Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Neuroscience

Yenidoğan fare beyin Striatal hücrelerdeki genetik manipülasyon için stereotaksik cerrahi

doi: 10.3791/57270 Published: July 10, 2018

Summary

Biz yenidoğan fare beyni striatum microinjecting reaktifler için ev yapımı bir baş-sabit aygıt ile bir protokol stereotaksik cerrahi açıklamak. Bu teknik, yenidoğan fare beyni, özel bölgelerin nöronal hücrelerin genetik manipülasyon sağlar.

Abstract

Birçok genler embriyonik beyinlerinde ifade edilir ve bazıları sürekli doğumdan sonra beyinde ifade edilir. Israrla ifade böyle genler için gelişimsel süreci ve/veya neonatal beynindeki fizyolojik fonksiyon düzenlemek için çalışmayabilir. Beyindeki belirli genlerin nörobiyolojik işlevleri araştırmak için beyindeki genleri devre dışı bırakabilirsiniz esastır. Burada, striatum gen ifadesinde transgenik fareler yenidoğan zaman Windows devre dışı bırakabilirsiniz için basit bir stereotaksik yöntem açıklanmaktadır. AAV-eGFP-Cre virüs Ai14 muhabir gen fareler striatum Doğum sonrası gün (P) 2 stereotaksik beyin ameliyatı tarafından microinjected. TdTomato muhabir gen ekspresyonu P14 striatum, başarılı bir Cre-loxP DNA rekombinasyon AAV transduced striatal hücrelerdeki aracılı düşündüren tespit edildi. Daha fazla bu teknik AAV-eGFP-Cre virüs P2Foxp2fl/fl fareler microinjecting tarafından doğrulanmış. Çift etiketleme GFP ve Foxp2 GFP pozitif hücreler P9 striatum, AAV-eGFP-Cre transduced striatal hücrelerdeki Foxp2 protein kaybı düşündüren Foxp2 immunoreactivity yoksun gösterdi. Birlikte ele alındığında, bu sonuçlar yenidoğan beynindeki belirli nöron popülasyonları floxed transgenik fareler Stereotaxic microinjected AAV-eGFP-Cre virüsler tarafından etkili bir genetik silme işlemini göstermektedir. Sonuç olarak, bizim stereotaksik tekniği yenidoğan fare beynindeki genetik manipülasyon için kolay ve basit bir platform sağlar. Bu teknik sadece genler, yenidoğan beyinlerinin belirli bölgelerde silmek için kullanılamaz, ancak farmakolojik ilaçlar, nöronal izleyiciler, genetiği değiştirilmiş optogenetics ve chemogenetics proteinler, nöronal aktivite göstergelerini enjekte etmek için de kullanılabilir ve diğer reaktifler striatum, yenidoğan fare beyinlerinin içine.

Introduction

Modern çalışmalar yapısı ve beyin fonksiyonu genellikle belirli genler nöronal hücrelerdeki genetik manipülasyon gerektirir. Farklı genler, transgenik fareler de dahil olmak üzere mutant gen taşıyan fonksiyonlar soruşturma için nakavt ve çakma allelleri düzenli olarak yeniden üretilmedi. Stereotaksik beyin ameliyatı yetişkin kemirgen için yerel olarak uyuşturucu, virüsler, izleyiciler ve diğer kimyasalları kemirgen beyin1,2özel bölgeler için teslim etmek için standart bir yöntemdir. Stereotaksik beyin ameliyatı transgenik fareler için uygulama bir genetik olarak gen fonksiyon ve fare beynin belirli nöron popülasyonları nöronal aktivite işlemek için izin verir. Hücre türüne özgü işleme karmaşık sinir devreleri beyin3,4,5nöronal işlevlerinde deşifre etmek için güçlü bir yaklaşım sağlar.

