Waiting
Login processing...

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

Neuroscience

Иммуногистохимический Визуализация гиппокампа активности нейронов После пространственного обучения в мышиной модели нарушениями развития нервной

Published: May 12, 2015 doi: 10.3791/52919

Summary

Мы опишем протокол иммуногистохимии для изучения профиля активации гиппокампа нейронов после воздействия пространственной учебной задачи в модели мыши характеризуется когнитивных дефицитов развития нервной системы координат. Этот протокол может быть применен к обеих генетических или фармакологических моделей мышей, характеризующихся когнитивных нарушений.

Abstract

Индукционная фосфорилированного внеклеточной регулируемой киназы-(Перк) является надежным молекулярным считывания обучения зависит от нейронов активации. Здесь мы опишем протокол Перк иммуногистохимии для изучения профиля активации гиппокампа нейронов после воздействия пространственной учебной задачи в модели мыши характеризуется когнитивных дефицитов развития нервной системы координат. В частности, мы использовали Перк иммуноокрашивания изучать нейронов активации следующее Моррис водном лабиринте (MWM, классическая гиппокампа-зависимой задача обучения) в Engrailed-2 нокаутом (EN2 - / -) мышей, модель расстройств аутистического спектра (ASD). По сравнению с дикого типа (WT) управления, en2 - / - мышей показали значительные дефициты пространственное обучение в MWM. После MWM, значительных различий в количестве одной особенностью-позитивных нейронов были обнаружены в конкретных гиппокампа подполей EN2 - / - мышей, по сравнению с WT животных. Таким образом, наш протокол может решительно обнаружить различия вПерк-позитивных нейронов гиппокампа, связанные с зависит от обучения обесценения в мышиной модели ASD. В целом, наш протокол может быть применен для исследования профиля активации нейронов гиппокампа в обоих генетических или фармакологических моделей мышей, характеризующихся когнитивных нарушений.

Introduction

Неврологические расстройства включают широкий и гетерогенную группу расстройств, таких как синдром Дауна, синдром ломкой Х (FXS), синдром Ретта, нейрофиброматоз, клубневые склероз и ASD, в которых развитие и созревание центральной нервной системы (ЦНС) нарушается во время раннего внутриутробный период 1. Эти развития дисфункций мозга может вызвать глубокие, всю жизнь воздействуют на моторные функции, языка, обучения и процесса памяти. Множество генетических и экологических факторов были вовлечены в патогенез расстройств нервной системы в течение последних нескольких лет 2,3. Даже если молекулярные механизмы, лежащие в основе клинического фенотипа неизвестны, упомянутые выше результаты позволили развитие нескольких мышиных моделях этих нарушений. Обучения и памяти дефицита были определены в ряде этих мышиных моделей, таких как TSC1 +/- +/-, TSC2,НФ1 +/- и en2 - / - мышей 2,4-7. Важной задачей в области развития нервной расстройств идентификации клеточных и молекулярных процессов, лежащих в основе памяти и обучения дисфункции. Отдельные сигнальные пути активированные при обучении или памяти можно индуцировать транскрипцию специфических генов и в конечном счете приведет к нового синтеза белка. Непосредственные-ранних генов (IEGs) активации и белка зависит от синаптических изменений быстро индуцируется в нейронах головного мозга в ответ на активность нейронов и поведенческих обучения 8,9.

Дефицит пути с участием Нейрофибромин сигнализации были связаны с нарушениями нервной системы обучения в расстройств. Нейрофибромин является продуктом гена NF1, чьи мутации вызывает нейрофиброматоз типа 1, комплекс генетический синдром, характеризующийся опухолей нервной системы, поведенческих и моторных задержек и познавательной DISAностей 10. Мыши, гетерозиготные по Nf1 удаления ограничения, чтобы тормозных нейронов показать дефицит в ранней фазе долгосрочного потенцирования (LTP), а также угрозу пространственного обучения в MWM 5,11,12. Интересно, что дефицит НФ1 в этой модели мыши приводит к более-активации сигнализации Рас в тормозных интернейронов в процессе обучения, что приводит к увеличению ЭРК фосфорилирования и, наконец, в ненормальном повышения высвобождение ГАМК из этих нейронов 5.

