Artykuł metodologiczny

Elektrofizjologiczne profilowanie przedczołowej brzucha przyśrodkowego w modelu mysim depresji i choroby Parkinsona

DOI:

10.3791/69366

⸱

30 grudnia 2025

 ,  ,  , 
1Institute of Biomedical Research of Barcelona (IIBB), Spanish National Research Council (CSIC), 2August Pi i Sunyer Biomedical Research Institute (IDIBAPS), 3Biomedical Research Networking Center for Mental Health (CIBERSAM), ISCIII, 4Human Anatomy and Embryology Department, Faculty of Medicine, University of Valencia

W tym artykule

Podsumowanie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wykorzystując model myszy podobny do choroby Parkinsona (PD), który nadekspresuje zmutowaną formę A53T ludzkiej alfa-synukleiny (h-α-Syn) w grzbietowym jądrze Raphea (DR), opracowaliśmy metodę rejestracji elektrofizjologicznej do badania roli obwodu przedczołowego (vmPFC)-DR w zaburzeniach depresyjnych/lękowych w PD.

Streszczenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Chociaż choroba Parkinsona (PD) jest przede wszystkim znana jako zaburzenie ruchowe, objawy niemotoryczne często pojawiają się przed deficytami ruchowymi i znacząco wpływają na postęp choroby, co jest kluczowe na wszystkich etapach choroby. Wśród nich depresja i lęk są najczęstszymi objawami, które powodują wyższe obciążenie objawowe u kobiet niż u mężczyzn. Zmiany w układzie serotoninergicznym (5-HT) często wiążą się z zaburzeniami nastroju, a nagromadzenia α-synukleiny (α-Syn) obserwowano w jądrach 5-HT raphe (RN) pacjentów z chorobą Parkinsona (PD) i depresją. Zrozumienie obwodów nerwowych leżących u podstaw tych niemotorycznych objawów jest zatem kluczowe.

Przedstawiamy tutaj ulepszony protokół badający rolę obwodu kory przedczołowej (vmPFC)-grzbietowego jądra raphe (DR) w zaburzeniach nastroju związanych z PD, wykorzystując model myszy samicy, który nadekspresjonuje mutantną formę A53T ludzkiego α-synu (h-α-syn) w DR. Nasza metoda umożliwia wysokorozdzielczą ocenę aktywności neuronów w korze podczerwiębowej (IL) i przedlimbycznej (PL) zarówno w warunkach podstawowych, jak i podczas warunkowania awersyjnego i wymierania. Stosując paradygmat kondycjonowania sensorycznego ton-światło u myszy przystawionych na jawie, stosujemy wielokanałowe sondy elektrofizjologiczne do rejestrowania odpowiedzi neuronalnych. Eksperymenty prowadzono w korytarzach wirtualnej rzeczywistości, łącząc cylindryczną bieżnię z wyświetlaczem na dwóch ekranach, aby utrzymać zaangażowanie zachowań, jednocześnie zapewniając precyzyjną kontrolę bodźców sensorycznych i stabilność rejestrującej.

Protokół ten opiera się na ustalonym udziale kory IL i PL w warunkowaniu strachu i wygaszaniu oraz zapewnia solidne ramy do badania dynamicznej aktywności nerwowej w obwodach związanych z zachowaniami depresyjnymi i lękowymi w Parkinsony. Dzięki jednoczesnym pomiarom behawioralnym i elektrofizjologicznym w warunkach kontrolowanych, to podejście stanowi potężne narzędzie do wyjaśniania neurobiologicznych mechanizmów objawów nieruchowych w PD oraz do testowania potencjalnych interwencji.

Wprowadzenie

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Choroba Parkinsona (PD) to zaburzenie ruchowe, jednak wiadomo, że objawy niemotoryczne poprzedzają objawy ruchowe i są krytyczne we wszystkich stadiach choroby 1,2,3,4. Wśród nich depresja i lęk są najczęstszymi objawami neuropsychiatrycznymi, poważnie wpływając na jakość życia pacjentów z Parkinsinem i powodując wyższe obciążenie objawowe u kobiet niż u mężczyzn5. Mimo to często są niedodiagnozowane i niewystarczająco leczone6. Z tych wszystkich powodów kluczowe jest zrozumienie neurobiologii ....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Protokół

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie eksperymenty przeprowadzano z kontrolami dopasowanymi do wieku, a procedury na zwierzętach zaprojektowano zgodnie z zasadami 3R; przeprowadzone zgodnie z wytycznymi etycznymi zawartymi w Dyrektywie UE 2010/63 (22 września 2010), hiszpańskim ustawodawstwie (RD 1201/2005, L.32/2007 i L.6/2013) oraz zatwierdzonym przez Generalitat Valenciana (ES462500001003; nr 2023-VSC-PA-0073) oraz lokalnym Komitetem Bioetyki Uniwersytetu w Walencji (ref. A20230214153605).

