Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Neuroscience

Presynaptisk dopamin Dynamics i striatum hjärnan skivor med Fast-scan Cykliska Voltammetry

Published: January 12, 2012 doi: 10.3791/3464
* These authors contributed equally

Summary

Använda snabb-scan cykliska voltammetry att mäta elektriskt framkallat presynaptiska dopamin dynamik i striatala hjärnan skivor.

Abstract

Omfattande forskning har fokuserat på signalsubstansen dopamin på grund av dess betydelse i verkningsmekanismen för missbruksmedel (t.ex. kokain och amfetamin), den roll den spelar i psykiska sjukdomar (t.ex. schizofreni och Attention Deficit Hyperactivity Disorder), och dess engagemang i degenerativa sjukdomar som Parkinsons och Huntingtons sjukdom. Under normala fysiologiska förhållanden är dopamin känt att reglera rörelseaktivitet, kognition, inlärning, emotionell påverkar och neuroendokrina hormon. En av de största tätheten av dopaminneuron är inom striatum, som kan indelas i två olika neuroanatomiska regionerna kallas kärnan accumbens och nucleus caudatus och putamen. Målet är att belysa ett generellt protokoll för bit snabb skanning cyklisk voltammetry (FSCV) inom musen striatum. FSCV är en väldefinierad elektrokemisk teknik som ger möjlighet att mäta dopamin utsläpp och upptag i realtid i discrete hjärnan. Kolfiber microelectrodes (diameter på ~ 7 mikrometer) används i FSCV att upptäcka dopamin oxidation. Den analytiska Fördelen med att använda FSCV att upptäcka dopamin är dess bättre tidsupplösning på 100 millisekunder och rumsliga upplösning på mindre än tio mikrometer, vilket ger kompletterande information in vivo mikrodialys.

Protocol

1. Experimentell Essentials

Elektrod Fabrication

  • Det finns många kolfiber microelectrodes tillverkningsmetoder eftersom de flesta är tillverkade i egen regi. Typiskt vad dikterar detaljerna elektroden tillverkning är elektrokemiska teknik som används till elektroden (t.ex. amperometry vs FSCV). För FSCV kan microelectrodes göras i egen regi med hjälp av följande tre steg. För en mer fullständig beskrivning av kolfiber elektrod bearbetning, se en nyligen JUPITER artikel 1. Observera dock att elektroderna som beskrivs nedan är cylindriska kolfiber microelectrodes, som kräver färre steg att tillverka jämfört med amperometriska microelectrodes kolfiber från ovan nämnda protokoll. Detta förenklade protokoll kräver inte koka kolfiber i aceton, brand-polering glaset kapillärerna, eller använda epoxi för att försegla glasfiber korsning.
  • Använda aspir vakuumsugåt en kolfiber (diameter 7 ìm, Goodfellow Oakdale, PA) till en borsilikatglas kapillär med microfilament (längd 10 cm, OD 1,2 mm, id 0,68 mm, AM-system, Carlsborg, WA).
  • Placera den gängade kapillära i elektroden avdragare (Narishige, Tokyo, Japan) där kapillär dras i två halvor. Utgång inställningar för elektroden avdragaren gör varierar från labb till labb. För referens, vår produktion inställningar för avdragaren är 90,7 främsta magneten, 23,2 sub-magnet, och 53,4 för värmaren. Utgången inställningar bör vara empiriskt förfinas för att generera ett glas taper som är ungefär 4,4 mm lång, med en tät försegling runt kolfiber.
  • Under ett mikroskop (Olympus, Tokyo, Japan), trimma kolfiber (med hjälp av en skalpell blad) som sträcker sig från glaset spetsen ger ca 50-200 ìm i kolfiber för att sticka ut från de tätt tillsluten gränssnitt.

Beredning av lösningar

Tre typer av konstgjorda Cerebrospinal vätska (aCSF) lösningar behöver förberedas i förväg, allt i ultrarent (18 Mohm cm) vatten.

