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Neuroscience

Juxtasomal biocitina Labeling para estudar a função Estrutura de Relacionamento Individual neurônios corticais

Published: February 25, 2014 doi: 10.3791/51359
* These authors contributed equally

Summary

Para entender a estrutura das redes neuronais, caracterização funcional e morfológica de neurônios individuais é uma necessidade. Aqui, nós demonstramos rotulagem juxtasomal biocitina, que permite que registros eletrofisiológicos na configuração extracelular, mas mantendo a capacidade de rotular intracelular do neurônio para a reconstrução post hoc de dendrítica e arquitetura axonal.

Abstract

O córtex cerebral é caracterizada por múltiplas camadas e muitos tipos de células distintas que em conjunto, como uma rede de responsáveis ​​por várias funções cognitivas superiores, incluindo a tomada de decisões, o comportamento sensório-guiada ou memória. Para entender como essas redes neuronais complexas executar tais tarefas, um passo crucial é determinar a função (ou atividade elétrica) de tipos de células individuais dentro da rede, preferencialmente quando o animal está realizando uma tarefa cognitiva relevante. Além disso, é igualmente importante para determinar a estrutura anatômica da rede e da arquitetura morfológica dos neurônios individuais para permitir a engenharia reversa da rede cortical. Avanços técnicos disponíveis hoje permitem gravar a atividade celular em acordada, comportando animais com a valiosa opção de post hoc identificar os neurônios registrados. Aqui, nós demonstrar a técnica de rotulagem juxtasomal biocitina, que envolve a ação de gravação potenciômetroal spiking na configuração extracelular (ou solta-patch) usando pipetas de patch convencionais. A configuração de gravação juxtasomal é relativamente estável e aplicável em condições comportamentais, incluindo anestesiado, sedado, acordado fixo-cabeça, e até mesmo no animal se movendo livremente. Assim, este método permite que liga tipo de célula ação específica potencial spiking durante comportamento animal para a reconstrução dos neurônios individuais e, em última análise, todo o microcircuito cortical. Neste vídeo manuscrito, vamos mostrar como os neurônios individuais na configuração juxtasomal pode ser rotulado com biocitina em ratos anestesiados com uretano para identificação post hoc e reconstrução morfológica.

Introduction

As redes neurais consistem em vários tipos de células, caracterizado por as propriedades morfológicas e fisiológicas altamente específicos 1-7. Como consequência, os tipos de células individuais de realizar tarefas especializadas no seio da rede (ver, por exemplo Gentet et al. 8 e Burgalossi et al. 9). Estamos apenas começando a entender as funções específicas do tipo de célula através de redes neuronais e muito ainda está para ser descoberto. Para este fim, muitos laboratórios são adoptar abordagens experimentais que permitem a análise de propriedades morfológicas da mesma população neuronal do que os parâmetros fisiológicos foram obtidos 1,10-15. Aqui, demonstramos o juxtasomal técnica de marcação, que envolve 16,17 registos electrofisiolicos utilizando pipetas de patch convencionais na configuração extracelular (assim não invasiva) em combinação com a electroporação do neurónio gravado com biocitina. Ogrande vantagem desta abordagem é que a natureza não invasiva assegura que a acção potencial cravação de neurónios individuais é gravado sem alterar (por exemplo, diálise) o conteúdo intracelular da célula. Seguido por eletroporação, a abordagem juxtasomal oferece a opção de identificação post hoc celular e reconstrução de ligação de função (fisiologia) para estrutura (morfologia). Normalmente, a reconstrução morfológica envolve a reconstrução da morfologia dendrítica e axonal, que pode ser estendido para quantificação da coluna e / ou Bouton densidades ou mesmo reconstrução da morfologia neuronal com resolução nanométrica usando microscopia eletrônica. A técnica de gravação juxtasomal pode ser usado para in vivo gravações de vários tipos de células em todo camadas corticais ou em áreas sub-corticais em uma variedade de espécies, embora a maioria dos estudos têm aplicado a técnica em pequenos roedores, como camundongos ou ratos. Nossa pesquisa está focada na gravação e rotulagem de neurôniosde rato córtex somatossensorial primário (S1) e envolve a identificação visual de neurônios registrados 18, reconstruções dendríticas, em combinação com o registro preciso de um quadro de referência padronizada para fazer engenharia reversa de redes corticais 4,19 e reconstrução detalhada da arquitetura axonal caracterizar tipo específico de células locais e projeção de longo alcance como alvo 20.

