Erişkin Fare yılında Motor Ünite tarafından üretilen bir Lomber Motonöron ve Kuvvet Eşzamanlı intrasellüler Kaydı<em> In vivo</em
Summary
Bu yeni yöntem, tek bir yetişkin fare motonöron ve kas lifleri tarafından üretilen kuvvet ölçümü aynı anda hücre içi kaydını verir. Normal ve genetik olarak değiştirilmiş hayvanların motor birimlerin elektrik ve mekanik özelliklerinin kombine soruşturma nöromüsküler sistemin çalışması için bir atılımdır.
Abstract
Bu (1) kolaylıkla tespit hedeflerin (kas lifleri) sahip olan ve bu nedenle bir çok iyi bilinen bir fonksiyonu olan eşsiz özelliklerini ile merkezi sinir sisteminin bir nöron, çünkü belkemiği motor nöron uzun sinir fonksiyonu çalışmak için iyi bir model sistem olmuştur (kas kasılması kontrol etmek için), (2) pek çok spinal ve azalan ağların yakınsak hedef ", nihai ortak bir yoldan" dolayısıyla adı olan, ve (3) bu mümkün keskin hücre içi elektrotlar ile nüfuz yapan büyük bir soma sahip olan . Dahası, in vivo çalışma zaman, aynı anda motor nöronlar ve kas hedefler geliştirilmiştir güç elektrik faaliyeti kaydetmek mümkündür. In vivo olarak motonöronlar hücre içi kayıt yapılması bu nedenle aynı zamanda, çalışma için mümkün olan benzersiz bir konumda deneye koymak, "motor ünitesi" (motonöron, kendi akson ismi verilen bütün bölümlerinde veo 1 innerve kas lifleri): motonöron bası girişleri, motor nöron ve elektrofizyolojik özellikleri ve motonöronlar fizyolojik fonksiyonu bu özelliklerin etkisi, onun motor ünitesi tarafından üretilen kuvvet yani. Hazırlık felç olamaz ve böylece hücre içi kayıt için mekanik stabilite azalır Ancak, bu yaklaşım çok zordur. Bu nedenle, bu tür deneyler sadece kedilerde ve sıçanlarda elde edilmiştir. Normal ve genetiği değiştirilmiş farelerde benzer deneyler yapmak mümkün olsaydı Ancak, spinal motor sistemlerinin çalışma müthiş bir sıçrama yapabilir.
Teknik nedenlerden dolayı, farelerde spinal şebekelerin çalışma çoğunlukla motonöronlar ve spinal ağlar olgunlaşmamış vitro hazırlıkları, neonatal sınırlı olmuştur, motonöronlar hedefleri ayrılmış ve dilimleri, mo okudu zaman vardırtoneurons girişleri çoğu ayrılmıştır. Yakın zamana kadar, sadece birkaç grup bize erişkin farelerde in vivo 5,6 motonöronlar çok kararlı kayıtları elde etmek için izin veren yeni bir hazırlık yayınlanan ekibimize dahil, in vivo 2-4 motonöronlar intrasellüler kayıtları gerçekleştirmek için başarmıştı. Bununla birlikte, bu kayıtların örn. bu motonöronlar kuvveti çıkış kayıt için ihtimali olmadan, felç hayvanlarda elde edilmiştir. Burada biz motonöronlar ve elektrofizyolojik özellikleri ve bunların motor ünitesi tarafından geliştirilen kuvvet eş zamanlı kayıtları elde etmek mümkün edildiği bu orijinal hazırlığı bir uzantısı sunmak. Bize kuvvet profiline göre motonöronlar farklı türleri belirlemek ve böylece onların işlevini açığa olanak sağladığından, önemli bir başarıdır. Genetik modeller spinal segmental devresi 7-9 rahatsız, veya insan disea reproducting ile birleştiğindese 10,11, bu tekniğin spinal motor sisteminin çalışması için gerekli bir araç olmasını bekliyoruz.
Protocol
Representative Results
Discussion
Burada açıklanan hazırlık erişkin fare, bir bel motonöron ve akson innerve kas lifleri tarafından üretilen kuvvet ölçümü aynı anda hücre içi kayıt de izin verir, ki ilk.
Çünkü hayvanın küçük boyutu, bu hazırlık için gerekli cerrahi becerileri kazanmaları zor olabilir. Bu becerileri hakim bir kez Bununla birlikte, tüm ameliyat üç saat içinde yapılabilir, ve hayvanlar kayıtlar için cerrahi prosedürün sona ermesinden sonra 7 saat daha e kadar hayatta kalabili…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu çalışma Fondation pour la Recherche MEDICALE (FRM), ALS Araştırma (ALS Derneği), NIH NINDS Hibeler NS05462 ve NS034382 ve ANR Grant HyperMND için Milton Safenowitz Doktora Sonrası Bursu mali destek sayesinde mümkün oldu.