  • Sackaros-aCSF kan förberedas minst en dag innan den skivas. Den sackaros-aCSF buffert består av (i mm): 180 sackaros, 30 NaCl, 4,5 KCl, 1,0 MgCl 2, 26 NaHCO 3, 1,2 NaH 2 PO 4 och 10 D-glukos (pH 7,4) och bör vara syresatt med hjälp av 95 % O 2 / 5% CO 2 i 15 minuter 2. Om förberedas i förväg, kan lösningen förvaras kylda vid + 4 ° i upp till 1 vecka C.
  • ACSF lösning för voltammetric inspelningar bör förberedas dagen för experimentet. Den aCSF Lösningen består av (i mm): 126 NaCl, 2,5 KCl, 2,4 CaCl 2, 1,2 MgCl 2, 25 NaHCO 3, 1,2 NaH 2 PO 4, 11 D-glukos, 0,4 askorbinsyra (pH 7,4). Under försöket, syresätta med bubblande med 95% O2 / 5% CO 2 vid rumstemperatur.
  • ModifieradaCSF lösning för elektrod kalibreringar innehåller (i mm): 2,5 KCl, 126 NaCl, 1,2 NaH 2 PO 4, 2,4 CaCl 2, 1,2 MgCl 2 och 25 NaHCO 3 (pH 7,4) och kan förvaras upp till en vecka, utan att kylning eller syresättning.

Elektrod Kalibrering

  • Elektrod livskraft och känslighet bestäms av pre-och post-kalibrering, respektive med ett flöde "T-cell" som innehåller 3 portar med en förseglad referenselektrod (Ag / AgCl). Den fabricerade mikroelektrod sänks ned i flödet "T-cell". Inloppet är ansluten till en sprutpump, vilket möjliggör ett kontinuerligt flöde av modifierad aCSF vid ett flöde på 2 ml / min. Den tredje porten på "T-cell" är kopplad till en spruta fylld med 3 mikroM dopamin, tillverkad i modifierad aCSF.
  • Att på förhand kalibrera, låt modifierad aCSF lösning flöde för ca 3 - 7 sekunder, och sedan manuellt injicera 1-2 ml av 3 mikroM dopamin standard. För varje elektrodatt vara förkalibrerade, upprepa kalibreringen minst 3 gånger och genomsnittlig maximal strömmar från varje.
  • Omedelbart efter slice voltammetry experimentet (se avsnitt 3) är den elektrod efter kalibrerade på samma sätt som beskrivits ovan.
  • Kalibreringsfaktorn (senare används vid analys av data) bestäms genom att dividera den genomsnittliga dopamin oxidation ström (NA) av koncentrationen av dopamin-standarden. Till exempel är dagens svar dividerat med 3 när du använder en 3 mikroM dopamin standard.