Comparado com in vivo as técnicas de gravação alternativos (intracelulares ou de células inteiras), as gravações juxtasomal são relativamente estáveis ​​e, portanto, pode ser aplicado em estados comportamentais incluindo anestesiados 21,22, sedado 14, 23 animais fixo-cabeça, ou mesmo livremente em movimento acordado 9 . Aqui, vamos mostrar rotulagem juxtasomal em S1 de um rato anestesiado-uretano, embora ressaltamos a aplicabilidade geral desta técnica para muitas preparações de escolha.

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Protocol

1. Preparação do animal

Todos os procedimentos experimentais são realizados de acordo com a lei holandesa e após avaliação por um comitê de ética local no VU University Amsterdam, Holanda.

  1. Anestesiar uma ratazana Wistar (P25-P45, ♂ / ♀) com isoflurano (2-3% em oxigénio) e, subsequentemente, com uretano (20% em 0,9% de NaCl, 1,6-1,7 g / kg) por injecção intraperitoneal. Avaliar a profundidade da anestesia, monitorando retirada pitada, reflexos das pálpebras, e os movimentos de vibrissas.
  2. Administrar uma dose adicional de uretano (10% da dose inicial) no caso de o animal não chega a profundidade da anestesia suficiente ou quando espasmos vibrissas são observadas durante o curso da experiência.
  3. Colocar o animal anestesiado na armação estereotáxica equipado com uma almofada de aquecimento, inserir sonda de temperatura rectal e manter a temperatura do corpo do animal, a 37,5 ± 0,5 ° C por uma almofada de aquecimento.
  4. Injectar 100 ul de 1% de lidocaína (em NaCl a 0,9%) por via subcutânea para a anestesia local no sítio da operação e esperar 3-5 min. Remover a pele que cobre a superfície do crânio por corte na direcção caudal para rostral e limpar o tecido restante.
  5. Limpe o crânio extensivamente com NaCl 0,9% e compressas absorventes.
  6. Determinar as coordenadas da área do alvo no hemisfério esquerdo (para o córtex somatossensorial primário (S1): 2.5 mm posterior e 5,5 mm lateral ao bregma). Marque a localização no crânio com uma caneta marcador pele cirúrgico.
  7. Raspe suavemente o osso por uma broca de dentista da região de interesse até o osso torna-se transparente e os vasos sanguíneos são claramente visíveis.
  8. Fazer uma 0,5 mm x 0,5 milímetros craniotomia por corte de uma janela no crânio diluído com um bisturi (# 11), evitando danos à dura-mátere os vasos sanguíneos. Opcional: marcar as bordas da craniotomia usando uma caneta marcador cirúrgico da pele para melhorar a visibilidade.
  9. Aplicar uma fina camada de supercola sobre o crânio seco e, em seguida, cimento dental para construir uma casa de banho (ou seja, câmara de registo) que envolve a craniotomia.
  10. Aparar os bigodes no lado contralateral a exatamente 5 mm da folículo triz. Opcional: destacar os bigodes aparados com rímel preto.