Основываясь на этих выводах, визуализация нейронной активности после поведенческих задач представляет собой способ реконструкции конкретных схем, участвующих в нервной заболеваний. Протокол иммуногистохимии, описанный здесь направлен на оценку и количественно гиппокампа уровни ЭРК фосфорилирования следующие MWM в модели ASD мыши с когнитивными нарушениями. МВМ широко используется для изучения гиппокампа в зависимости пространственное обучение и память у грызунов 13,14 15. Кроме того, ЭРК путь необходим для опыта зависит от пластичности в развивающихся зрительной коры 16. Наконец, мыши, лишенные одного из двух изоформ (ERK) ERK2 в шоу ЦНС отмечены аномалии в познавательных, эмоциональных и социальное поведение 17, указывая, что ERK сигнализации может играть решающую роль в патогенезе нервной расстройств, таких как ASD.

Мы использовали Engrailed 2 нокаутом (EN2 - / -) мышей в качестве модели развития нервной расстройств. En2 - / - мыши обнаруживают анатомические и поведенческие "АСД-как" функции, в том числе потери переднего мозга интернейронов 18, снижение экспрессии АСД-родственных генов 19, снижение общительности, и нарушение когнитивной гибкости 6,7,20. Пространственное learniнг и дефекты памяти, такие как те, обнаружены в MWM, особенно надежный в en2 - / - мышей 6,7 и может иметь отношение к когнитивных нарушений, наблюдаемых у пациентов 21 ASD. Кроме того, мы показали, что нарушение пространственного обучения в MWM связана со снижением экспрессии Нейрофибромин и увеличение Перк уровней в воротах в en2 - / - мышей взрослых 7. Здесь мы представляем подробный протокол для иммуногистохимического характеристики Перк следующей MWM в этой модели ASD мыши.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Все эксперименты были проведены в соответствии с директивы Европейского сообщества 2010/63 / ЕС и были утверждены Министерством здравоохранения Италии.

1. Уход за животными, дома и лечение

  1. Выполните все экспериментальные протоколы, используя мышей в соответствии с руководящими принципами соответствующей институциональной уходу за животными.
  2. Поддержание животных в 12 ч циклом свет / темнота с пищей и водой, доступными по желанию.
  3. Дом мышей в группах 2-4, в стандартного размера клеток поликарбонат мыши с опилками и подстилки меняется еженедельно.
  4. Используйте возраста и пола соответствием мышей, поскольку восприимчивость к болезни может варьироваться в зависимости от возраста и пола в различных мышиных моделях нервной расстройств.
  5. Выберите соответствующее количество животных достигло статистической значимости (минимум 10 мышей на генотип для поведенческого исследования и 4 мышей на генотип для эксперимента иммуногистохимии).

2. Водный лабиринт Морриса (MWM)