2. Slice förberedelse

  1. Häll 10 ml sackaros aCSF i en liten bägare och placera i en ishink. Dessutom plats Snabblim (Loctite 404) i ishink, inom räckhåll.
  2. Förbered ett rakblad och nödvändiga verktyg som krävs för dissekering, såsom pincett, spatel, och saxar, genom att torka dem rena med en spritsudd.
  3. Offra mus av CO 2 kvävning i en liten gas chamber, följt av omedelbar halshuggning med vass sax. Snabbt ta bort hela hjärnan. Sätt hjärnan i bägaren iskallt sackaros aCSF i ca 10 minuter.
  4. Under tiden förbereder Vibratome för skivning. Först placerar några krossad is i provet bad. Placera provet kammaren och dra för att hålla den stadigt på plats. Tillsätt mer is runt provet kammaren för att fylla i luckorna, vilket gör att ingen is kommer in i kammaren. Placera den rengjorda rakblad i bladet hållaren på Vibratome och fyll provet kammare med iskall sackaros aCSF.
  5. Att inrätta en arbetsyta för att förbereda hjärnan, häll lite kallt sackaros aCSF på en bit hushållspapper som har placerats på en uppochnedvänd petriskål. Använd pincett överföra hjärnan på det färdigställda petriskål. För koronalt skivor, skär lillhjärnan längs den mediala-laterala axeln med ett rakblad och kasta. Detta skapar en platt bas som kan fästas på Vibratome scenen.
  6. Platsen droppe Loctite lim (placeras i ishink under steg 1) på provet scenen. Omedelbart anbringa den platta änden på den preparerade hjärnan på scenen, hålla den så upprätt som möjligt. Placera scenen i provet kammaren och dra åt skruven, så att hjärnan är helt nedsänkt i sackaros aCSF i kammaren.
  7. Använda kontrollerna på framsidan av Vibratome justera skede så att rakbladet ställer upp med överdelen av hjärnan. Optimala parametrar för Vibratome erhålls genom att ställa in frekvens och hastighet till låg. Lägre hastigheter är att föredra för att minimera kraft bladet från krossa hjärnan, som har observerats vid högre hastigheter. Slice tjocklek är satt till 400 ìm.
  8. De första skivorna kommer inte att innehålla striatum. Upprepa skivning tills skivorna innehåller striatum erhålls. När striatum regionen har uppnåtts (bekräftas av anatomiska landmärken), använd en pensel för att lyfta skiva och lägg i en bägare medsyresatt, rumstemperatur aCSF. Normalt kan man få 3 till 4 skivor innehåller striatum komplex så att caudatus och putamen och accumbens kärnan ingår.
  9. Låt skivorna för att vänja in syresatt aCSF i rumstemperatur i minst 1 timme innan du använder för experiment.

3. Voltammetric inspelningar från skivor

Medan skivor är inkubationstiden, kan skiva inspelning kammaren vara beredd.

  1. Ta slangen ansluten till nedsänkning inspelningen kammaren (Custom Scientific, Denver, CO) och placera i syresätta, aCSF rumstemperatur. Ställ perfusion pumpen (Watson Marlow Limited, Falmouth, England) till ett flöde på 1 ml / min. Ställ in temperaturregulatorn till 32 ° C. Efter aCSF fyller specialbyggt slice hållare (modifierad mesh skiva scenen), förbereda den för bit genom att ta bort eventuella luftbubblor med hjälp av en nål spruta (BD spinal nål).
  2. Prime segmentet badet genom att rita ett vakuum påutflöde slang (som leder till glas flytande avfall flaska) med en spruta för att börja flöda. Placera en kimwipe att fungera som en veke på kanten för den del innehavaren att kontrollera buffertspill.
  3. Efter 1 timme inkubation, överföra skivor till segmentet innehavaren i inspelningen kammare, som kontinuerligt perfusion med 95% O 2 / 5% CO 2 rumstemperatur aCSF.
  4. Sänk ner Ag / AgCl-referenselektrod i slice hållaren (tejpad på locket skiva kammare) och ansluta elektroden med hjälp av en alligator klipp till huvudet scenen.
    • Den Ag / AgCl-referenselektrod kan göras i huset genom anodisering (+1 V) en 250 ìm silvertråd (AM Systems, Carlsborg, WA) i en 1 M HCl i 5 minuter att sätta in ett tunt lager av AgCl på ytan av silvertråd.
  5. Sänk elektroden volfram stimulerande (Plast One, Roanoke, VA) till ytan av striatala hjärnan slice. Den stimulerande elektrod i kontakt med den del som den vilar på toppenav det, men bör inte punktera segmentet. I vår experimentella uppsättning, är den stimulans som genereras av en Neurolog stimulator.
  6. Det kolfiber arbetar mikroelektrod är tillbaka fyllda med en 150 mm KCl-lösning med en BD spinal nål. En blytråd införs därefter (Squires Elektronik, Cornelius, OR), som är ansluten till huvudet skede av lågbullrande ChemClamp potentiostat (Dagan Företag, Minneapolis, MN) med hjälp av en alligator klipp. Arbetsgruppen elektroden är placerad cirka 100 till 200 ìm från bipolär stimulerande elektroder, ca 75 ìm djupt in i segmentet.
  7. Elektrisk stimuli, antingen enkel (monofasiska, 350 μA, 60 Hz, och 4 ms pulsbredd) eller flera (t.ex. 5 pulser, 350 μA, 20 Hz och 4 ms bred) pulser, levereras av stimulerande elektroden att framkalla signalsubstansen Release 3.
  8. För att mäta elektriskt framkallat dopamin med hjälp av FSCV är en triangel vågform tillämpas på elektroden. Typiska parametrar för DOPamin upptäckt: potentialen i kolfiber mikroelektrod hålls på -0,4 V jämfört med en Ag / AgCl-referenselektrod, ramped en positiv gräns på 1,2 V och sedan tagit tillbaka ned till -0,4 V vid en genomsökning hastighet av 400 V / s .
  9. Segmentet är elektriskt stimuleras var 5 minuter och voltammetric mätningar av den resulterande dopamin utflödet är gjorda i 15 sekunder.
  10. Efter minst tre stabila stimuleras elektriskt inspelningar dopaminfrisättning (skillnaden mellan topphöjden är <10%) är aCSF innehåller farmakologisk agent intresse perfusion med en flödeshastighet av 1 ml / min över slice i 30 minuter för att få maximal effekt. Stimuleras elektriskt dopamin inspelningar görs var 5: e minut under den farmakologiska perfusion.