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Atropine sulfate | Aguettant | ||
| Methylprenidsolone | Pfizer | Solu-Medrol | |
| Sodium pentobarbitone | Sanofi-Aventis | Pentobarbital | |
| Ketamine | |||
| Xylazine | |||
| Glucose | |||
| Plasma expander | Roger Bellon | Plasmagel | |
| Blunt scissors | FST | 14079-10 | |
| Blunt fine scissors | FST | 15025-10 | |
| Vannas Spring Scissors | FST | 15002-08 | |
| Fine forceps serrated | FST | 11370-32 | |
| Fine forceps serrated | FST | 11370-31 | |
| Cunningham Spinal Adaptor | Stoelting Co. | ||
| Kwik-Cast sealant | WPI | #KWIK-CAST | |
| Ventilator | CWE Inc | SAR-830/AP | |
| Capnograph | CWE Inc | μcapstar | |
| Heating blanket | Harvard Apparatus | 507221F | |
| Intracellular amplifier | Axon Instruments | Axoclamp 2B | |
| Pipette puller | Sutter Instruments | P-97 | |
| KCl | Sigma-Aldrich | P9333-500G |
References
- Liddel, E. G. T., Sherrington, C. S. Recruitment and some other factors of reflex inhibition. Proc. R. Soc. London. B, 488-518 (1925).
- Huizar, P., Kuno, M., Miyata, Y. Electrophysiological properties of spinal motoneurones of normal and dystrophic mice. The Journal of physiology. 248, 231-246 (1975).
- Alstermark, B., Ogawa, J. In vivo recordings of bulbospinal excitation in adult mouse forelimb motoneurons. Journal of neurophysiology. 92, 1958-1962 (2004).
- Meehan, C. F., Sukiasyan, N., Zhang, M., Nielsen, J. B., Hultborn, H. Intrinsic properties of mouse lumbar motoneurons revealed by intracellular recording in vivo. Journal of neurophysiology. 103, 2599-2610 (2010).
- Manuel, M., et al. Fast kinetics, high-frequency oscillations, and subprimary firing range in adult mouse spinal motoneurons. J. Neurosci. 29, 11246-11256 (2009).
- Iglesias, C., et al. Mixed mode oscillations in mouse spinal motoneurons arise from a low excitability state. The Journal of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. 31, 5829-5840 (2011).
- Crone, S. A., Zhong, G., Harris-Warrick, R., Sharma, K. In mice lacking V2a interneurons, gait depends on speed of locomotion. J. Neurosci. 29, 7098-7109 (2009).
- Talpalar, A. E., et al. Identification of minimal neuronal networks involved in flexor-extensor alternation in the mammalian spinal cord. Neuron. 71, 1071-1084 (2011).
- Rabe, N., Gezelius, H., Vallstedt, A., Memic, F., Kullander, K. Netrin-1-dependent spinal interneuron subtypes are required for the formation of left-right alternating locomotor circuitry. J. Neurosci. 29, 15642-15649 (2009).
- Gurney, M. E., et al. Motor neuron degeneration in mice that express a human Cu,Zn superoxide dismutase mutation. Science. 264, 1772-1775 (1994).
- Cifuentes-Diaz, C., et al. Neurofilament accumulation at the motor endplate and lack of axonal sprouting in a spinal muscular atrophy mouse. Hum. Mol. Genet. 11, 1439-1447 (2002).
- Simpson, D. P. Prolonged (12 hours) intravenous anesthesia in the rat. Laboratory animal science. 47, 519-523 (1997).
- Burke, R. E. Motor Unit Types – Functional Specializations in Motor Control. Trends Neurosci. 3, 255-258 (1980).
- Kerkut, G. A., Bagust, J. The isolated mammalian spinal cord. Prog. Neurobiol. 46, 1-48 (1995).
- Carp, J. S., et al. An in vitro protocol for recording from spinal motoneurons of adult rats. Journal of Neurophysiology. 100, 474-481 (2008).
- Mitra, P., Brownstone, R. M. An In Vitro Spinal Cord Slice Preparation for Recording from Lumbar Motoneurons of the Adult Mouse. Journal of Neurophysiology. , (2011).
- Husch, A., Cramer, N., Harris-Warrick, R. M. Long duration perforated patch recordings from spinal interneurons of adult mice. Journal of Neurophysiology. , (2011).
- Manuel, M., Zytnicki, D. Alpha, beta and gamma motoneurons: functional diversity in the motor system’s final pathway. J. Integr. Neurosci. 10, 243-276 (2011).
- Nakanishi, S. T., Whelan, P. J. A decerebrate adult mouse model for examining the sensorimotor control of locomotion. Journal of Neurophysiology. 107, 500-515 (2012).
- Meehan, C. F., Grondahl, L., Nielsen, J. B., Hultborn, H. Fictive locomotion in the adult decerebrate and spinal mouse in vivo. The Journal of Physiology. 590, 289-300 (2012).