Sinir sisteminin sinirsel gelişme aşamalarında erken embriyonik başlar ve gelişim süreçleri Juvenil dönemine kadar doğumdan sonra devam edin. Postnatal olgunlaşma sinir sistemi beyin6fizyolojik ve bilişsel işlevler için temel sinir devreleri, hassas sinaptik kablolama içerir. Bu nedenle, yenidoğan zaman pencerelerde oluşan gelişimsel olaylarını eğitim sadece normal sinirsel gelişim anlamak için önemlidir, ancak de nörogelişimsel ve Nöropsikiyatrik bozukluklar7 patogenezinde anlayışlar sağlayabilir ,8. Stereotaksik beyin ameliyatı yöntemleri yetişkin kemirgen için hazır2,9, olmasına rağmen birkaç protokolleri stereotaksik beyin ameliyatı yenidoğan fareler10,11' deki yönergeleri için Internet üzerinde kullanılabilir. Yenidoğan yavru Başkanı standart stereotaksik aparatı düzeltilmesi için çok kırılgan olduğu için aslında, reaktifler stereotaksik microinjections yenidoğan fare pups beyinlerinin içine, zordur. Yine de, stereotaksik beyin ameliyatı uygulamaya transgenik farelerde neonatal fareler12için mümkün olabilir. Burada, yeni doğmuş fare pups içinde stereotaksik beyin ameliyatı gerçekleştirmek için ev yapımı bir kurulum ile basit bir yöntem açıklanmaktadır. Bu teknik bir muhabir gen fareler ve koşullu olarak floxed transgenik fareler striatum AAV ifade Cre DNA recombinase microinjecting tarafından floxed genler koşullu olarak silmek izin verdiğini göstermektedir. Bu teknik aynı zamanda reaktifler vahşi tipi farelerin striatum yenidoğan sunmak için geçerlidir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

Burada anlatılan hayvan iletişim kuralları hayvan bakımı ve kullanımı komiteler Ulusal Yang Ming Üniversitesi tarafından onaylanmıştır.

1. hazırlanması sahibi için yenidoğan Pups içinde stereotaksik aparatı

  1. Baş tepsi olun: 1/5 Tüp duvarı kaldırarak yenidoğan pups Başkanı uygun şekil 1.5 mL santrifüj tüpü (15 mm uzun) alt kesti.
  2. Stereotaksik aparatı Kaide ile uygun doğru boyutta bir pipet ucu kutusu ve üst kapağı sökün. Adım 1.1 ve doku gömme kaset ipucu tepsi sıcak-erime yapıştırıcı ile temeli üzerine hazırlanan baş tepsi yapıştırmayın. 7 mm, PUPs boyun ve gövde baş-sabit konumda desteklemek için kullanılan doku gömme kaset yüksekliğidir.
  3. Tüm kurulum bir standart stereotaksik aparatı yerleştirin.

2. 30G Enjeksiyon paslanmaz çelik iğneler hazırlanması

  1. 30 G şırınga iğneleri için 3 gün içinde kloroform ıslatarak önceden temiz.
  2. Forseps dikkatli ve yavaş bir kimyasal başlıklı Polipropilen hub üzerinden iğneyi çıkar için kullanın.
  3. Mutlak etanol iğnelerle bir shaker 50 RPM üzerinde % 70 etanol durular 3 × 10 dk ardından 20 dakika yıkayın. Kuru ve temiz bir kutu, oda sıcaklığında (RT) temizlenmiş iğneler depolamak iğneler hava kadar kullanmak izin.

3. bir bağdaştırıcı mikroenjeksiyon boruları hazırlayın

  1. Microliter şırınga 30 G Enjeksiyon iğne PE10 Polietilen boru (PE10 tüp) ile bağlayın. PE20 Polietilen boru (PE20 tüp) adaptör enjeksiyon iğne ve microliter şırınga köprülemesini için hazırlayın. PE10 tüp çapı 26 G microliter şırınga iğne daha küçük olduğu için adaptör kullanımı gereklidir.
  2. Microliter enjektör boruları hazırlayın: önceden temizlenmiş 30G Enjeksiyon iğne PE20 tüp ile 5 cm bağlanmak ve anlık tutkal ile birleşme mühür. Bu boru adaptörü yeniden kullanılabilir.
    Not: iğne mikroenjeksiyon şırınga 30 G ise, hazırlık (adım 3.1) ve bu adaptörü (adım 3.3) kullanımını gerekli değildir.
  3. (3.1 adımda hazırlanan) boru adaptörü microliter şırınga (10 µL) takın.
  4. PE10 (60 cm uzun) tüp PE20 boru adaptörü 30 G iğne üzerine bir ucunu bağlayın. Yeni 30 G Enjeksiyon iğne üzerine PE10 tüp diğer ucunu bağlayın.