  1. Используйте Circular танк (диаметр 100 см, высота 50 см).
    1. Поместите некоторые визуальные подсказки на разделителей пространства вокруг бака.
    2. Поставьте диаметром 10 см платформу в бак в фиксированном месте в центре одного из четырех воображаемых квадранта. Держите скрытой платформы в том же квадранте для всех испытаний во всех учебных занятий.
    3. Заполните бассейн с водопроводной водой до платформа 1 см над поверхностью воды. Температура воды Равновесие должно быть близко к 22 ° C; этот шаг может занять несколько часов. Добавьте горячую воду, чтобы сократить время, необходимое, чтобы уравновесить температуру воды.
    4. Добавьте примерно 1,5-2 л белого, нетоксичного краски, чтобы сделать воду непрозрачной.
  2. Трек Порядок приобретения
    1. Настройка системы отслеживания MWM с стандартными ПЗС-камер и видео плат. Выберите систему видео-слежения, чтобы отслеживать и анализировать несколько переменных, таких как длина пути, ЭСХАЗадержка ре, и время, проведенное в каждом квадранте.
    2. Разделите арену в четырех квадрантах и ​​настроить параметры обнаружения для обеспечения оптимального контраста между животными и фона для живого слежения.
    3. Укажите регион платформы.
    4. Установите максимальное время судебного разбирательства, 60 сек.
  3. МВМ Тестирование
    1. Перед тестированием поведения, позволяют мышам адаптационный период 20-25 мин в районе, где они не могут увидеть на бассейн или пространственными аллюзиями.
    2. Поезд каждой мыши в течение 9 дней (два последовательных испытаний день, с 20-30 минутного интервала между ними).
    3. Включите компьютер и фотоаппарат и начать системное программное обеспечение видео-слежения.
    4. Возьмите мышь за хвост и поместите его в воду, с его головы указал в сторону бассейна, начиная от одного из четырех стартовых позиций (север, юг, восток, запад). Для каждой мыши, стартовая позиция должна отличаться и по pseudorandomized испытаний.
    5. Пусть поплавать мыши и искать Макс.высотаОРМ в течение максимум 60 секунд. После того, как животное достигает платформы, позволяют ему оставаться на платформе в течение 20 сек.
    6. Если мышь не удалось найти платформу в течение этого времени, мягко наведите мышью на платформу, держа его за хвост, и пусть он остаться там в течение 20 сек. После того, как животное завершила все испытания два, высушить его с полотенцем и поставить его обратно в клетку.
    7. Каждый день учебного периода, повторите ту же процедуру (шаги 2.3.4-2.3.6).
    8. Выполните проверку датчика на 9-й день после последнего учебного след.
    9. Снимите платформу от бассейна.
    10. Пусть поплавать мыши и искать платформы для максимум 60 сек.
    11. Периодически проверяйте температуру воды, так что это должно быть то же самое (22 ° С) и очистить бассейн.

3. Подготовка секций из перфузируемые Животные

  1. Пожертвовать мышей в конце MWM. Четыре мышей в генотипе должны быть под наркозом до euthanizвания в соответствии с местными и международными стандартами.
  2. Заливать животное транскардиальную (сократить права auriclewith ножницами, чтобы позволить ввести кровотечение и бабочки канюлю в левый желудочек, чтобы заливать) фосфатным буферным раствором (PBS) в течение 4-5 мин, а затем 4% параформальдегидом в PBS в течение 10-15 мин 22.
  3. Проанализируйте и пост-исправить мозги в 4% параформальдегида при 4 ° С в течение не менее 12 часов.
  4. Поместите мозги в 50 мл конические пробирки полистирола, содержащих 15 мл 0,02% азида натрия в 0,1 М PBS и хранить при температуре 4 ° С до тех пор, пока требуется для нарезки.
  5. Отрежьте мозжечка, прежде чем vibratome резки.
  6. Клей мозг вертикально с режущим сайте, используя суперклей, на держателя пластины vibratome.
  7. Разрежьте мозг в 20-40 мкм толщиной корональных секций, в последовательном порядке в течение дорсального гиппокампа, на соответствующем vibratome.
  8. Соберите vibratome ломтики с кистью и передать 24 мульти-луночный планшет, содержащий 1 мл 0,1 М PBS для каждой лунки.
  9. Храните секции для краткосрочной перспективе в PBS или долгосрочной перспективе в 0,02% азида натрия в PBS при 4 ° С (ткань может быть использована в течение одного года).