4. Dataanalys

Resulterande strömmen kontra tid spår från segmentet kan passa med icke-linjär regression till en uppsättning Michaelis-Menten baserade ekvationer, som beskrivs av Wightmanoch kollegor i mjukvara skriven i LabVIEW (National Instruments, Austin, TX) 4-6. I detta program kan aktuell kontra tid spår monteras genom att variera två parametrar, V max (nm / s, vilket motsvarar graden av upptag av dopamin transportören vilket framgår av fallande fasen av spår) och dopamin koncentration per puls (nM , vilket motsvarar den maximala höjden max). K M-värdet, reflekterande av affinitet för dopamin för dopamin transportör, är satt till 160 Nm och inte ändrats. Elektrodens efter kalibrering faktor som bestäms efter experimentet krävs före montering. LabVIEW Programvaran innehåller determinationskoefficienten (R 2) parameter för att bestämma godhet passar (R 2-värden> 0,8 används).

5. Representativa resultat

FSCV användes för att undersöka en enstaka puls, stimuleras elektriskt dopamin frigörande och upptag i nucleus caudatus och satteamen (CPU), nucleus accumbens (NAC) kärna, och NAC skal i möss. Representativa resultat visas i Figur 1A visar nuvarande (eller koncentration) mot tiden tomter. Den röda pilen visar när elektrisk stimulering appliceras på segmentet följt av en motsvarande ökning i den mängd ström hänförlig till förändringar i dopamin koncentrationen i kolfiber mikroelektrod. Den dominerande processen under elektrisk stimulering dopamin release, men även andra processer såsom upptag och diffusion bidra till den övergripande observerade maximala höjden också. Den fallande fas av toppen är i huvudsak hänföras till återupptaget av signalsubstansen genom sin transportör sedan neuronal stimulering har stoppats 7. Men det är toppen förfall inte begränsat till återupptaget, som diffusion och metabolism också bidra till en minskning av strömmen. Det har postulerade att eftersom tidsskalan för elektrokemiska mätningar är en fråga om sekunder, är FSCV för fort för att mäta contributions från ämnesomsättningen 7. I dessa aktuell mot tiden i spår är y-axeln omvandlas till koncentration (M) med hjälp av post-experimentet kalibreringsfaktorn. Den infällda bilden för Figur 1A är respektive bakgrunden subtraheras cykliska voltammograms för aktuell funktion av tiden spår. Plotta uppmätt ström (y-axel) mot den tillämpade potential att elektroden (x-axeln) är dopamin kemiskt identifieras med ett observerat oxidation topp vid 0,6 V och en motsvarande minskning topp av dopamin-orto-quinone observeras på - 0,2 V jämfört med en Ag / AgCl referenselektrod. Den tredje representation av data använder en tredimensionell pseudo-färg plot (Figur 1B) att kombinera information från både den nuvarande funktion av tiden spår och den cykliska voltammogram till en enda tomt. I den representativa pseudo-färg tomten är tiden ritas i sekunder längs x-axeln, är spänningen på kolfiber arbetar mikroelektrod ritas längs y-axeln, och nuvarande representeras som falSE färg längs z-axeln. På grund av den begränsade storleken på microelectrodes kolfiber (~ 7 mikrometer i diameter) kan stimuleras elektriskt dopamin dynamik påvisas i diskret anatomiska regioner i striatum (CPU kontra NAC-kärnan mot NAC skal, Figur 2).

