Эта статья описывает подробная методология для получения уплощенных секции касательной от млекопитающих коре и визуализировать корковых модули, используя гистохимические и иммуногистохимических методов.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
* These authors contributed equally
Эта статья описывает подробная методология для получения уплощенных секции касательной от млекопитающих коре и визуализировать корковых модули, используя гистохимические и иммуногистохимических методов.
Коры мозга млекопитающих является parcellated в отдельных подструктур или модулей. Корковых модули обычно размещаются параллельно корковых лист и могут быть определены некоторые гистохимические и иммуногистохимических методов. В этом исследовании мы выделить метод, чтобы изолировать коры от млекопитающих мозги и придавить их для получения разделы параллельно корковых лист. Мы далее выделить выбран гистохимические и Иммуногистохимические методы для обработки этих уплощенная тангенциальная разделы для визуализации корковых модулей. В соматосенсорной коры различных млекопитающих мы выполняем цитохрома оксидазы гистохимии раскрыть карты тела или корковые модулей, представляющих различные части тела животного. В медиальной entorhinal коры, области, где создаются ячейки сетки, мы используем иммуногистохимических методов для выделения модулей генетически детерминированных нейронов, которые расположены в сетке в таблице корковых через несколько видов. В целом мы предоставляем рамки для изоляции и подготовить layer-wise плоский корковых участков и визуализировать корковых модули, используя гистохимические и иммуногистохимических методов в широкий спектр млекопитающих мозги.
Некоторые из наиболее значительных изменений в структуре мозга через филогении можно наблюдать в коре. Несмотря на существенные различия коры животных общей схеме и может быть широко разделены двумя разными способами, слои и области1. Кортикального слоя лежат параллельно поверхности головного мозга и различаются в номер из 3 слоев в рептилиям коре2 6 слоев в млекопитающих коре1. С другой стороны корковых областях коры отдельных регионов, которые в основном соответствуют различных функций, например, соматосенсорной коры участвует в ощущение касания или зрительной коры в обработке визуальных материалов. Эти корковых областях часто подразделяются3патчи или модули, которые регулярно повторяем анатомические структуры, по существу нашли параллельно сетчаточных поверхности головного мозга. Корковых модулей может ограничиваться конкретной слой4, или продлить через несколько слоев5.
Стандартные секущей методы мозга включают разделы, нормальное к поверхности головного мозга, как коронковой или сагиттальной. В то время как эти методы могут использоваться для визуализации корковых модули, множество интересных особенностей могут быть выявлены при кортикальной модули визуализируются вскользь, в плоскости, параллельной поверхности головного мозга. Например соматосенсорные модули в грызунов мозга, представляющие усы, появляются как баррелей когда визуализирована нормали к поверхности мозга, и таким образом регионы получают имя ствол коры. Однако на визуализации баррелей в касательной ориентации, они показывают столбик карта, с бочки изложены в топографических ориентации зеркального отображения точное расположение усы на поверхности внешней тела. В некоторых случаях, Модульная композиция даже избежал обнаружения на значительные периоды, когда визуализирована в не тангенциальные манере. Медиальный entorhinal коры, известен за наличие сетки клеток, нейронов, которые огонь в шаблоне регулярного гексагональной, когда животное обход среды. Несмотря на то, что это сильно исследованной площади, до недавно, наличие пятен или модули клеток в медиальной entorhinal коры, которые физически располагаются в гексагональной шаблон6, бежал обнаружения. Наличие и расположение этих модулей, в мозге крыс, способствовали, сделав тангенциальная разделы медиальный entorhinal коры и расследования cytoarchitecture послойного образом.
После разрезания, конкретный аспект визуализации корковых модулей также может быть реализована несколькими способами. Классически исследования очерчены модулей на основе клеток плотность или волокна макет1. Еще один популярный подход является использование цитохрома оксидазы гистохимии, который показывает области выше деятельности8. Новые подходы включают в себя глядя на типы генетически детерминированных клеток, различие на основе их белков выражение профили6,8.