4. Иммуногистохимия

  1. Передача 3-5 спинных гиппокампа разделы для каждой мыши, в 24 мульти-луночного планшета, содержащую 500 мкл 0,1 М PBS для каждой скважины.
  2. Промыть секции, содержащиеся в каждую лунку по 500 мкл 0,1 М PBS (5 мин 3 раза при осторожном встряхивании).
  3. Гасят активности эндогенной пероксидазы, путем инкубации секции в 1% H 2 O 2 в PBS в течение 20 мин при осторожном перемешивании.
  4. Промыть секции в 0,1 М PBS при осторожном перемешивании (3 х 5 мин).
  5. Проницаемости ткани: инкубировать секций в течение 5 мин в 0,2% Triton X-100 в PBS.
  6. Во время этих действий (4,4; 4,5), сделать достаточно блокирующий буфер (10% козьего сыворотки и 0,1% Тритон-Х100 в PBS) в течение всего эксперимента (количесг секций х 100 мкл х 3 ступени).
  7. Примечание: Используйте сыворотку от тех же видов, у которых был сделан вторичный AB (конъюгированный с биотином).
  8. Предотвращение неспецифическое связывание антитела, путем инкубации секции в блокирующем буфере (100 мкл / раздел) в течение 1 ч при комнатной температуре (RT) при легком помешивании.
  9. Инкубируйте разделы в первичных Ab (Perk) разводили в блокирующем буфере, в течение ночи при 4 ° С, при осторожном перемешивании.
  10. Промыть секции в 0,1 М PBS при осторожном перемешивании (3 х 5 мин).
  11. Инкубируйте с вторичным Ab конъюгированного с биотином (1: 250), разведенного в блокирующем буфере (то же, используемый на стадии 4.6) в течение 1 ч при комнатной температуре и осторожном встряхивании.
  12. Подготовьте ABC реагента в то же время, из-за авидин и биотин требуют по крайней мере 30 мин при комнатной температуре к комплексу.
  13. Подготовьте необходимый объем реагента ABC в соответствии с протоколом производителей.
  14. Промыть секции в 0,1 М PBS при осторожном перемешивании (3 х 5 мин).
  15. Incubatе участки в течение 45 мин при комнатной температуре с ABC реагента.
  16. Промыть секции в 0,1 М PBS при осторожном перемешивании (3 х 5 мин).
  17. Подготовка DAB рабочего раствора, каждый шаг с участием DAB должно быть сделано в вытяжном шкафу, как DAB является канцерогеном и тератогенным.
  18. Передача раствора DAB к новой плите с помощью пластиковой пипетки.
  19. Место участки в пластине, содержащей DAB рабочего раствора и медленно вихрем пластину вручную, чтобы максимальный размер разделов.
  20. Монитор DAB реакцию на микроскопом, пока не развивается адекватный сигнал (2-5 мин).
  21. Остановка реакции при требуемой интенсивности цвета путем промывки ткани в 0,1 М PBS (3 х 5 мин).
  22. Используйте отбеливатель для отключения оставшуюся DAB раствора субстрата в вытяжном шкафу в течение ночи и распоряжаться им в соответствии с лабораторными рекомендациями.
  23. Mount разделы по желатин покрытием слайды, плавающие в PBS. Затем высушите их при комнатной температуре, по крайней мере 3-4 часов.
  24. Обезвоживают последовательно разделы в 50%, 70%, 95%и 100% этаноле в течение 2 мин каждого, и ясно, в 100% ксилола в течение 5 мин.
  25. Покровное использованием монтажной среды и оставить в вытяжном шкафу для просушки на ночь.