En fördel med att använda striatala koronalt skivor är att det eliminerar bidrag från dopamin cellen organ, och möjliggör en undersökning av presynaptisk dopamin dynamik. Presynaptiska kontroll av dopamin utsläpp och upptag är inte strikt begränsat till dopamin autoreceptor eller funktioner transportören som andra har visat 16, 17. Heteroreceptors andra neurotransmittorsystemen modulera också dopamin dynamik 18, 19. Representant aktuell kontra tid spår visas i Figur 3A visar att när skivor behandlas med 1 mikroM quinpirole (D2/D3 receptoragonist) i 30 minuter, en minskning av elektriskt framkallat dopaminfrisättning observeras. Å andra sidan, när ett substratför dopamin transportören, som metamfetamin, är perfusion över slice i 30 minuter, ingen skillnad i dopaminfrisättning observeras (Figur 3B). Toppen sönderfallet förskjuts till höger, vilket normalt är förknippad med förändringar i dopamintransportörer kinetik (K m) 3. Slutligen är figur 3C en representant spår av den aktuella kontra tidskurva när segmentet har badat i en 100 ng / mL brain-derived neurotrofa faktor (BDNF) lösning, som har en hypotes att påverka dopaminfrisättning dynamik 20, 21. Från denna representativa spår, kan man se att BDNF har förmågan att förstärka elektriskt framkallade dopamin release. Sammantaget farmakologisk behandling betonar nyttan av FSCV att söka dopamin dynamiken i striatum.

Den främsta begränsningen med att använda hjärnan skivor för att undersöka presynaptiska dopamin dynamik genom FSCV är att neurocircuitry från en intakt hjärna är förlorad.Med skiva FSCV det är omöjligt att studera effekterna av signalsubstanser från andra områden i hjärnan, vilket gör det svårt att förstå bidrag av dessa system på funktionaliteten i regionen som utreds (t.ex. striatum) eller för att utvärdera icke-stimulerad dopamin nivåer. Dock har de senaste tekniska framstegen inom FSCV tillåtet för dopamin transienta mätningar (med eller utan elektrisk stimulering) i fritt rörliga råttor som svar på en farmakologisk manipulation, självstyre, eller nyhet 22 till 24. Sammantaget ger slice FSCV värdefull information om presynaptiska dopamin dynamik och koppling resultat slice FSCV kompletterande neurokemiska tekniker som mikrodialys, elektrofysiologi, och / eller fritt rörliga FSCV ger en mer heltäckande bild av signalsubstansen fungerar i hjärnan.

Figur 1
Figur 1. Elektriskt framkallat dopamine släpp mäts med FSCV efter en enstaka puls stimulans i rygg CPU-skivor från C57Bl/6J möss. (A) Koncentrationen kontra tidskurva där dopaminfrisättning var framkallade av en enda puls (röd pil). Den asterisk representerar de faktorer som bidrar till de ökade koncentrationen, som huvudsakligen dopamin release, men upptag och diffusion också bidra. Den dubbla Asterisken representerar den högsta signalen tillbaka till utgångsläget, främst beroende på upptag, men också spridning bidrar. Infälld visas motsvarande cykliska voltammograms. (B) representant färg tomter från rygg CPU visningstid (x-axel), tillämpad potential till kolfiber mikroelektrod kontra Ag / AgCl-referenselektrod (y-axeln) och ström i pseudo-färg.

