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.
Beyin veya beyin plastisite 'Uzun süreli değişiklikler hastalık ya da yaralanma aşağıdaki uyarlamalı davranış ve beyin onarımı altında yatan. Ayrıca, bizim çevre ile etkileşimleri beyin plastisite neden olabilir. Giderek, araştırma beyin ve davranış bozuklukları tedavisinde yararlı beyin plastisite teşvik hangi ortamlar belirlemek için çalışıyor. İki çevresel manipülasyonlar açıklanan hangi artırmak veya yetişkin fare orta beyindeki nöronlar tirozin hidroksilaz immünopozitif sayısını (TH +, dopamin (DA) sentezinde hız kısıtlayıcı enzim) azaltın. İlk eşleştirme erkek ve birlikte sürekli erkeklerde yaklaşık% 12 oranında orta beyin TH + nöronlar artar 1 hafta için dişi farelerin içermektedir, ancak kadınlarda yaklaşık% 12 oranında orta beyin TH + nöronlar azaltır. İkinci vb çalışan tekerlekleri, oyuncaklar, halatlar, yuvalama malzeme, içeren 'zenginleştirilmiş ortamlarda' (EE) 2 hafta boyunca sürekli konut fareler içermektedir ierkeklerde yaklaşık% 14 oranında orta beyin TH + nöronlar ncreases. Ayrıca, bir protokol eş zamanlı çevre kaynaklı beyin plastisite altında yatan mekanizmaları belirlemek yardımcı olmak için bu çevresel manipülasyonlar sırasında doğrudan orta beyin içine uyuşturucu beslerken için tarif edilmiştir. Örneğin, daha orta beyin TH + nöronların EE-indüksiyon orta beyin nöronlar üzerine sinaptik girdi eşzamanlı ablukası tarafından kaldırılmıştır. Birlikte, bu veriler çevre ile ilgili bilgiler veya 'DA' genlerin ifadesi kapatmak için orta beyin nöronların sinaptik giriş üzerinden geçirilen olduğunu göstermektedir. Böylece, altta yatan mekanizmaların hedef uygun çevresel stimülasyon ya da ilaç, orta beyin DA dengesizliklerin ile ilişkili beyin ve davranış bozuklukları tedavisinde yararlı olabilir (örn Parkinson hastalığı, dikkat eksikliği ve hiperaktivite bozukluğu, şizofreni, ve uyuşturucu bağımlılığı).
Ortabeyin ventral tegmental alan (VTA) ve substantia nigra pars compactadaki (SNc) nöronların tarafından DArgic sinyal ödül motive bilişsel, duygusal ve motor davranışlar için önemli olduğu düşünülmektedir. Ancak, çok fazla veya çok az orta beyin DA sinyal birçok devre dışı nörolojik bozukluklar çeşitli belirtileri (örneğin Parkinson hastalığı, dikkat eksikliği ve hiperaktivite bozukluğu, şizofreni, ve uyuşturucu bağımlılığı) neden olur. Artırmak veya DA bu belirtileri hafifletmek sinyalizasyon azaltan ilaçlar, ancak onlar da düzensiz sinyal atfedilebilecek yan etkileri ve hedef dışı etkiler üretmek. İlaç etkinliği, aynı zamanda, beynin telafi tepkiler zamanla azalır. Bu bakımdan, bir daha hedefli ve fizyolojik şekilde normal orta beyin DA sinyal geri ve bir tercih yaklaşım artan ya da orta beyin DA nöron sayısını azaltarak gereğidir.
Kanıt sev için biriken edilmiştir(1 gözden) olgun yetişkin hücrelerde metabolize ve ticareti DA ve diğer katekolaminlerin yer alan genlerin ve proteinlerin ifadesi değiştirilebilir olduğunu eral yıl. TH immunonegative (TH-) nöron sayısı karşısında modelini gösterir iken orta beyin, tirozin hidroksilaz immünopozitif sayısı (TH + DA sentezi, oran-sınırlayıcı enzim) nöron sonra, (örneğin, bir artış nörotoksin verilmesini 2,3 aşağıdaki da artar sonra) 3 azalır. Bu daha sonra bazı hücreler tarafından 'DA fenotip' bir kazanç kaybı ile tutarlıdır. TH + ve TH- SNc nöronların sayısı da bu hücrelerin 4,5 elektrik aktivitesini değiştirmeyen farklı tedavilerin ardından eşit fakat ters yönde değiştirmek için gösterilmiştir. Örneğin, 2 hafta boyunca orta beyin içine küçük iletkenlik enfüzyon, kalsiyum ile aktive edilen potasyum (SK) kanalı antagonisti apamin (aynı miktarda) nu TH + ve artar sayısını azaltmaktadırTH- SNc ve mber 4,5 nöronlar. Buna karşılık, SK kanal agonisti 1-EBIO infüzyon TH + sayısını artırır ve (aynı tutarda) TH- SNc nöronlar 4,5 sayısını azaltır. Benzer değişiklikler, afferent girişi 4 hedef olan de dahil olmak üzere SNc nöronal aktivitenin, hedefleme çeşitli uygulamalar aşağıdaki görüldü. Nöronal aktivitenin ve afferent tarafından SNc DArgic nöronların sayısının bu bariz düzenleme ortamı veya davranış SNc nöron sayısını etkileyebilir olasılığını yükseltir. Farklı ortamlara maruz kalan Gerçekten de, yetişkin fareler daha az ya da orta beyin (SNc VTA) TH + nöronlar ve bu ortam ile endüklenen değişikliklerin en azından bir orta beyin 6 sinaptik giriş eşzamanlı ablukası ile ortadan kaldırılamaz sahiptir. (1) çevresel manipülasyonlar ve ilaç infüzyonu nasıl uygulanacağı konusunda daha fazla ayrıntı sağlamak;: Bu iletişim amaçları vardır ve (2) e bizim çekişme destekleyen daha fazla veri sağlamakbütünlüklü afferent yoluyla, orta beyin DA nöron sayısını düzenler.
Çevre manipülasyonlar
Bu çevresel manipülasyonlar (cinsiyet eşleştirme ve çevresel zenginleştirme) tasarım arkasındaki motivasyon ortamına olup olmadığını belirlemek için, ve / veya çevre tarafından istendiğinde davranış, orta beyin DA nöronların sayısında değişiklikler ile ilişkilidir. Odak ortamları sağlanması ve orta beyin DA sinyal meşgul muhtemel davranışları uyarıcı nedenle oldu. Bu karşı cinse dahil eşleştirme, ve,, oyun keşfetmek tı…
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 |