В этом исследовании мы подчеркиваем методы изолировать коры от млекопитающих мозги, получить плоский тангенциальная секций и визуализировать корковых модулей на основе гистохимии цитохрома оксидазы и иммуногистохимии камерного типа специфических белков.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все экспериментальные процедуры выполнялись согласно немецкой руководящие принципы защиты животных под руководством комитетов местных этики (LaGeSo). Человека и Бат мозга данные были получены от Науманн et al. 5 Следующая процедура выполняется на мужской взрослых крыс Wistar (штамм: RJHan:WI).
1. перфузии и извлечения головного мозга
Примечание: Чтобы получить содержанием однородно фиксированной и без крови мозга, transcardial перфузии животного приветствуется, как остаточной крови повышается неспецифическая фонового сигнала во время окрашивания. Тем не менее это также можно получить уплощенных секции от ООН перфузии образца и их выведение. Простота обработки образца зависит от концентрации фиксатором используется. Слишком мало фиксации увеличивает риск обработка повреждение головного мозга во время уплощение и резки, в то время как слишком высокие концентрации ниже гибкость для рихтовки и качество окрашивания сигнала.
2. мозг диссекции и уплощение

Рисунок 1: Схематическое представление рабочего процесса для рихтовки крыса коры полушария и визуализация модулей в соматосенсорной коры. После transcardial перфузии, расчлененный мозг мыши (A). Подкорковых структур были удалены и коры было уплощенная между двумя слайдами стекла в фосфатного буфера (B). Плоский полушария (C) после фиксированной, вскользь секционного и витражи для активности цитохрома оксидазы (D). Масштаб баров = 1 см. R: Ростральные, C: каудально, L: боковое, M: медиальной. Адаптировано из Лауэр et al. рисунок 23 Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
3. Резка тангенциальная разделы
Примечание: В зависимости от требований пятная протоколы, процедуры резки и толщина может быть адаптирована. Vibratome был использован для вырезать полусферы для дальнейшей гистохимические обработки (шаг 3.2) на 80-150 мкм. Однако для обработки иммуногистохимии, тоньше секции желательны и замораживания микротом использовался для резания (шаг 3.3) на 10-60 мкм. Смотрите видео 1.

Видео 1: схема видео тангенциальная вырезание из крыса медиальный entorhinal коры и компоновки модулей parasubicular и entorhinal. Медиальный entorhinal коры головного мозга, грызун расположен в задней части коры и наклонен в сторону медиальной и брюшной. Тангенциальный секций получаются путем ориентации ножом вдоль этот угол. Следовательно соответствующие ячейки тип специфического окрашивания показывает модульных конструкций в медиальной entorhinal коры и прилегающих parasubiculum. Видео взято из Рэй и Брехт8. Пожалуйста нажмите здесь, чтобы посмотреть это видео. (Правой кнопкой мыши для загрузки.)
4. Визуализация корковых модулей с использованием цитохрома оксидазы пятнать
Примечание: Различные пятная протоколы разработаны для гистохимические обнаружения активности цитохрома оксидазы, например, сначала Вонг-Райли17 и позднее изменена Divac et al. 18 этот протокол основан на один Дивац и др. 18, поскольку использование никель аммония сульфат (Ниасе) приводит к более высокий контраст и лучше определенные модули в окрашенных областей коры головного мозга.
