Name: Pré-sináptica de dopamina Dynamics em fatias de cérebro estriado com Fast-scan voltametria cíclica (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 49 s
Description: Aprenda a medir a dinâmica pré-sináptica da dopamina em fatias de cérebro estriado usando voltametria cíclica de varredura rápida. Este protocolo permite observar liberação e recaptação de dopamina em tempo real.

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Financiamento fornecido pelo Instituto Nacional de Abuso do Álcool e Alcoolismo (NIAAA; AA-016967 e AA016967-01S1; TAM), Wayne State University arranque fundos, e Wayne State University Program Research Grant. O conteúdo é da exclusiva responsabilidade dos autores e não representam a posição oficial da NIAAA ou o National Institutes of Health.

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<li>Park, J., Kile, B. M., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((In+vivo+voltammetric+monitoring+of+norepinephrine+release+in+the+rat+ventral+bed+nucleus+of+the+stria+terminalis+and+anteroventral+thalamic+nucleus%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">In vivo voltammetric monitoring of norepinephrine release in the rat ventral bed nucleus of the stria terminalis and anteroventral thalamic nucleus.</a> Eur. J. Neurosci. 30, 2121-2133 (2009).</li>
<li>Hashemi, P., Dankoski, E. C., Petrovic, J., Keithley, R. B., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voltammetric+detection+of+5-hydroxytryptamine+release+in+the+rat+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Voltammetric detection of 5-hydroxytryptamine release in the rat brain.</a> Anal. Chem. 81, 9462-9471 (2009).</li>
<li>Borue, X., Cooper, S., Hirsh, J., Condron, B., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+evaluation+of+serotonin+release+and+clearnece+in+drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neuroscience.+Methods%22%5BJournal%5D)">Quantitative evaluation of serotonin release and clearnece in drosophila.</a> J. Neuroscience. Methods. 179, 300-308 (2009).</li>
<li>Vickrey, T. L., Condron, B., Venton, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+endogenous+dopamine+changes+in+drosophila+melanogaster+using+fast-scan+cyclic+voltammetry%5BTitle%5D)+AND+%22Anal.+Chem%22%5BJournal%5D)">Detection of endogenous dopamine changes in drosophila melanogaster using fast-scan cyclic voltammetry.</a> Anal. Chem. 81, 9306-9313 (2009).</li>
<li>Makos, M. A., Han, K. A., Heien, M. L., Ewing, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Using+in+vivo+electrochemistry+to+study+the+physiological+effects+of+cocaine+and+other+stimulants+on+the+drosophila+melanogaster+dopamine+transporter%5BTitle%5D)+AND+%22A.C.S.+Chem+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Using in vivo electrochemistry to study the physiological effects of cocaine and other stimulants on the drosophila melanogaster dopamine transporter.</a> A.C.S. Chem Neurosci. 1, 74-83 (2009).</li>
<li>Budygin, E. A., John, C. E., Mateo, Y., Daunais, J. B., Friedman, D. P., Grant, K. A., Jones, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+ethanol+exposure+alters+presynaptic+dopamine+function+in+striatum+of+monkeys%3A+a+preliminary+study%5BTitle%5D)+AND+%22Synapse%22%5BJournal%5D)">Chronic ethanol exposure alters presynaptic dopamine function in striatum of monkeys: a preliminary study.</a> Synapse. 50, 266-268 (2003).</li>
<li>Jones, S. R., Gainetdinov, R. R., Jaber, M., Giros, B., Wightman, R. M., Caron, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Profound+neuronal+plasticity+in+response+to+inactivation+of+the+dopamine+transporter%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Profound neuronal plasticity in response to inactivation of the dopamine transporter.</a> PNAS. 95, 4029-4034 (1998).</li>
<li>Kennedy, R. T., Jones, S. R., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamic+observation+of+dopamine+autoreceptor+effects+in+rat+striatal+slices%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Dynamic observation of dopamine autoreceptor effects in rat striatal slices.</a> J. Neurochem. 59, 449-445 (1992).</li>
<li>Rice, M. E., Cragg, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nicotine+amplifies+reward-related+dopamine+signals+in+striatum%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Nicotine amplifies reward-related dopamine signals in striatum.</a> Nat. Neurosci. 7, 583-584 (2004).</li>
<li>Zhang, L., Doyon, W. M., Clark, J. J., Phillips, P. E., Dani, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Controls+of+tonic+and+phasic+dopamine+transmission+in+the+dorsal+and+ventral%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Controls of tonic and phasic dopamine transmission in the dorsal and ventral.</a> 76, 396-404 (2009).</li>
<li>Paredes, D., Grnaholm, A. C., Bickford, P. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+NGF+and+BDNF+on+baseline+glutamate+and+dopamine+release+in+the+hippocampal+formation+of+the+adult+rat%5BTitle%5D)+AND+%22Brain.+Res%22%5BJournal%5D)">Effects of NGF and BDNF on baseline glutamate and dopamine release in the hippocampal formation of the adult rat.</a> Brain. Res. 11141, 56-64 (2007).</li>
<li>Goggi, J., Puller, I. A., Carney, S. L., Bradford, H. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Signalling+pathways+involved+in+the+short-term+potentiation+of+dopamine+release+by+BDNF%5BTitle%5D)+AND+%22Brain.+Res%22%5BJournal%5D)">Signalling pathways involved in the short-term potentiation of dopamine release by BDNF.</a> Brain. Res. 968, 156-161 (2003).</li>
<li>Cheer, J. F., Wassum, K. M., Heien, M. L., Phillips, P. E., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cannabinoids+enhance+subsecond+doapmine+relese+in+the+nucleus+accumbens+of+awake+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cannabinoids enhance subsecond doapmine relese in the nucleus accumbens of awake rats.</a> J. Neurosci. 24, 4393-4400 (2004).</li>
<li>Phillips, P. E., Stuber, G. D., Heien, M. L., Wightman, R. M., Carelli, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Subsecond+dopamine+release+promotes+cocaine+seeking%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Subsecond dopamine release promotes cocaine seeking.</a> Nature. 422, 614-618 (2003).</li>
<li>Robinson, D. L., Heien, M. L., Wightman, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Frequency+of+dopamine+concentration+transients+increases+in+dorsal+and+ventral+striatum+of+male+rats+duing+introduction+of+conspecifics%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Frequency of dopamine concentration transients increases in dorsal and ventral striatum of male rats duing introduction of conspecifics.</a> J. Neurosci. 22, 10477-10486 (2002).</li>
</ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

O protocolo apresentado aqui demonstra como preparar e usar fatias do mouse coronal do cérebro para experimentos FSCV. Embora este método é específico para obtenção e medição dinâmica da dopamina, outros neurotransmissores, como a adenosina, peróxido de hidrogênio, noradrenalina e serotonina têm sido monitoradas in vivo ou in vitro com FSCV 3, 8-11. FSCV pode ser usado para monitorar algumas dessas substâncias neuroquímicas outros por simples modificações da forma de onda aplicada ao eletrod...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome </td><td> Companhia </td><td> Número CAS </td></tr><tr><td width="274"> Reagente </td><td></td><td></td></tr><tr><td width="274"> Cloreto de Potássio </td><td> Pescador </td><td width="142" valign="top"> 7447407 </td></tr><tr><td width="274"> Cloreto de sódio </td><td> Merck Química </td><td width="142" valign="top"> 7647145 </td></tr><tr><td width="274"> Cloreto de magnésio </td><td width="194" valign="top"> Pescador </td><td width="142" valign="top"> 7791186 </td></tr><tr><td width="274"> Cloreto de cálcio </td><td width="194" valign="top"> Pescador </td><td width="142" valign="top"> 10035048 </td></tr><tr><td width="274"> Bicarbonato de sódio </td><td width="194" valign="top"> Merck Química </td><td width="142" valign="top"> 144558 </td></tr><tr><td width="274"> Fosfato de sódio, dibásico </td><td width="194" valign="top"> EMD Chemicals </td><td width="142" valign="top"> 7558794 </td></tr><tr><td width="274"> D-glucose </td><td width="194" valign="top"> Pescador </td><td width="142" valign="top"> 50997 </td></tr><tr><td width="274"> Ácido ascórbico </td><td width="194" valign="top"> Pescador </td><td width="142" valign="top"> 50817 </td></tr><tr><td width="274"> Sacarose </td><td width="194" valign="top"> Pescador </td><td> 57501 </td></tr><tr><td width="274">&nbsp;</td><td width="194" valign="top">&nbsp;</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td width="274"> Materiais </td><td width="194" valign="top"> Vendedor </td><td> Número de catálogo </td></tr><tr><td width="274"> Fibra de carbono </td><td> Goodfellow Oakdale, PA </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Capilar de vidro </td><td> AM Sistemas Carlsborg WA. </td><td> 602000 </td></tr><tr><td width="274"> Fio de prata </td><td> A-M Sistemas Carlsborg WA. </td><td> 787000 </td></tr><tr><td width="274"> Eletrodo de tungstênio estimulando </td><td> Um plásticos, Roanoke, VA </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Fio de platina </td><td></td><td></td></tr><tr><td width="274"> Do cabo </td><td> Squires Electronics, Cornelius, OR </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Loctite adesivo instantâneo 404 </td><td> Hankal Corp Rocky Hill CT. </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Gilete </td><td> Mundial de precisão Instruments Inc. FL. </td><td></td></tr><tr><td width="274"> BD Spinal agulha </td><td> Sistemas de BD Medical, Franlin Lake, NJ </td><td> REF 405234 </td></tr><tr><td width="274"> Lâmina cirúrgica </td><td> Feather Safety razor Co. LTD. Japão </td><td></td></tr><tr><td width="274"></td><td></td><td></td></tr><tr><td width="274"> Software </td><td width="194" valign = &quot;top&quot;&gt; Vendedor </td><td> Número de catálogo </td></tr><tr><td width="274"> Software TH </td><td> ESA Inc., Chelmsford, MA </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Instrumento </td><td width="194" valign="top"> Vendedor </td><td> Número de catálogo </td></tr><tr><td width="274"> Câmara de gravação de submersão </td><td> Personalizado Científico, Denver, CO </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Neorolog isolador de estímulo </td><td> Digitmeter, Hertfordshire, Inglaterra </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Controlador de temperatura automático </td><td> Warner Instrument Corporation </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Microscópio (SZX7) </td><td> Olimpo </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Microscópio </td><td> Pescador </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Vibratome sistema de seccionamento 3000 </td><td> St. Loué, MO. </td><td></td></tr><tr><td width="274"> Bomba de perfusão </td><td> Watson Marlow Limited, Falmouth Cornualha - Inglaterra </td><td> H110708 </td></tr><tr><td width="274"> Micropipeta extrator </td><td> Narishige, Tóquio, Japão </td><td></td></tr><tr><td width="274"> ChemClamp potenciostato </td><td> Corporações Dagan, Minneapolis, MN. </td><td></td></tr></tbody></table>

pré-sináptica de dopamina dynamics em fatias de cérebro estriado com fast-scan voltametria cíclica

Presynaptic Dopamine Dynamics in Striatal Brain Slices with Fast-scan Cyclic Voltammetry

Extensa pesquisa centrou-se no neurotransmissor dopamina devido à sua importância no mecanismo de ação das drogas de abuso (por exemplo, cocaína e anfetaminas), o papel que ela desempenha nas doenças psiquiátricas (por exemplo, esquizofrenia e Déficit de Atenção e Hiperatividade), e seu envolvimento na degenerativas doenças como mal de Parkinson e doença de Huntington. Em condições fisiológicas normais, a dopamina é conhecida por regular a atividade locomotora, cognição, aprendizagem, afetam emocional e secreção de hormônios neuroendócrinos. Uma das maiores densidades de neurônios de dopamina está dentro do corpo estriado, que pode ser dividido em duas distintas regiões neuroanatômicas conhecida como nucleus accumbens eo núcleo caudado-putamen. O objetivo é ilustrar um protocolo geral para a fatia de voltametria cíclica fast-scan (FSCV) dentro do striatum mouse. FSCV é um bem definidas técnica eletroquímica proporcionando a oportunidade de medir a liberação de dopamina e absorção em tempo real em dregiões do cérebro iscrete. Microeletrodos de fibra de carbono (diâmetro de ~ 7 mm) são usados ​​em FSCV para detectar oxidação da dopamina. A vantagem analítica de utilizar FSCV para detectar a dopamina é a sua resolução melhorada temporal de 100 milissegundos e resolução espacial de menos de dez microns, fornecendo informações complementares no microdiálise in vivo.

Usando fast-scan voltametria cíclica para medir eletricamente evocado dinâmica pré-sinápticos em fatias de cérebro estriado.

Pré-sináptica de dopamina Dynamics em fatias de cérebro estriado com Fast-scan voltametria cíclica

Pesquisas extensas têm se concentrado no neurotransmissor dopamina devido à sua importância no mecanismo de ação de drogas de abuso (por exemplo, cocaína e ...

O objetivo geral deste procedimento é ilustrar um protocolo geral para a telemetria cíclica rápida por varredura de fatias. Isso é realizado primeiramente preparando o tecido cerebral para corte coronal. Em seguida, eletrodos são posicionados na região cerebral discreta de interesse.O próximo passo é aplicar uma tensão na forma de uma onda triangular por meio do eletrodo para detectar dopamina. Por fim, um agente farmacológico de interesse é aplicado ao fragmento de cérebro e seu efeito sobre a dinâmica pré-sináptica da dopamina é observado. Em última análise, este protocolo mostra alterações na dinâmica pré-sináptica da dopamina, como a liberação estimulada de dopamina e as taxas de captação de dopamina por meio da voltametria cíclica de varredura rápida Telemetry.Embora este método possa fornecer informações sobre a dinâmica dopaminérgica pré-sináptica, ele também pode ser aplicado a outros sistemas, incluindo animais e neurotransmissores, tais como ratos e moscas-das-frutas, e serotonina e noradrenalina, respectivamente. Quem demonstrará o procedimento serão Francis Mena, MEA Khalid e Erin oo, os estudantes de pós-graduação do meu laboratório. Para iniciar este procedimento, de

presynaptic-dopamine-dynamics-striatal-brain-slices-with-fast-scan

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurociência

Um novo meio de medir a neurotransmissão opticamente usando análogos de dopamina fluorescente.