2. Juxtasomal Recordings e biocitina Labeling

  1. Faça pipetas pedaço de vidro de borosilicato com diâmetro de ponta dentro de ~ 1 mícron obter eletrodos com 3-5 resistência mohms. Nota: A morfologia pipeta ideal para a gravação juxtasomal é um afunilamento gradual delgado, um baixo ângulo de cone, e um ~ 1 um ponta (Figura 1).
  2. Dependendo da profundidade de gravação (com respeito à superfície pial), as dimensões do atarraxamento do eléctrodo de registo deve ser ajustado. Criticamente importante é que tele cone diâmetro deve ser inferior a 75 um do ponto de entrada no cérebro para evitar danos mecânicos ou tensão para a área de gravação. Isto indica que para as gravações corticais superficiais, um cone de 300-500 um, com um diâmetro exterior de máximo 75 um é requerido (Figura 1A) enquanto que as gravações de camadas corticais profundas relativamente requerem um maior afunilamento de 1.500-1.800 mM, novamente com exterior máxima diâmetro de 75 mM (a 1.800 mM a partir da ponta do eletrodo).
  3. Carregar a pipeta patch com campainha normal de rato (NRR) suplementado com 2% de biocitina (ver Tabela 1 para as soluções e reagentes) e montar a pipeta patch em um estágio cabeça fixa a um micromanipulador.
  4. Definir o ângulo de suporte de eléctrodo a 34 ° em relação ao plano sagital para alvejar especificamente a coluna D2 de S1 rato.
  5. Conecte o palco cabeça a um amplificador em modo bridge (ou seja, grampo atual).
  6. Posicione o patchpipeta em estreita proximidade com a craniotomia. Encha a banheira com 0,9% de NaCl e determinar a resistência do eletrodo que deve ser entre 3-5 mohms, avaliada pela aplicação de um pulso quadrado com injeção de corrente positiva (1 nA, 200 ms on / off).
  7. Estabelecer sobrepressão de 100-150 mbar e avançar a pipeta patch no 1 mícron passos durante a aplicação corrente positiva como pulsos quadrados (1 NA, 200 ms on / off). Monitorar a mudança de resistência robusto ao estabelecer contato com a dura-máter. Neste ponto, definir as coordenadas do micromanipulador de "zero" para permitir que as medições de profundidade precisas.
  8. Avanço em 1 mícron passo-mode até a pipeta de patch penetra na dura-máter indicado por uma queda súbita na resistência do eletrodo. Retire a pressão realização da pipeta.
  9. Procure por unidades individuais, enquanto avançam em 1 mM passos. Monitorar a resistência do eletrodo de forma contínua através da aplicação de 200 ms on / off pulsos. Um aumento no Neossolo resistência do eletrodoaliado indica a proximidade de um único neurónio. Avance até o eletrodo potencial de ação positiva (AP) formas de onda de ~ 2 mV são registradas (Figuras 2A e 2B).
  10. Opcional: Grave o padrão spiking espontânea do neurônio e determinar spiking, por exemplo, caudal desviando bigodes individuais para 200 milissegundos em um ângulo de 3,3 ° usando um dispositivo piezoelétrico 18 evocava-triz.
  11. Avançar o eletrodo até que a resistência é de 25-35 mohms e spikes têm amplitudes de 3-8 mV para a obtenção de condições ótimas de enchimento juxtasomal. Inicie o preenchimento juxtasomal aplicando pulsos quadrados de corrente positiva (1 nA, 200 ms on / off). Lentamente e gradualmente aumentar a corrente em passos de 0,1 nA enquanto se monitoriza a forma de onda de AP e de frequência (Figuras 2A e 2B).
  12. Monitorar a abertura da membrana como um claro aumento na freqüência de AP durante a fase do pulso em bloco (Figura 2C (Figuras 2C e 2D). Os parâmetros adicionais incluem aumento de ruído ou um pequeno (1-5 mV) mudança negativa DC.
  13. Aumentar ou diminuir a corrente (1 nA) ao preencher a manter infusão biocitina estável. Reduzir ou parar os pulsos de corrente em cima súbito aumento da freqüência de AP para evitar toxicidade por excesso de influxo de íons extracelulares, tais como íons de sódio. Nota: cada neurônio respondem de forma diferente à injeção de corrente e juxtasomal parâmetros de rotulagem precisa ser ajustada dependendo das condições de gravação individuais.
  14. Acompanhar de perto o sinal após a interrupção da injeção de corrente. A forma de onda de pico depois de uma sessão de enchimento é geralmente ampliado e mostra uma forte redução após hiperpolarização. Espere para a recuperação do neurônio, que é aparente quando a forma de onda de pico retorna às suas propriedades originais (ou seja, presença denormal após-hiperpolarização, Figura 2).
  15. Repita biocitina enchendo sessões após a recuperação completa do neurônio para aumentar a carga biocitina para a melhoria da qualidade de coloração.
  16. Recolha a pipeta patch passos de 1 mM até que a amplitude do pico diminui para reduzir qualquer tensão mecânica para a célula. Espere pelo menos 1 hora para o biocitina para difundir no meio intracelular, enquanto monitorando de perto a temperatura do corpo do animal e respirar.