Figur 2
Figur 2. Dopaminfrisättning framkallade av en enda elektrisk stimulering puls (visas med röd pil) i NAC kärnanoch skal från C57Bl/6J möss. (A och C) Koncentrationen mot tiden spår och deras motsvarande voltammograms cyklisk (infälld) från NAC kärna och skal. (B och D) Som tidigare beskrivits, representant färg tomter från NAC kärna och skal.

Figur 3
Figur 3 representant spår efter slice behandlades med farmakologisk agent för 30 minuter,. I alla fall var en enstaka puls som används för att framkalla dopaminfrisättning i processorn. (A) Tillämpningen av dopamin D2-receptor agonist, (rött spår) quinpirole jämfört med före behandling (svarta spår). (B) Metamfetamin perfusion (lila spår) jämfört med före behandling (svarta spår). (C) förmåga brain-neurotrofa faktor att påverka dopamin dynamik (blå spår) jämfört med före behandling (svarta spår).

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Protokollet presenteras här visar hur man förbereder och använder musen koronala hjärnan skivor för FSCV experiment. Även om denna metod är specifik för att erhålla och mäta dopamin dynamik, adenosin andra signalsubstanser som har väteperoxid, noradrenalin och serotonin övervakats in vivo eller in vitro med FSCV 3, 8 - 11. FSCV kan användas för att övervaka några av dessa andra neurochemicals genom enkla ändringar av vågformen tillämpas på arbete elektroden 3, 11. Eftersom många av dessa neurokemiska arter har liknande oxidation potential, den cykliska genererade voltammograms ge en unik kemisk fingeravtryck för varje oxiderbara arter, vilket gör att kemiska identifiering. Dessutom har FSCV använts i olika arter, från bananflugor till icke-mänskliga primater, för att få en bättre förståelse för neurotransmission i dessa modellorganismer 12 till 15. En av de främsta anledningarna till att FSCV har been användas på ett sådant olika arter beror på att den lilla diametern på microelectrodes kolfiber, mindre än 7 mikrometer i diameter. Som ett resultat av dessa microelectrodes gör det möjligt att vävnadsprover från mycket små miljöer, som i fallet av bananfluga hjärnan (NL), eller att skilja från diskreta sub-anatomiska regioner som NAC kärna jämfört med skal i större arterna 12 -14.

Avslutningsvis presenterade resultaten här visar att skära voltammetry är ett ovärderligt elektrokemisk verktyg för att söka presynaptiska dopamin dynamik i musen striatum. Den representativa uppgifter fokuserar på perfusing farmakologiska agenter över en hjärna skiva från en "normal eller frisk kontroll och förmågan att karaktärisera parametrar av dopamin utsläpp och upptag. Dessutom kan FSCV användas för att utvärdera skillnader i elektriskt stimulerade release och parametrar upptag i genetiskt modifierade eller behandlade djur på egen hand eller efter Pharmacmiologiska behandling från 15 till 16. Skiva FSCV ger en unik möjlighet att undersöka dopamin neurotransmission dynamiken på diskreta anatomiska regioner som sker på en tidsskala av millisekunder. Sammantaget ger den elektrokemiska tekniken FSCV både förbättrad spatial och temporal upplösning jämfört med andra neurokemiska tekniker.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Inga intressekonflikter deklareras.

