This protocol describes two different environmental manipulations and a concurrent brain infusion protocol to study environmentally-induced brain changes underlying adaptive behavior and brain repair in adult mice.
Продолжительно изменения в мозге или "пластичности мозга" лежат в основе адаптивного поведения и ремонт головного мозга следующую заболевания или травмы. Кроме того, взаимодействие с окружающей средой может вызывать пластичность мозга. Все больше исследований пытается определить, какие сред стимулировать пластичность мозга полезен при лечении мозг и поведенческих расстройств. Два экологические манипуляции описаны либо увеличить, либо уменьшить количество тирозингидроксилазы иммунопозитивных (TH +, то фермент, ограничивающий скорость дофамина (ДА) синтеза) нейроны в мозге взрослых мышей. Первый включает в себя сопряжения мужского и женского мышей вместе непрерывно в течение 1 недели, которая увеличивает мозга TH + нейроны приблизительно на 12% у мужчин, но снижает мозга TH + нейроны приблизительно на 12% у женщин. Второй включает в себя жилье мышей непрерывно в течение 2 недель в "обогащенных средах" (EE), содержащих ходовые колеса, игрушки, веревки, Верстка материал и т.д., которые яncreases мозга TH + нейроны примерно 14% у мужчин. Кроме того, протокол описан в одновременно придавая лекарств непосредственно в мозге в течение этих экологических манипуляций, чтобы помочь идентифицировать механизмы, лежащие в основе экологически индуцированной пластичность мозга. Например, EE-индукция более среднего мозга TH + нейронов отменены одновременным блокады синаптической вход на среднего мозга нейронов. Вместе, эти данные свидетельствуют о том, что информация об окружающей среде передается через синаптическую вход для среднего мозга нейронов включить или выключить экспрессии генов "Да". Таким образом, соответствующая экологическая стимуляция, или доставка лекарственных препаратов из основных механизмов, могут быть полезны для лечения головного мозга и поведенческих расстройств, связанных с дисбалансом в среднем мозге DA (например, болезнь Паркинсона, синдром дефицита внимания и гиперактивности, шизофрения, наркомания).
Сигнализация DArgic нейронов в вентральной области покрышки (VTA) и черной субстанции Парс компактов (SNC) среднего мозга считается важным для вознаграждения почве познавательных, эмоциональных и моторных поведения. Однако, слишком много или слишком мало среднем мозге сигнализации DA вызывает много инвалидности симптомы в различных неврологических расстройств (например, болезнь Паркинсона, синдром дефицита внимания и гиперактивности расстройство, шизофрения, наркомания). Препараты, повышающие или снижающие DA сигнализации облегчить эти симптомы, однако они также производят побочные эффекты, относимые к дизрегуляции сигнализации и мимо цели эффекты. Эффективность лекарственного также снижается с течением времени из-за компенсаторных реакций головного мозга. Поэтому задача состоит в том, чтобы восстановить нормальную мозга сигнализации DA более целенаправленно и физиологическим путем, и выступает подход, увеличивая или уменьшая количество среднего мозга нейронов DA.
Данные накапливались в течение SEVEral десятилетия, что экспрессия генов и белков, участвующих в метаболизирующий и торговли DA и других катехоламинов в зрелых клеток взрослого может изменяться (обзор в 1). В среднем мозге, количество тирозин гидроксилазы иммунопозитивные (Th +, ограничивающим скорость ферментом в синтезе DA) нейронов уменьшается, то увеличивается следующих нейротоксина введение 2,3, в то время как количество TH immunonegative (Th-) нейронов показывает противоположный образец (то есть увеличивается затем уменьшается 3). Это согласуется с потерей затем получить из "DA" фенотипа некоторыми клетками. Количество нейронов Th + и th- SNC Также было показано, чтобы изменить в равных, но противоположных направлениях следующие различные процедуры, которые изменяют электрическую активность этих клеток 4,5. Например, настой из малого проводимости, кальций-активируемых калия (SK) канал антагонист апамин в мозге в течение 2 недель уменьшается количество TH + и возрастает (на ту же сумму) нюmber из Th- SNc нейронов 4,5. В отличие от этого, вливание агониста SK канал 1-EBIO увеличивает количество TH + и уменьшается (на ту же величину) числа нейронов th- SNC 4,5. Аналогичные изменения были замечены после различных обработок, направленных на активность нейронов SNC, в том числе и такие, которые направлены афферентные входы 4. Это кажущееся регулирование числа SNC DArgic нейронов нейронной активности и ввода афферентной повышает вероятность того, окружающей среды или поведение может влиять на численность SNC нейронов. Действительно взрослых мышей воздействию различных сред имеют более или менее мозга (SNC и VTA) Th + нейроны, и по крайней мере некоторые из этих изменений окружающей среды, вызванных отменены одновременным блокады синаптической вход в мозге 6. Цели этой связи являются: (1) представить дополнительную информацию о том, как реализовать наши экологические манипуляции и настои лекарственных средств; и (2) предоставить дополнительные данные, подтверждающие наше утверждение, что еnvironment регулирует количество среднего мозга нейронов Д.А., через вход афферентной.
Экологические манипуляции
Мотивация разработке этих экологических манипуляций (пол спаривания и окружающей среды обогащения) было определить, является ли окружающую среду, и / или поведения вызвано окружающей среды, связано с изменениями в количестве среднего мо?…
The authors have nothing to disclose.
This study was supported by the National Health and Medical Research Council of Australia (NHMRC) Project grant 1022839. AJH is an Australian Research Council (ARC) FT3 Future Fellow (FT100100835). The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health acknowledges support from the Victorian Government’s Operational Infrastructure Support Grant.
Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
Isofluorane | Baxter Healthcare Pty Ltd, Baxter Drive, NSW 2146, Australia | AHN3640 | |
ALZET Osmotic pump 1002 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0004317 | |
ALZET Brain infusion kit 1 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0004760 | |
ALZET cannula holder 1 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0008860 | |
Vertex Monomer Self-curing (dental acrylic solvent) | Vertex Dental, Postbus 10, 3700 AA ZEIST, The Netherlands | n/a | |
Vertex Self Curing (dental acrylic powder) | Vertex Dental, Postbus 10, 3700 AA ZEIST, The Netherlands | n/a | |
METACAM (Meloxicam) | Troy Laboratories, 98 long Street, smithfield NSW 2164 Australia | L10100 | |
Sodium Pentobarbitone | Lethabarb, Virbac, Milperra, NSW, Australia | 571177 | |
Normal goat serum | chemicon-temecula, CA | S26-Litre | |
Triton X-100 | Merck Millipore Headquarters , 290 Concord road, Billerica, MA 01821 | 1.08603.1000 | |
Polyclonal rabbit anti-tyrosine hydroxylase | Merck Millipore Headquarters , 290 Concord road, Billerica, MA 01821 | AB152 | |
Polyclonal biotinylated goat anti-rabbit | Dako Australia Pty. Ltd., Suite 4, Level 4, 56 Berry street, North Sydney, NSW, Australia 2060 | EO432 | |
Avidin peroxidase | Sigma-aldrich, Castle Hill, NSW 1765 AU | A3151-1mg | |
Diamino-benzidine | Sigma-aldrich, Castle Hill, NSW 1765 AU | D-5637 | |
Stereo Investigator | MicroBrightField Bioscience, 185 Allen Brook Lane, Suite 101, Williston, VT 05495 | n/a |