3. Irrigando o animal e retirar o cérebro

  1. Preparar a configuração da perfusão, enxágüe e pré-carregar os tubos com 0,9% de NaCl.
  2. Coloque o animal em uma bandeja cirúrgica e prenda com fita rotulagem padrão. Assegurar profundidade suficiente da anestesia; pitada pé e reflexos palpebrais deve estar ausente.
  3. Faça uma incisão medial para lateral (5-6 cm) através da parede abdominal logo abaixo da caixa torácica e proceder em sentido póstero-anterior para expor o esterno.Puxe o esterno anteriormente e separe cuidadosamente o fígado a partir do diafragma.
  4. Fazer uma pequena incisão no diafragma, cortar as nervuras inferiores e continuar a incisão ao longo de todo o comprimento da cavidade abdominal para expor o coração.
  5. Retire o pericárdio.
  6. Insira a agulha para o ventrículo esquerdo e fazer uma incisão no átrio direito. Perfundir com 0,9% de NaCl (~ 8 ml / min) até descoloração do fígado é completa.
  7. Mudar a infusão de 4% paraformaldeído (PFA), até que a rigidez da frente pata e maxilar inferior é aparente.
  8. Decapitar rato usando um par de tesouras
  9. Retire os músculos do pescoço restantes e expor o crânio completamente.
  10. Posicione a tesoura no tronco cerebral no lado dorsal e cortar o osso cuidadosamente ao longo da sutura sagital, mantendo a posição dorsal.
  11. Retirar os ossos de ambos os lados da sutura sagital para expor o cérebro, utilizando um fórceps. Remova cuidadosamente a dura para evitar dAmage.
  12. Insira com cuidado uma espátula sem corte para o lado ventral do cérebro e remover o cérebro suavemente.
  13. Pós-corrigir toda a noite cérebro em PFA a 4 ° C. Desligue o cérebro para tampão fosfato 0,05 M (PB) e armazenar a 4 ° C.

4. Fatiar o cérebro em seções tangenciais

  1. Pegue o cérebro fora do 0,05 M PB e colocá-lo em um papel de filtro enfrentando anterior. Use uma lâmina afiada para cortar o cerebelo ao longo do plano coronal e separar os hemisférios através do corte ao longo do plano sagital médio.
  2. Aplicar supercola na plataforma de montagem e montar o hemisfério esquerdo do seu plano sagital com anterior virado para a direita. Fixe a plataforma de montagem em um ângulo de 45 ° em um vibratome e submergir o cérebro em 0,05 M PB.
  3. Prenda uma lâmina de barbear no vibratome e certifique-se que o primeiro contato com a superfície do cérebro está no meio do avião ântero-posterior do hemisfério. Corte de 24 100 pmseções e coletá-los em uma placa de 24 poços contendo 0,05 M PB.

5. Procedimentos histológicos

  1. Realizar protocolos histológicos para a coloração do citocromo-oxidase e 24 a-biotina-peroxidase de avidina método de acordo com os métodos anteriormente descritos 25. Opcional: visualizar biocitina usando conjugados fluorescentes avidina / estreptavidina-Alexa. Este adicionalmente permite-coloração dupla com técnicas de rastreamento retrógrado ou anterógrado.
  2. Lavar as secções de 5 x 5 minutos com 0,05 M PB e preparar o tetracloridrato de 3, 3'--diaminobenzidina (DAB) de solução para a coloração de citocromo-oxidase para visualizar barris na camada 4 (L4) de S1 contendo (ver Tabela 2 para soluções e reagentes). Incubar secções 6-12 do pia na solução pré-aquecida para 30-45 min a 37 ° C.
  3. Enxágüe seções com 0,05 M PB por 6 x 5 min e saciar a atividade da peroxidase endógena pela incubação todas as seções em 3% H 2 2 em 0,05 M PB, durante 20 minutos à temperatura ambiente (RT).
  4. Enxágüe seções com 0,05 M PB por 5 x 10 min. Incubar em secções ABC-solução (ver Tabela 3 para as soluções e os reagentes) durante a noite a 4 ° C.
  5. Enxágüe seções com 0,05 M PB por 5 x 10 min e preparar a solução DAB para visualizar o neurônio cheio de biocitina (ver Tabela 4 para soluções e reagentes). Incubar secções em solução filtrada por 45-60 minutos à temperatura ambiente.
  6. Enxágüe seções com 0,05 M PB por 5 x 10 min. Seções montar em lâminas de microscópio e lamínula com Mowiol (ver Tabela 5 para soluções e reagentes).
  7. Determine qualidade rotulagem usando microscopia de luz.