Acknowledgments

Finansiering från National Institute on alkoholmissbruk och alkoholism (NIAAA, AA-016.967 och AA016967-01S1, TAM), Wayne State University starta fonder, och Wayne State University Research Grant Program. Innehållet är ensamt ansvarig för författare och utgör inte officiella ståndpunkter NIAAA eller National Institutes of Health.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Potassium Chloride Fisher Scientific 7447407
Sodium chloride EMD Millipore 7647145
Magnesium chloride Fisher Scientific 7791186
Calcium chloride Fisher Scientific 10035048
Sodium bicarbonate EMD Millipore 144558
Sodium phosphate,Dibasic EMD Millipore 7558794
D-glucose Fisher Scientific 50997
Ascorbic acid Fisher Scientific 50817
Sucrose Fisher Scientific 57501
Carbon fiber Goodfellow
Glass capillary A-M Systems 602000
Silver wire A-M Systems 787000
Tungsten stimulating electrode Plastics One
Platinum wire
Lead wire Squires Electronics, Cornelius, OR
Loctite 404 instant adhesive Hankal Corp.
Razor blade World Precision Instruments, Inc.
BD Spinal needle BD Biosciences REF 405234
Surgical Blade Feather Safety Razor Co, Ltd.
TH software ESA Inc.,Chelmsford, MA
Submersion recording chamber Custom Scientific
Neorolog stimulus isolator Digitimer Ltd. NL800A
Automatic temperature controller Warner Instruments
Microscope (SZX7) Olympus Corporation
Microscope Fisher Scientific
Vibratome 3000 sectioning system St. Louis , MO.
Perfusion pump Watson-Marlow Pumps Group H110708
Micropipette puller Narishige International
ChemClamp potentiostat Dagan Corporations