5. Сотовый граф

  1. Кол Перк-позитивные клетки от трех до пяти разделов на уровне дорсального гиппокампа должны быть проанализированы на животное.
  2. Приобретать несколько изображений светлого поля от каждой секции на 200X увеличении, используя подходящий микроскоп, а затем собрать их с помощью программного обеспечения для обработки изображений.
  3. Выполните количество клеток на TIFF преобразуются мозаичных изображений с использованием свободного программного обеспечения ImageJ.
  4. Граф Перк-окрашенных клеток в воротах и ​​гранул слоя клеток на 2:58 считая коробки 100 × 100 мкм каждый.
  5. Плотность клеток будут выражены как число меченых клеток в счетной окне (100 × 100 мкм).
  6. Выполнить статистический анализ, чтобы оценить существенное различие между генотипами. Это может быть достигнуто с СтьюдентаТест ANOVA или последующим соответствующего испытания постфактум, используя коммерческие программного обеспечения. Установите статистический уровень значимости при р <0,05.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Протокол, описанный здесь, был разработан, чтобы визуализировать, с помощью иммуногистохимии, экспрессия специфического маркера активности нейронов гиппокампа после MWM в мышиной модели нервной расстройств. Все экспериментальные данные, приведенные здесь, были взяты из нашей недавней работе 7. Были использованы полученные от гетерозиготных вязки; соответствующего возраста взрослых помета (вес = 25-35 г 3-5 месяцев) - мужская и женская WT и en2 - /. Двадцать два мышей (11 на генотип) были использованы для MWM. Восемь мышей (4), на генотип умерщвляли в конце зонда проб MWM и используется для иммуногистохимических экспериментов.

Оценка дефицита пространственного обучения в en2 - / - мышей

Специально изучить наличие дефицита пространственного обучения в en2 - / - мышей, мы использовали тест MWM, классический гиппокампа-зависимой пространственное учебной задачи 13,14. На 1-й день Трайнинг испытания, никаких различий в латентности и скорости плавания были обнаружены между en2 - / - мышей и WT, предполагая, что оба генотипы показать подобный визуальный и двигателя производительность. Даже если все экспериментальные группы продемонстрировали способность к обучению в течение трасс, en2 - / - мышей достиг цели менее эффективно, чем WT мышей, начиная с 3-го учебного 7 день. На суде зонда (9 день), когда скрытая платформа была удалена из пула, WT мышей (рис 1а) показало, направленный путь-навигацию к ожидаемой целевой месте (пунктир черного ящика), в то время как en2 - / - мышей (рис 1B ) плавали более беспорядочно, демонстрируя блуждающий путь к целевой квадранте (пунктир черного ящика). Кроме того, в ходе судебного разбирательства зонда мышей WT показали ближе расположен к платформе, по сравнению с en2 - / - мутантов (рис 1С) (в одну сторону ANOVA с последующим Холм-Сидак после специальной тест, * р = 0,027, р = ** 0,007). Оценка близость соnsidered более чувствительны для обнаружения различий, чем групповые традиционных мер (потраченного времени и количества переходов в целевой квадранте 23).

Дерегулирования гиппокампа ЭРК фосфорилирования в en2 - / - мышей после задачи MWM

Чтобы изучить ERK фосфорилирования, мы тогда провели иммуногистохимическое окрашивание в подполе гиппокампа WT и en2 - / - мышей после MWM (рис 2А). Количество Перк-положительных нейронов СА3 была значительно ниже в en2 - / - мышей, по сравнению с WT (критерий Стьюдента, р = 0,0108; рис 2B - С). Наоборот, значительно большее количество Перк-положительных нейронов присутствует в воротах в en2 - / - мышей, по сравнению с WT (критерий Стьюдента, р = 0,0012; рис 2B, D). Кроме того, значительное большее количество Perk-позитивных нейронов был также обнаружен в й е слой ЗК (ГКЛ) в зубчатой ​​извилине en2 - / - мышей, по сравнению с WT управления (критерий Стьюдента, р = 0,0021; рис 2B, Е).

Фигура 1
Рисунок 1:. En2 - / - мыши обнаруживают нарушение пространственное обучение в водном лабиринте Морриса (- B) Снимки показывают WT-путь навигации к ожидаемому расположения платформы (пунктир черного ящика), в WT () и en2 - / - (В) мышей в ходе судебного разбирательства зонда. (С) Близость к платформе в выходные и противоположных квадрантах в ходе судебного разбирательства зонда. Сокращения и символы: T, целевая квадрант; ОП, квадрант напротив мишени; * Р <0,05, ** р <0,01 (односторонний ANOVA с последующим Холм-Сидак после специальной испытания; п = 11 в генотипе). Модифицированный из работы 7.ом / файлы / ftp_upload / 52919 / 52919fig1large.jpg "цель =" _ пустое "> Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.