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Representative Results

O conhecimento detalhado sobre a estrutura 3D de neurônios individuais é crucial para elucidar os princípios organizacionais das redes neuronais. Nosso método consiste em um gasoduto para alcançar rotulagem biocitina alta qualidade a partir de uma preparação in vivo, permitindo assim a classificação post hoc neuronal e reconstrução detalhada do dendrítica e arquitetura axonal de neurônios individuais em alta resolução. Dependendo da qualidade da rotulagem juxtasomal, os neurónios são recuperadas com diferentes DAB-intensidades variam de fraco de sinais DAB intensas nas posições que correspondem de forma muito precisa ao local de gravação 19,26. No nosso laboratório, um experimentador treinado opera a uma taxa de sucesso de 30-40% em uretano roedores anestesiados. Isso indica que um neurônio é selecionado para a reconstrução dendrítica e axonal em um dos três experimentos que, em seguida, atenda aos seguintes critérios: 1) apenas um neurônio cheio no cérebro, 2) qualidade excelente rotulagem,3) sinal biocitina é constante ao longo projeções axonais e não diminui em terminações distais, 4) Cit C contracoloração é bem-sucedida para permitir o registro neuronal, e 5) nenhum dano para fatias do cérebro durante a histologia. O fator limitante é tipicamente rotulagem biocitina insuficiente, o que significa que em aproximadamente 80% de todos os experimentos (anestesiados e / ou acordado), o neurônio gravado será recuperado (soma e dendritos). Isto é suficiente para classificação do tipo de célula, mas não para a reconstrução confiável e completa da arquitetura axonal. Na Figura 3, que mostram dois exemplos de neurónios rotulados-biocitina sinal com DAB após marcação adequada; juxtasomal um dos neurónios espinhosos piramidal (Figura 3A) e um Interneuron (Figura 3B). Reconstrução de seções tangenciais adjacentes permite a reconstrução de série para obter pleno 18,22,23,27,28 morfologia neuronal. Além disso, a coloração histológica de quadros de referência anatômicas (por exemplo, emcórtex somatosensorial primário) permite registrar neurônios individuais para quadros de referência padronizados 4,19. Os dois exemplos aqui apresentados refletem as condições ideais para a classificação e, posteriormente, reconstruir as propriedades morfológicas com um sistema manual ou automatizado (Figura 4) 15,20,29-31.

Figura 1
Figura 1. Características dos eléctrodos para juxtasomal biocitina rotulagem. (A) do eléctrodo para a gravação juxtasomal dos neurónios corticais a 300-500 microns de dimensão em relação à superfície pial. (B) Eletrodo para gravação juxtasomal de neurônios corticais em 1.500-1.800 mM profundidade de gravação. Note-se a diferença no comprimento do afunilamento entre os painéis (A) e (B). ( Clique aqui para ver imagem ampliada.

Figura 2
Figura 2. Propriedades eletrofisiológicas durante o enchimento biocitina. (A, B) potenciais de ação espontâneos são observados durante a aplicação de pulsos quadrados (200 ms, on / off) com corrente positiva, mas com amplitude suficiente para carregar o neurônio com biocitina. (C) O aumento dos resultados da amplitude da corrente na abertura da membrana neuronal permitindo biocitina-carregamento, visível no rastreamento como estouro-spiking phase-locked durante a o on-fasef pulso. (D) A forma de onda de pico durante o enchimento mostra um aumento da largura e reduzida após hiperpolarização. Amplitude de Spike é normalizado a espiga amplitude em B para comparação. (E, F) Depois de recuperação bem-sucedida do neurónio subsequente para a sessão de enchimento, uma largura de pico normal e frequência podem ser observados. Amplitude de Spike é normalizado a espiga amplitude em B para comparação. Clique aqui para ver imagem ampliada.