UWAGA: Aby zapewnić bezpieczeństwo i zapobiec zanieczyszczeniu, przez cały czas trwania procedury należy nosić środki ochrony osobistej, w tym jednorazowe rękawiczki i buciki, fa....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Najnowsze zapisy aktywności korowej PL i IL, wykorzystujące szczegółowy protokół eksperymentalny, ujawniają istotne wyniki: nadekspresja h-α-Syn w DR, która wywołuje fenotyp podobny do lęku u samic myszy, również zmienia aktywność vmPFC w wentromedialnym zakresie. Dzięki analizie opartej na Pythonie wykazaliśmy, że nadekspresja α-Syn w neuronach 5-HT jądra DR zmieniała dynamikę wyładowania oraz funkcjonalną organizację obwodu vmPFC-DR, zmniejszając elektrofizjologiczne rozróżnienia między podtypami neuronów. U zwierząt k.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Dyskusja

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Protokół ten przedstawia solidną metodologię badania elektrofizjologicznego in vivo kory PL i IL u czujnych, głowowych myszy, wykorzystując system korytarzy wirtualnej rzeczywistości. Znaczenie tej metody polega na jej zdolności do badania obwodu vmPFC-DR bezpośrednio w stanie czujnym, zachowującym się myszom w modelu PD. Nawet jeśli fiksacja głową ogranicza ruchy zwierząt i może być stresująca, zapewnia precyzyjną kontrolę bodźców, rejestruje stabilność i jest odpowiednia do badania percepcji oraz procesów pozn.......

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy deklarują brak konkurencyjnych interesów.

Podziękowania

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Prace te zostały sfinansowane z grantu BBRF Young Investigator Grant 31547 (MSA) 2023, grantu MCIU/AEI/FEDER EU PID2022-141700OB-I00, MCIN/AEI/10. 13039/501100011033 (AB), AGAUR 2021-SGR-01358, Rząd Katalonii (AB) oraz PID2022-141733NB-I00 (VT). Chcielibyśmy również podziękować Hiszpańskiej Sieci Badań nad Stresem, MCIN/AEI/10.13039/501100011033 oraz CB/07/09/0034 Centrum Badań Biomedycznych w Zdrowiu Psychicznym (CIBERSAM). MSA posiada stypendium Margarity Salas (MS21-132) od Uniwersytetu w Walencji (reklasyfikacja hiszpańskiego systemu uniwersyteckiego Ministerstwa Uniwersytetów Rządu Hiszpanii, finansowane przez Unię Europejską, Next Generation EU).

....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
AAV1/2-CMV/CBA-Human A53T aSyn-WPRE-BGH-polyARzeka CharlesGD1001-RVHuman A53T aSyn
AAV1/2-CMV/CBA-Null/Empty-WPRE-BGH-polyARzeka CharlesGD1004-RVSterowanie wektorem pustym
ADPT A64-Om32x2Cambridge NeuroTechOmnetics 2228Adapter
silikon chirurgiczny dwuskładnikowy  Światowe Precyzyjne InstrumentyKWIK-SIL
Butorphanol  weterynarz torbugesic / quire cymit quí Mica67753-31-5
DuraLayReliance Dental Manufacturing / Kalma43640cement dentystyczny  
Sonda wielokanałowa H9Cambridge NeuroTechASSY-77 H9
Krem EMLA (lidokaina / prikolaina)  Lirios Vañ i ostry; Apteka Sempere679290
mikrowtryskiwacz  Światowy Instrument PrecyzyjnyKDS-310-PLUS
MSS Izofluran Vaporizer Zaopatrzenie i usługi medyczne, Wielka BrytaniaMSSVAP02 
Otwarta Rada Zakupów EphysOpen EphysOEPS-9029Zarząd ds. Zakupów; Open Ephys Acquisition Board może przesyłać do 512 kanałów danych neuronowych do komputera przez USB
C& B MetaBond ParkellS380-RDSzybkoprzylepny klej
Pentobarbital Dolethal Vetoquinol / Merck Life Science, S.L.U.P-010-1MLBarbituratan
RHD 32-kanałowy  Scena głównaIntan Technologies#C3314adapter do sceny głównej & nbsp;
SiccafluidThea S.A. Laboratories / Lirios Vañ i ostry; Apteka Sempere6515167Żel okulistyczny  
aparatura stereotaksyczna  Stoelting51730U
Rama stereotaksycznaNarishigeSR-6N/SM-15R
Terg-a-zymeSigma AldrichZ273287Roztwór do czyszczenia sond

Bibliografia

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Cooney, J. W., Stacy, M. Neuropsychiatric issues in Parkinson's disease. Curr Neurol Neurosci Rep. 16 (5), 49(2016).
  2. Schapira, A. H. V., Chaudhuri, K. R., Jenner, P. Non-motor features of Parkinson disease. Nat Rev Neurosci. 18 (7), 435-450 (2017).
  3. Ahmad, M. H., Rizvi, M. A.....

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

Ventromedial Prefrontal CortexElectrophysiological ProfilingMouse Model DepressionParkinson s DiseaseDorsal Raphe NucleusSerotonergic SystemAversive ConditioningFear ExtinctionMultichannel ElectrophysiologyVirtual Reality Mice

Powiązane artykuły