Рисунок 2
Рисунок 2: Перк окрашивание в гиппокампе МВМ-обученного WT и en2 - / - мышей (A) Представитель Перк immunostaings на целых спинных гиппокампе.. (B) Информация о Perk иммунного окрашивания в СА3 и зубчатой ​​извилине тех же мышей, как в (A). Белые стрелки показывают примеры Перк-положительных нейронов. Генотипы, как указано. Сокращения: CA3, CA3 пирамидальной слой; ВКТ, гранулы слой клеток. Масштабной линейки: 300 мкм (а), 150 мкм (б). (С - Е) Графы Перк-положительных нейронов в СА3 (C), воротах (D) и ВКТ (Е) МВМ-обученного WT и en2 7.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Здесь мы предоставляем Перк протокол иммуногистохимии для выявления нейронов активации следующей MWM в en2 - / - мышей, модель мыши нервной расстройств. Пониженные уровни одной особенностью были обнаружены в СА3 подполе EN2 - / - мутанты сравнению с WT. В отличие от того, что наблюдается в СА3 подполе, общим ростом Перк-положительных нейронов, а не обнаружен в обоих воротах и ВКТ из en2 - / - мышей по сравнению с WT. Возможное объяснение этого противоположной тенденции в уровнях фосфорилирования ERK может рассчитывать на подполей конкретных механизмов индукции Перк следующих MWM.

Протокол содержит несколько важных шагов, таких как оценка данных MWM, фиксации мозга, выбора и калибровки антитела, процедур мытья, обнаружения сигнала и процедуры подсчета клеток. Все эти критические шаги должны быть тщательно выполнены, чтобы обеспечить высокое качество и воспроизводимость результатов. Например, если мозг нOT закреплен (шаги 3.2 и 3.3), секции легко оторвать во время процедур окрашивания. Кроме того, участки не должны высыхать в любой момент во время промывки для того, чтобы избежать низкий сигнал в окрашивании. Наконец, если Перк антитела отличается, чем сообщалось здесь (см список материалов) используется, важно калибровать как концентрацию антител и времени инкубации для того, чтобы определить наиболее надежные и соответствующие условия. Кроме того, для обеспечения точного и объективного результата для иммуногистохимических экспериментов, важно, что оба теста МВМ и подсчет клеток будет сделано операторами слепых генотипом животного или фармакологического лечения. Perk позитивных нейронов может быть также обнаружен с помощью вторичного антитела, конъюгированного с соответствующим флуорофора от иммунофлуоресцентного. В этой связи, необходимо, чтобы пропустить тушение эндогенных пероксидаз (шаг 4.3) и использовать водный монтажа средств массовой информации для сохранения флуоресцентных красителей (Steр 4,24).

Пока выражение непосредственной начале гена (МЭР,) широко используется в качестве молекулярного подписью задача зависит от гиппокампа обучения 24. Это было по существу рассмотрены с-ФОС мРНК в гибридизация или иммуногистохимии. Наоборот, несколько иммуногистохимия исследования систематически рассматриваться нейронную активность в решении ERK фосфорилирования в мышиных моделях нервной расстройств. Наше недавнее исследование 7 и предыдущая работа 5 показали, как Перк иммунным является надежным маркером проследить гиппокампа нейронов, участвующих в цепи обучения и памяти. Одним из ограничений этого метода представлена ​​несколькими важных шагов, которые могут привести к увеличению изменчивости результатов. Тем не менее, экспериментальный подход, представленный здесь дает исследователям краткой, простой в последующей чертах о том, как профиль активации гиппокампа нейронов в обоих генетических или фармакологических мышиных моделяххарактеризуется когнитивного дефицита. В целом, этот протокол также может быть использован для исследования нейронной активности в познавательной поведенческой задач, отличных от MWM и карту нейронов активации для других областей мозга, участвующих в потенциально когнитивных функций.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Авторы не имеют ничего раскрывать