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Pike, C. M., Grabner, C. P., Harkins, A. B. Fabrication of Amperometric Electrodes. J. Vis. Exp. (27), e1040-e1040 (2009).
  2. Lack, A. K., Diaz, M. R., Chappell, A., DuBois, D. W., McCool, B. A. Chronic ethanol and withdrawal differentially modulate pre- and postsynaptic function at glutamatergic synapses in rat basolateral amygdala. J. Neuropyhysiol. 98, 3185-3196 (2007).
  3. John, C. E., Jones, S. R. Voltammetric characterization of the effect of monoamine uptake inhibitors and release on dopamine and serotonin uptake in mouse caudate-putamen and substantia nigra slices. Neuropharmacology. 52, 1596-1605 (2007).
  4. Wightman, R. M., Amatore, C., Engstrom, R. C., Hale, P. D., Kistensen, E. W., Kuhr, W. G., May, L. J. Real-time characterization of dopamine overflow and uptake in the rat striatum. Neuroscience. 25, 513-523 (1988).
  5. Wightman, R. M., Zimmerman, J. B. Control of dopamine extracellular concentration in rat striatum by impulse flow and uptake. Brain. Res. Brain. Res. Rev. 15, 135-144 (1990).
  6. Jones, S. R., Garris, P. A., Kilts, C. D., Wightman, R. M. Comparison of dopamine uptake in the basolateral amygdaloid nucleus, caudate-putamen, and nucleus accumbens of the rat. J. Neurochem. 64, 2581-2589 (1995).
  7. Michael, D. J., Wightman, R. M. Electrochemical monitoring of biogenic amine neurotransmission in real time. J. Pharm. Biomed. Anal. 19, 33-46 (1999).
  8. Pajski, M. L., Venton, B. J. Adenosine release evoked by short electrical stimulations in striatal brain slices is primarily activity dependent. A.C.S. Chem. Neurosci. 1, 775-787 (2010).
  9. Sanford, A. L., Morton, S. W., Whitehouse, K. L., Oara, H. M., Lugo-Morales, L. Z., Roberts, J. G., Sombers, L. A. Voltammetric detection of hydrogen peroxide at carbon fiber microelectrodes. Anal. Chem. 82, 5205-5210 (2010).
  10. Park, J., Kile, B. M., Wightman, R. M. In vivo voltammetric monitoring of norepinephrine release in the rat ventral bed nucleus of the stria terminalis and anteroventral thalamic nucleus. Eur. J. Neurosci. 30, 2121-2133 (2009).
  11. Hashemi, P., Dankoski, E. C., Petrovic, J., Keithley, R. B., Wightman, R. M. Voltammetric detection of 5-hydroxytryptamine release in the rat brain. Anal. Chem. 81, 9462-9471 (2009).
  12. Borue, X., Cooper, S., Hirsh, J., Condron, B., Venton, B. J. Quantitative evaluation of serotonin release and clearnece in drosophila. J. Neuroscience. Methods. 179, 300-308 (2009).
  13. Vickrey, T. L., Condron, B., Venton, B. J. Detection of endogenous dopamine changes in drosophila melanogaster using fast-scan cyclic voltammetry. Anal. Chem. 81, 9306-9313 (2009).
  14. Makos, M. A., Han, K. A., Heien, M. L., Ewing, A. G. Using in vivo electrochemistry to study the physiological effects of cocaine and other stimulants on the drosophila melanogaster dopamine transporter. A.C.S. Chem Neurosci. 1, 74-83 (2009).
  15. Budygin, E. A., John, C. E., Mateo, Y., Daunais, J. B., Friedman, D. P., Grant, K. A., Jones, S. R. Chronic ethanol exposure alters presynaptic dopamine function in striatum of monkeys: a preliminary study. Synapse. 50, 266-268 (2003).
  16. Jones, S. R., Gainetdinov, R. R., Jaber, M., Giros, B., Wightman, R. M., Caron, M. G. Profound neuronal plasticity in response to inactivation of the dopamine transporter. PNAS. 95, 4029-4034 (1998).
  17. Kennedy, R. T., Jones, S. R., Wightman, R. M. Dynamic observation of dopamine autoreceptor effects in rat striatal slices. J. Neurochem. 59, 449-445 (1992).
  18. Rice, M. E., Cragg, S. J. Nicotine amplifies reward-related dopamine signals in striatum. Nat. Neurosci. 7, 583-584 (2004).
  19. Zhang, L., Doyon, W. M., Clark, J. J., Phillips, P. E., Dani, J. A. Controls of tonic and phasic dopamine transmission in the dorsal and ventral. 76, 396-404 (2009).
  20. Paredes, D., Grnaholm, A. C., Bickford, P. C. Effects of NGF and BDNF on baseline glutamate and dopamine release in the hippocampal formation of the adult rat. Brain. Res. 11141, 56-64 (2007).
  21. Goggi, J., Puller, I. A., Carney, S. L., Bradford, H. F. Signalling pathways involved in the short-term potentiation of dopamine release by BDNF. Brain. Res. 968, 156-161 (2003).
  22. Cheer, J. F., Wassum, K. M., Heien, M. L., Phillips, P. E., Wightman, R. M. Cannabinoids enhance subsecond doapmine relese in the nucleus accumbens of awake rats. J. Neurosci. 24, 4393-4400 (2004).
  23. Phillips, P. E., Stuber, G. D., Heien, M. L., Wightman, R. M., Carelli, R. M. Subsecond dopamine release promotes cocaine seeking. Nature. 422, 614-618 (2003).
  24. Robinson, D. L., Heien, M. L., Wightman, R. M. Frequency of dopamine concentration transients increases in dorsal and ventral striatum of male rats duing introduction of conspecifics. J. Neurosci. 22, 10477-10486 (2002).

Tags

Neurovetenskap caudatus och putamen nucleus accumbens microelectrodes dopamin transportör dopaminfrisättning
Presynaptisk dopamin Dynamics i striatum hjärnan skivor med Fast-scan Cykliska Voltammetry
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Maina, F. K., Khalid, M., Apawu, A.More

Maina, F. K., Khalid, M., Apawu, A. K., Mathews, T. A. Presynaptic Dopamine Dynamics in Striatal Brain Slices with Fast-scan Cyclic Voltammetry. J. Vis. Exp. (59), e3464, doi:10.3791/3464 (2012).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter