La dopamina è distintamente regolata nel mesencefalo nuclei, che contengono la cella corpi e dendriti dei neuroni dopaminergici. Qui si descrive un approccio di dissezione e di manipolazione dei campioni per massimizzare i risultati e, quindi, le conclusioni e le intuizioni, sulla regolamentazione dopamina nel mesencefalo nuclei della substantia nigra (SN) e la zona ventrale tegmentale (VTA) in roditori.
Dopamina è un neurotrasmettitore vigorosamente studiato nel SNC. Infatti, il suo coinvolgimento in attività locomotoria e la ricompensa comportamento correlato ha favorito cinque decenni di inchiesta sulle carenze molecolari associati con regolazione della dopamina. La maggior parte di queste indagini di regolazione della dopamina nel cervello, la messa a fuoco sulla base molecolare per la sua regolamentazione nel campo delle regioni terminali dei percorsi nigrostriatali e mesoaccumbens, striato e nel nucleo accumbens. Inoltre, tali studi si sono concentrati sull'analisi del tenore di tessuto dopamina con normalizzazione a un solo peso del tessuto bagnato. Indagine delle proteine che regolano la dopamina, come la tirosina idrossilasi (TH) di proteine, fosforilazione TH, trasportatore della dopamina (DAT), e vescicolari trasportatore monoamine 2 (VMAT2) proteina spesso non includono l'analisi del tenore di tessuto dopamina nello stesso campione. La capacità di analizzare sia il contenuto della dopamina dei tessuti e delle sue proteine di regolazione (compresa la post-tramodifiche nslational) non solo dà potere intrinseco di interpretare il rapporto della dopamina con il livello di proteine e la funzione dei TH, DAT, o VMAT2, ma si estende anche all'economia del campione. Ciò si traduce in un costo minore, e tuttavia produce approfondimenti nel regolamento molecolare di dopamina in qualsiasi paradigma di scelta degli investigatori.
Ci concentriamo le analisi nel mesencefalo. Anche se il SN e VTA sono in genere trascurati nella maggior parte degli studi di regolazione della dopamina, questi nuclei sono facilmente sezionato con la pratica. Una lettura completa di tenore di tessuto dopamina e TH, DAT, o VMAT2 può essere condotto. Vi è fiorente letteratura sull'impatto della funzione della dopamina nel SN e VTA sul comportamento, e le impingements di sostanze esogene o di processi di malattia ivi 1-5. Inoltre, i composti come fattori di crescita hanno un effetto profondo sulla proteine dopamina e dopamina-regolazione, in misura relativamente maggiore nella SN o VTA <sup> 6-8. Pertanto, questo metodo viene presentato come riferimento per i laboratori che vogliono estendere le loro indagini su come trattamenti specifici modulano il comportamento e la regolazione della dopamina. Qui, un multi-step metodo viene presentato per le analisi del tenore di tessuto dopamina, i livelli proteici di TH, DAT o VMAT2 e fosforilazione TH dalla substantia nigra e VTA dal mesencefalo roditori. L'analisi della fosforilazione TH può dare spunti significativi in non solo come l'attività TH è regolata, ma anche le cascate di segnalazione colpiti nei nuclei somatodendritic in un paradigma dato.
Si illustrerà la tecnica di dissezione per separare questi due nuclei e il trattamento del campione di tessuto sezionato che produce un profilo rivelando meccanismi molecolari di regolazione dopamina in vivo, specifici per ogni nuclei (Figura 1).
Come illustrato nella figura 1, i metodi descritti sopra dovrebbe produrre letture multiple di dopamina e della sua TH proteine che regolano, DAT, e VMAT2 da un campione di SN o VTA ottenuti dal ratto o topo. Anche in questo caso, i benefici di realizzare questo protocollo è che il ricercatore può ottenere letture operativamente trovati di come dopamina è regolata in vivo in virtualmente qualsiasi paradigma sperimentale e, così facendo, risparmiare notevoli risorse sperimentali riducendo il numero di …
The authors have nothing to disclose.
Finanziamenti per il questo lavoro, e come citato 2,10, è stato fornito, in parte, da un premi per la ricerca di sovvenzioni a MF Salvatore dalla Federazione americana per la ricerca sull'invecchiamento, The Edward P. Stiles Trust Fund e Biomedical Research Foundation di Northwest Louisiana, e BS Pruett dalla Compagnia Ike Muslow Predoctoral, LSU Health Sciences Center-Shreveport.
HPLC system:
The basic system consists of a Shimadzu LC10-ADvp HPLC pump, a Waters WISP 717 automatic sample injector, a 250 X 4.4 mm 5 micron Spherosorb ODS-1 C18 reverse-phase column (Waters), a Bioanalytical Systems (BAS) TL12 dual glassy carbon electrode, two BAS LC4B electrochemical detectors, and a Waters Empower 2 data collection and integration system.
The column is maintained at 30-45°C (BAS LC22A column heater). The mobile phase is 0.1 M sodium phosphate (pH 3.0), 0.1 mM EDTA, 0.2-0.4 mM 1-Octane Sulfonic Acid (Eastman-Kodak), and 0.35% acetonitrile (v/v), filtered through a 0.45 micron filter. Flow rate is of 1.2 ml/min. Four liter batches of mobile phase are optimized for separations by adjusting the pH, Octane Sulfonic Acid and column temperature. The mobile phase is recycled, and is continuously purged with helium gas to remove dissolved oxygen. Recycling of the mobile phase is almost essential to maintain good resolution for a reasonable period of time. The mobile phase shelf-life is maintained by using a flow switch (controlled by the integrator) to divert to waste the first 2-7 min of each run.
The electrodes are maintained at potentials of approximately 0.78 and 0.95V with respect to a Ag/AgC1 reference electrode. The electrode at the higher potential is used exclusively for the determination of tryptophan (and the NMDA internal standard). The 0.78 V potential provides a superior signal to noise ratio for detection of the monoamines and compounds, other than tryptophan. The chromatograms are stored on the hard drive of the Empower workstation, and subsequently processed and the data transferred directly into an Excel spreadsheet for computation of metabolite amounts and compilation of group data.
Pump: Shimadzu LC-10AD
Cell: BAS Cross Flow. Glassy carbon working electrode at 0.780 and 0.950 V potential.
Detector: BAS LC-4B operated in dual channel mode.
Data Acq. System: Waters Empower Pro 2.
Injector: Waters WISP 717
Column: Waters Spherosorb ODS-1, 5 μM particle, 4.4 mm X 250 mm.
Name of the reagent | Company | Catalogue number |
Sodium Dodecyl Sulfate (SDS) | – J.T. Baker | 4095-02 |
Trizma Base | Sigma | T1503-1KG |
Trizma HCl | Sigma | T3253-1KG |
Glycerol | Sigma | G8773-500 mL |
PVP-40 | Sigma | PVP40-1KG |
dPBS | Gibco | 21600-069 |
Tween20 | Sigma | P1379-500 mL |
Glycine | Sigma | G8898-1KG |
Ponceau S | Fluka | 81460 |
Bromophenol Blue | Sigma | B8026-5G |
Dithiothreitol | Sigma | D-9163 |
Protein Standard 2 mg BSA | Sigma | P5619-25VL |
Pierce BCA Protein Assay Reagent A | Thermo- Fisher Scientific | 23223 |
Precision Plus Protein Standard | Bio Rad | 161-0373 |
[125I]-protein A, specific activity | Perkin-Elmer |
Table 2. Specific reagents.
Reagents | Formulas |
10% SDS | 10 g SDS, 100 mL DI H20 |
1% SDS (pH to 8.2) |
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Copper II Sulfate Solution |
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3X Sample Buffer |
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1X Sample Buffer | Dilute 3X Sample Buffer down to 1X sample buffer using DI H20 |
10X Running Buffer (Makes 4 L) |
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10X Transfer Buffer: (Makes 4 L) |
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Ponceau |
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.2% HCl Solution | 5.2 mL HCl in 500mL of DI H20 |
PVP-T20 Blocking Soln. (Makes 4 L) |
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10X Blot Buffer (Makes 4 L) |
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Table 3. Protein Assay and Western Blotting Formulas.
Tyrosine hydroxylase standards: The calibrated TH protein and phosphorylation standards used by this laboratory are derived from PC12 cell extracts, which were analyzed for TH protein content and phosphorylation stoichiometries against a previously calibrated TH standards that ultimately originated from the laboratory of Dr. John Haycock 11.