Acknowledgments

Мы хотим поблагодарить административный состав CIBIO (университет Тренто) и CNR Neuroscience института помощи. Джованни Провенцано поддерживается пост-докторской стипендии от Fondazione Veronesi (Милан, Италия). Эта работа финансировалась итальянским Министерством университетов и исследований (PRIN 2008 грант № 200894SYW2_002 и прин 2010-2011 грант # 2010N8PBAA_002 для YB), Университет Тренто (CIBIO запуска грантовой YB) и Телемарафон фонда (грант # GGP13034 к Ю.Б.).

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EthoVision XT 8 Noldus Information Technology This software platform is not a requirement – there are many other behavioral softwares on the market.
Tempera Paint Giotto - Fila Group Company White and liquid, non toxic. Used to prepare opaque water in the Morris water maze.
Vibratome Leica VT1200 Equivalent models from other companies can be used.
24 well plate Sigma CLS3524
100% ethanol Fisher Scientific A406-20 Used to make ethanol gradient for dehydration prior to slide mounting.
Xylene VWR 66004-950 Toxic - to be used under hood. Change xylene every month depending on use. 
Sodium Azide Sigma  S2002
PBS Sigma P3813-10PAK
ddH2O
Triton X-100 Sigma  T-8787
Hydrogen Peroxide Sigma H1009-100ML
Normal Goat Serum Abcam G9023-10ML
ABC kit Vectastain  Vector Laboratories PK-6100 Add in a volume of 5 ml of PBS 2 drops of reagent A, mix and then add 2 drops of reagent B and mix.
DAB peroxidase substrate Vector Laboratories SK-4100 Add in a volume of 5 ml ddH2O: 2 drops of buffer stock solution and mix; 4 drops of DAB and mix; 2 drops of H2O2 and mix.
Name Company Catalog Number Comments
pERK antibody Cell Signaling Technologies  4370 Dilution 1:500
Biotinylated Goat Anti-Rabbit IgG Antibody Vector Laboratories BA-1000  Dilution 1:250
SuperFrost Slides  Carl Roth 1879
Coverslips Fisher 12-548-B
DPX Sigma 317616 Mounting medium for slides. Equivalent mounting medium can be used.
Microscope  Zeiss  Axio Imager.M2 Equivalent microscope can be used.
Adobe Photoshop Adobe Systems, San Jose, CA To assemble images.
ImageJ Software National Institute of Health Free software can be downloaded at http://rsb.info.nih.gov/ij/
SigmaPlot 11.0 Systat Software Inc. (USA) Equivalent softwares for statistical analysis can be used.
Prism 6 GraphPad Software, Inc. (La Jolla, CA, USA) Equivalent softwares for statistical analysis can be used.

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Castren, E., Elgersma, Y., Maffei, L., Hagerman, R. Treatment of neurodevelopmental disorders in adulthood. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 32, 14074-14079 (2012).
  2. Ehninger, D., et al. Reversal of learning deficits in a Tsc2+/- mouse model of tuberous sclerosis. Nature medicine. 14, 843-848 (2008).
  3. West, A. E., Greenberg, M. E. Neuronal activity-regulated gene transcription in synapse development and cognitive function. Cold Spring Harbor perspectives in biology. 3, (2011).
  4. Goorden, S. M., van Woerden, G. M., van der Weerd, L., Cheadle, J. P., Elgersma, Y. Cognitive deficits in Tsc1+/- mice in the absence of cerebral lesions and seizures. Annals of neurology. 62, 648-655 (2007).
  5. Cui, Y., et al. Neurofibromin regulation of ERK signaling modulates GABA release and learning. Cell. 135, 549-560 (2008).
  6. Brielmaier, J., et al. Autism-relevant social abnormalities and cognitive deficits in engrailed-2 knockout mice. PloS one. 7, e40914 (2012).
  7. Provenzano, G., et al. Hippocampal dysregulation of neurofibromin-dependent pathways is associated with impaired spatial learning in engrailed 2 knock-out mice. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 34, 13281-13288 (2014).
  8. Morgan, J. I., Curran, T. Stimulus-transcription coupling in neurons: role of cellular immediate-early genes. Trends in neurosciences. 12, 459-462 (1989).
  9. Steward, O., Schuman, E. M. Protein synthesis at synaptic sites on dendrites. Annual review of neuroscience. 24, 299-325 (2001).
  10. Gutmann, D. H., Parada, L. F., Silva, A. J., Ratner, N. Neurofibromatosis type 1: modeling CNS dysfunction. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 32, 14087-14093 (2012).
  11. Costa, R. M., et al. Mechanism for the learning deficits in a mouse model of neurofibromatosis type 1. Nature. 415, 526-530 (2002).
  12. Silva, A. J., et al. A mouse model for the learning and memory deficits associated with neurofibromatosis type. I. Nature. 15, 281-284 (1997).
  13. Morris, R. G., Garrud, P., Rawlins, J. N., O'Keefe, J. Place navigation impaired in rats with hippocampal lesions. Nature. 297, 681-683 (1982).
  14. Praag, H., Kempermann, G., Gage, F. H. Running increases cell proliferation and neurogenesis in the adult mouse dentate gyrus. Nature. 2, 266-270 (1999).
  15. Adams, J. P., Sweatt, J. D. Molecular psychology: roles for the ERK MAP kinase cascade in memory. Annual review of pharmacology and toxicology. 42, 135-163 (2002).
  16. Di Cristo, G., et al. Requirement of ERK activation for visual cortical plasticity. Science. 292, 2337-2340 (2001).
  17. Satoh, Y., et al. ERK2 contributes to the control of social behaviors in mice. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 31, 11953-11967 (2011).
  18. Sgado, P., et al. Loss of GABAergic neurons in the hippocampus and cerebral cortex of Engrailed-2 null mutant mice: implications for autism spectrum disorders. Experimental neurology. 247, 496-505 (2013).
  19. Sgado, P., et al. Transcriptome profiling in engrailed-2 mutant mice reveals common molecular pathways associated with autism spectrum disorders. Molecular autism. 4, 51 (2013).
  20. Cheh, M. A., et al. En2 knockout mice display neurobehavioral and neurochemical alterations relevant to autism spectrum disorder. Brain research. 1116, 166-176 (2006).
  21. Dawson, G., et al. Defining the broader phenotype of autism: genetic, brain, and behavioral perspectives. Development and psychopathology. 14, 581-611 (2002).
  22. Gage, G. J., et al. Whole animal perfusion fixation for rodents. J Vis Exp. (65), (2012).
  23. Maei, H. R., Zaslavsky, K., Teixeira, C. M., Frankland, P. W. What is the Most Sensitive Measure of Water Maze Probe Test Performance. Frontiers in integrative neuroscience. 3, 4 (2009).
  24. Guzowski, J. F., Setlow, B., Wagner, E. K., McGaugh, J. L. Experience-dependent gene expression in the rat hippocampus after spatial learning: a comparison of the immediate-early genes Arc, c-fos and zif268. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 21, 5089-5098 (2001).

Tags

Неврология выпуск 99 Иммуногистохимия Моррис воды Лабиринт ЭРК гиппокамп познание память аутизм
Иммуногистохимический Визуализация гиппокампа активности нейронов После пространственного обучения в мышиной модели нарушениями развития нервной
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Provenzano, G., Pangrazzi, L., Poli, More

Provenzano, G., Pangrazzi, L., Poli, A., Berardi, N., Bozzi, Y. Immunohistochemical Visualization of Hippocampal Neuron Activity After Spatial Learning in a Mouse Model of Neurodevelopmental Disorders. J. Vis. Exp. (99), e52919, doi:10.3791/52919 (2015).

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