5. Визуализация корковых модулей с помощью иммуногистохимическое окрашивание
Примечание: Несколько протоколов доступны для иммуногистохимии, оптимизированный для образца и типа зонд. Адаптация может производиться при необходимости, различной концентрации антител, permeabilizing агентов и инкубации раз. Следующий протокол приводит к хорошие результаты для обнаружения большой спектр антител и визуализация флуоресцентных зондов.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Мы получили плоский корковых участков соматосенсорной коры в различных мозги и обработать их для гистохимии цитохрома оксидазы визуализировать somatotopic модулей, представляющих различные части тела. Этот сравнительный подход позволяет изучать эволюционных сил что коры форму, например, показывая очень сохраняется представление mystacial вибриссов в грызуны и Зайцеобразные как бочки21 (рис. 2). В отличие от других частей тела,...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Модульность в коре была определена с использованием различных методов. Ранние исследования обычно определены корковых модули, либо визуализации ячейки плотной регионы, или отсутствие волокна1. Последующие методы использовали присутствие дендритных связки24, афферентов от конкретного региона25, или обогащения нейротрансмиттеров26. Здесь мы демонстрируем две методики, гистохимии цитохрома оксидазы (i) и (ii) иммуногистохимическо...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Эта работа была поддержана Humboldt Universität цу Берлин, Бернстайн центр вычислительной нейронауки Берлин, Немецкий центр для нейродегенеративных заболеваний (DZNE), немецкого федерального министерства образования и научных исследований (BMBF, Förderkennzeichen 01GQ1001A), NeuroCure и Готфрид Вильгельм Лейбниц приз DFG. Мы благодарим Симпэй Исияма для превосходный графический дизайн и Juliane Diederichs отличные технической помощи.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| <сильно>Окрашивание цитохромоксидазой | |||
| Цитохром c из сердца лошади | Sigma-Aldrich | C2506 | |
| 3,3'Диаминобензидина тетрагидрохлорида гидрат | Sigma-Aldrich | D5637 | |
| D(+)-Сахароза | Карл Рот | 4621.1 | |
| Гексагидрат сульфата никеля(II) аммония | Sigma-Aldrich | A1827 | |
| HEPES | Carl Roth | 9105.4 | |
| Название< | strong>Company | Номер в каталоге | >Комментарии |
| Antigen retrieval | |||
| Trisodium цитрат дигидрат | Sigma-Aldrich | S1804 | |
| Моногидрат | лимонной кислотыSigma-Aldrich | C1909 | |
| Название | Company< | strong>Номер в каталоге | >Комментарии |
| >Фосфатный буфер/фосфатно-солевой буфер/префикс/PFA | |||
| Дигидрофосфат калия | Carl Roth | 3904.2 | |
| Хлорид натрия | Карл Рот | 9265.1 | |
| Дигидрат гидрофосфата натрия | Карл Рот | 4984.3 | |
| Параформальдегид | Карл Рот | 0335.3 | |
| ТРИТОН-X 100 Карл | Рот | 3051.3 | |
| Название | >Company | Номер в каталоге | Комментарии< |
| strong>Immunohistochemistry | |||
| Calbindin D-28k очищен из куриных кишок, Мышиный моноклональный | Swant | RRID: AB_10000347 | |
| Кальбиндин D-28k из рекомбинантного крысиного кальбиндина D-28k, Кролик поликлональный | Swant | RRID: AB_10000340 | |
| Альбумин фракции V, биотин свободный | Карл Roth | 0163.4 | |
| Название | Company | Номер в каталоге | Комментарии |
| Монтаж или замораживание среды | |||
| Fluoromount (иммунофлуоресценция) | Sigma-Aldrich | F4680 | |
| Eukitt ( histochemistry) | Sigma-Aldrich | 03989 | |
| Среда для замораживания тканей | Leica Biosystems | NC0696746 | |
| Name | >Company | Номер в каталоге | Комментарии |
| Алкогольная дегидратация | |||
| Этанол 100% | Carl Roth | 9065.3 | |
| Этанол 96% | Carl Roth | P075.3 | |
| 2-пропанол | Carl Roth | 6752.4 | |
| Заменитель ксилола | Fluka | 78475 | |
| Название | Company | Номер в каталоге | Комментарии |
| >Приборы/инструменты | |||
| Microm HM 650V | Thermo Scientific | ||
| Jung RM2035 | Leica Biosystems | ||
| Dumont #55 Щипцы - Inox | Fine Science Tools | 11255-20 | |
| Dumont #5 Щипцы - Inox Biology | Tip Fine Science Tools | 11252-30 | |
| Щипцы Dumont #5SF - Inox Super Fine Tip | Fine Science Tools | 11252-00 | |
| Ножницы для кости - 24 см | Fine Science Tools | 16150-24 | |
| Friedman Rongeur | Fine Science Tools | 16000-14 | |
| Тупые ножницы | Fine Science Tools | 14000-18 | |
| Хирургические ножницы - большие петли | Fine Science Tools | 14101-14 | |
| Хирургические ножницы - острые-тупые | инструменты для тонкой науки | 14001-13 | |
| Ножницы для тонкой радужной оболочки | глаза Инструменты для тонкой науки | 14094-11 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.