Figura 3
Figura 3. Biocitina-DAB rotulagem de neurônios juxtasomally cheias em córtex somatosensorial primário de uretano ratos anestesiados. (A) neurônio piramidal em tangencialvista. Observe a diferença de destaque no tamanho do diâmetro de dendritos e axônios. (B) interneuron Fast-spiking em vista tangencial. Observe a estrutura de contas dos dendritos e axônios. Clique aqui para ver imagem ampliada.

Figura 4
Figura 4. Reconstrução digital de neurônio juxtasomally rotulados. (A) imagem de projeção Neuron em alta resolução (mas baixa ampliação) obtidos a partir de 100 mm fatia tangencial da camada 6 neurônios de rato córtex somatosensorial primário utilizando gasoduto de imagens semi-automatizado. (B) A mesma imagem, como em (A) com a reconstrução digitais automatizada sobrepostos (axônio em azul, dendrite em vermelho, respectivamente). Caixa de suporte (C) a partir de (B) ampliada para ilustrar a confiabilidade de reconstrução axonal usando rotulagem juxtasomal. Observe os boutons axônio em toda a extensão do axônio; duas boutons são destacados por setas pretas. Clique aqui para ver imagem ampliada.

mM g / l
135 NaCl 7,8894
5.4 KCl 0,40257
1.8 CaCl 0,26464
1 MgCl2 0,2033
5 HEPES 1.1915
Ajustar o pH para 7,2 com NaOH
Adicione 20 biocitina mg/ml-1

Tabela 1. Normal Rat Ringer suplementado com biocitina.

8 mg O citocromo C de coração equino
8 mg Catalase a partir de fígado de bovino
265 mL 75 mg / ml DAB
Dissolver em 40 ml de 0,05 M PB
Filtrar a solução e de pré-aquecimento a 37 ° C

Tabela 2. Solução para coloração citocromo C oxidase.

1 gota Reagente A
1 gota Reagente B
0,5 ml 10% de Triton X100
ight = estilo "21" = "height: 21px;"> Dissolver em 9,5 ml 0,05 M PB (45 min de antecedência)
Adicionar 410 ul de solução / poço
Protocolo para ABC-solução para uma placa de 24 poços.

Tabela 3. Solução com a norma-kit ABC Vectastain.

ht: 21px; "> Dissolver em 40 ml de 0,05 M PB e solução de filtro antes de usar
265 mL 75 mg / ml DAB
13,4 mL 30% de H 2 O 2

Tabela 4. Solução para a coloração de DAB.

6 g Glicerol grau analítico
2,4 g Mowiol 4-88
Agitar manualmente 10 min para revestir Mowiol com glicerol
6 ml H2O destilada
Incubar à temperatura ambiente durante 2 hr
12 ml 0,2 M de tris pH 8,5
Incubar em banho-maria a 50 ° C por 1 hora - O / N, mexa de vez em quando
Centrífuga 15 min a 5000 xg, alíquota e armazenar a -20 ° C

Tabela 5. Solução Mowiol.

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Discussion

O método permite a gravação de juxtasomal em ação vivo potencial spiking de unidades individuais de todo condições comportamentais (anestesiados, acordado ou se movendo livremente fixo-cabeça) com a opção do neurônio gravado para hoc classificação pós tipo de célula e / ou reconstrução 3D-rotulando biocitina. A principal vantagem é a obtenção de parâmetros fisiológicos na configuração extracelular (assim não invasiva), sendo ainda capaz de marcar o neurónio intracelularmente com biocitina 16,17,32. Além biocitina etiquetagem, esta técnica pode ser utilizada para injectar neurónios com ADN, ARN, proteínas, ou corantes fluorescentes 33,34. A desvantagem mais óbvia dessa abordagem é, talvez, a falta de controle visual da qualidade rotulagem, e, portanto, nenhum meio de verificar a qualidade rotulagem durante o experimento. No entanto, as condições de gravação e em especial a acção potencial forma pode ser utilizado para avaliar o sucesso do procedimento de marcação. Para instance, a probabilidade de recuperação de um neurônio com densa rótulo biocitina-DAB aumenta quando a frequência de picos durante pulsos de corrente aumenta drasticamente, acompanhado com o desaparecimento da pós-hiperpolarização e ampliação do potencial de ação de forma de onda (veja a Figura 2). Além disso, a qualidade da rotulagem biocitina está diretamente relacionada ao comprimento somado das sessões de rotulagem separadas, de tal forma que várias sessões de enchimento longos (> 60 seg) irá resultar em melhor qualidade histológica comparado a uma sessão de enchimento curto individual (<30 seg) . Finalmente, o tempo de sobrevivência para o marcador de difusão será criticamente determinar a intensidade de etiquetagem de compartimentos distais. Em geral, o tempo de sobrevivência de 1 hora após a eletroporação de alta qualidade garante rotulagem adequada de longo alcance projeções axonais intracorticais. Um exemplo de tais projeções de longo alcance são neurônios do córtex somatosensorial primário projetando para córtex somatossensorial secundário ou dysgranularzonas projetando assim a áreas que são vários milímetros de distância do local de 4,20 rotulagem. Quando as projeções axonais de dimensões ainda maiores são investigados (como projeções tálamo), o tempo de sobrevivência deve ser aumentada 15. Importante perceber é que eletroporação do neurônio terá um efeito profundo sobre a condição fisiológica do neurônio, devido à entrada excessiva de sódio a partir da solução do eletrodo. Assim, é altamente recomendável para se misturam enchendo episódios com episódios repouso para permitir a recuperação integral do potencial de ação spiking e monitorização das condições de gravação após o enchimento sessões quando biocitina é permitido difundir ao longo do dendrítica e axonal arborizações 12,31.

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Disclosures

Os authros tem nada a revelar.

Acknowledgments

Gostaríamos de agradecer aos Profs. Huibert Mansvelder e Bert Sakmann para amplo suporte, Dr. Marcel Oberlaender para discussões frutíferas e proporcionando rastreamento neuronal, e Brendan Lodder para assistência técnica. Os dados foram adquiridos utilizando o ntrode VI para LabVIEW, generosamente fornecidos pela R. de Bruno (Columbia Univ., NY, EUA). Esta pesquisa foi apoiada pela Max Planck Society e do Centro Bernstein de Neurociência Computacional, Tuebingen (financiado pelo Ministério Federal Alemão de Educação e Pesquisa (BMBF; FKZ: 01GQ1002)) (RTN), Centro de Pesquisa e Neurogenomics Cognitiva (CNCR) , Neuroscience Campus Amsterdam (NCA), o financiamento para CPJdK (NWO-ALW # 822.02.013 e ENC-rede # P3-c3) ea VU University Amsterdam.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
SM-6 control system Luigs Neumann
LN- Mini 23 XYZ
LN- Mini 55 Manipulatorblock X2
Lynx-8 amplifier Neuralynx
Axoclamp-2B amplifier Axon Instruments
Osada model EXL-M40 Osada, Inc.
Piezoelectric device Physik Instrumente PL140.10
LabView National Instruments, Austin, TX, USA LabView acquisition software
Ntrode Virtual Instrument  R. Bruno, Columbia Univ., NY
Sugi absorbent swabs Kettenbach 30601
Cytochrome C from equine heart Sigma C2506
Catalase from bovine liver Sigma C9322
DAB Sigma D5637
H2O2 Boom 7047
Vectastain standard ABC-kit Vector PK6100
Triton X100 Sigma T9284
Urethane Sigma U2500
Isoflurane Pharmachemie 45.112.110
Lidocaine Sigma L5647
Simplex rapid dental cement Kemdent ACR308/ACR924
Biocytin Molekula 36219518
PFA Merck Millipore 8187151000
Trizma base Sigma T4661
Mowiol 4-88 Aldrich 81381
Analytical grade glycerol Fluka 49767
HEPES Sigma H3375
NaCl Sigma Aldrich 31434
KCl Sigma Aldrich 60130
CaCl Sigma Aldrich 22,350-6
MgCl2 Fluka 63072

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

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Juxtasomal biocitina Labeling para estudar a função Estrutura de Relacionamento Individual neurônios corticais
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Narayanan, R. T., Mohan, H.,More

Narayanan, R. T., Mohan, H., Broersen, R., de Haan, R., Pieneman, A. W., de Kock, C. P. J. Juxtasomal Biocytin Labeling to Study the Structure-function Relationship of Individual Cortical Neurons. J. Vis. Exp. (84), e51359, doi:10.3791/51359 (2014).

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