Liberação de dopamina no Individual Terminais Pré-Sinápticas visualizado com FFNs

A técnica amperométrica mede a libertação de dopamina a partir de uma única célula, detectando a corrente de oxidante produzido pela oxidação da dopamina espontânea. Braçadeira de tensão simultânea e metodologia amperometria revelar a relação mecanicista entre a "atividade" geral do transportador de dopamina eo papel regulador da atividade no transporte reverso da dopamina.

Medição única célula de liberação de dopamina com simultânea de tensão-clamp e amperometria

Este vídeo demonstra o implante de eletrodos e cânulas em um rato anestesiado para medir a liberação de dopamina no núcleo accumbens usando um potenciostato e a infusão de drogas para modular a atividade dopaminérgica na área tegmental ventral.

Monitorando a liberação de dopamina em um modelo de rato com manipulação do receptor de neurônio dopaminérgico VTA

Flutuações rápidas na dopamina extracelular (DA) medeiam tanto o processamento de recompensas quanto o comportamento motivado em mamíferos. Este manuscrito descreve o uso combinado de voltametria cíclica de varredura rápida (FSCV) e administração intraoral de saborizantes para determinar como os saborizantes alteram a liberação rápida de dopamina em ratos acordados e em movimento livre.

Exame de Rapid dopamina Dynamics com Fast digitalização Voltametria Cíclica Durante Intra-oral Administração saborizante em ratos acordados

A voltametria cíclica de varredura rápida pode monitorar neurotransmissão de dopamina in vivo no contexto de drogas, doenças e outras manipulações experimentais. Este trabalho descreve a implementação do QNsim1.0, um software para modelar respostas de dopamina estimuladas eletricamente de acordo com o modelo neurobiológico quantitativo para quantificar estimativas de liberação de dopamina e dinâmica de recaptação.

Modelagem de Dados de Voltammetria Cíclica de Dados Rápidos de Dados de Neurotransmissão de Dopamina Estimulados Eletricamente Usando QNsim1.0

Este documento detalha a utilização do potencial fixo amperométrico gravações usando eletrodos de fibra de carbono e tecnologia enzimática biosensor para medir a liberação de dopamina e glutamato com alta resolução temporal durante o comportamento natural de gratificante na hamster fêmea.

Medição In Vivo alterações em neurotransmissores extracelulares durante naturalmente recompensando comportamentos em Hamsters sírios femininos

O objetivo deste protocolo é manipular diretamente os receptores da área tegmental ventral para estudar sua contribuição para a liberação de dopamina subsegundo.

Infusão e Estimulação Combinada com Voltammetry Cíclica de Varredura Rápida (CIS-FSCV) para avaliar a regulação do receptor da área tegmental ventral da dopamina fástica

Este relatório demonstra uma técnica para isolamento mecânico de cada um dos neurônios viáveis ​​retenção anexado boutons pré-sináptica. Neurônios Vibrodissociated têm as vantagens de rápida produção, controle farmacológico excelente e melhor espaço grampo sem a influência das células vizinhas. Este método pode ser usado para imagens de elementos sináptica e patch-clamp gravação.

Vibrodissociation de neurônios de fatias do cérebro de roedores para estudar a transmissão sináptica e Imagem Terminais pré-sináptica

A forma robusta para estudar avalanches neuronal, ou seja, escala-invariante rajadas espaço-temporal atividade, indicativo da dinâmica do estado crítico no córtex. Avalanches surgem espontaneamente no desenvolvimento de camadas superficiais do córtex cultura que permite medições a longo prazo da atividade com arrays planar integrada multi-eletrodo (MEA), sob condições estritamente controladas.

Multieletrodos Recordings Array of Avalanches Neuronal em culturas organotípicas

A interface eletrodo-tecido de eletrodos de registro neurais podem ser caracterizados com espectroscopia de impedância elétrica (EIS) e voltametria cíclica (CV). Aplicação de capacidade de gravação de tensão de polarização alterações das propriedades eletroquímicas da interface eletrodo-tecido e pode melhorar. Tensão de polarização, EIS, CV, e gravações neurais são complementares.

Tensão de polarização, voltametria cíclica, espectroscopia de impedância elétrica e para Interfaces Neurais

Aprenda a medir a dinâmica pré-sináptica da dopamina em fatias de cérebro estriado usando voltametria cíclica de varredura rápida. Este protocolo permite observar liberação e recaptação de dopamina em tempo real.

Pré-sináptica de dopamina Dynamics em fatias de cérebro estriado com Fast-scan voltametria cíclica

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