zaczyna się od aktywności w pierwotnych neuronach doprowadzających, które unerwiają te struktury¹. Podejścia elektrofizjologiczne oparte na pojedynczych jednostkach dostarczyły wielu informacji na temat podtypów aferentnych biorących udział w tym procesie, a także tego, jak ich właściwości bodźca-odpowiedzi mogą zmieniać się w czasie¹^,²^,³. Jednakże, chociaż istnieją mocne dowody na popa....