4. yük Autoclaved distile su, boya ve virüsler ile mikroenjeksiyon tüp

  1. Microliter şırınga pistonu çıkarın. 25 G şırınga microliter şırınga ve onun bağlı PE boru boru gelen havayı çıkarmak için autoclaved distile su ile yüklemek için kullanın.
  2. Geri microliter şırınga fırlatıcıya yerleştirin ve pistonu 2 µL distile su kalır varil kadar itin. 2 µL düşük hale distile su hacmi izin vermeyin.
  3. Dikkatle microliter şırınga mikro akış hızı şırınga pompa üzerine monte.
  4. Küçük miktarlarda (% 0,9 serum içinde hazırlanan ve 0,22 µm filtre ile filtre) %0.1 hızlı yeşil boya ve bir parça parafilm virüs sıvı pipet.
  5. Az miktarda hava bir hava kabarcığı mikroenjeksiyon tüp sıvı akışını sınamak için 30 G Enjeksiyon iğne ve tüpün içine süzülmüş hızlı yeşil 0.7 µL yükleyerek takip PE10 tüp arasındaki kavşakta görünür yapmak için geri alıyorum.
  6. Mikroenjeksiyon boru içine virüs sıvılar yükleyerek ardından ikinci bir hava kabarcığı yapmak hava küçük bir miktar geri alıyorum.
  7. Takın ve 30 G mikroenjeksiyon iğne kolu stereotaksik aygıtının güvenli.

5. anestezi hipotermi tarafından yenidoğan farelerin

  1. Yavru bir lateks eldiven kol koyun ve 5 min için boyun kadar ezilmiş buz bırakın.
  2. Pups ayak forseps ile para çekme yanıt onun ayak emin olmak için çimdik.
  3. Lateks eldiven kol ile yavru baş tepsisine yerleştirin ve hipotermi anestezi için soğuk tutmak için lateks kol çevresinde bazı ezilmiş buz koyun.
  4. Veteriner merhem pups gözünü anestezi altında iken kuruluk mümkünse önlemek için geçerlidir.

6. mikroenjeksiyon

  1. Steril Cerrahi stereotaksik araç % 70 etanol ile iyice silerek hazırlayın. Cerrahi alet % 70 etanol çeker tarafından sterilize.
  2. Pups kafa % 70 etanol ile fırçalayın. Kafatasında Simgesel Yapı lambda bulun ve lambda marker kalemle işaretlemek. Lambda için iğne ucu amaç ve ön-arka (AP) ve medial-lateral (ML) koordinatları sıfır ayarlayın.
  3. Enjeksiyon kol hedef site X ve Y koordinatlarını göre hedef siteye taşımak. Doğum sonrası gün (P) 2 striatum için pups, Koordinatlar: AP, 2,4 mm anterior lambda; ML, ±1.0 mm orta hat yanal; dorsal-ventral (DV), kafatası mm'den −1.7. PE10 tüp hızlı yeşil boya bulunduğu bir kalemle işaretlemek.
  4. 30 G Enjeksiyon iğne yavaş yavaş deri ve kafatası nüfuz ve kafatası yüzeyde durana kadar iğne ucu kadar alın. DV konumu sıfır ayarlayın.
  5. Hedef site DV koordinatı ulaşıncaya kadar 30 G Enjeksiyon iğne yavaşça. Sürdürme normal şeklini parankimi izin vermek 1 dakika bekleyin. Mikroenjeksiyon çalıştırın (100 nL/dk).
  6. Hızlı yeşil boya işareti virüs sıvı beyne enjekte edilir emin olmak için PE tüp hareketli olduğundan emin olun.
  7. Mikroenjeksiyon fesih sonra 1 dakika bekleyin ve sonra yavaş yavaş ve aşamalı olarak iğneyi DV derinliği 30 içinde 1/2 yüksekliğine getirmek s. Sonra 30 s, yavaş yavaş iğne pups başından çekilme.
  8. Microinjections tüm hedeflenen sitelerin tamamlanıncaya kadar 6.2-6,7 adımları yineleyin.

7. ameliyat sonrası kurtarma yavru

  1. Yavru için 33 ° C kuluçka 20 dk kadar sıcak. Yavru fok sternal recumbency korumak için yeterli bilinci yerine geldi kadar yavru fok kurtarma hipotermi anestezi her 5 dk dan kontrol edin.
  2. Yavru fok tamamen iyileşti sonra yavru fok baraja geri dönün.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Deney ilk kümesi için biz 200 microinjected nL Cre DNA recombinase hızlı AAV9.hSynapsin.HI.eGFP-Cre.WPRE.SV40 virüs (AAV-eGFP-Cre, Dulbecco'nın fosfat tamponlu tuz 1/10 seyreltme) erimiş GFP ile Ai14 farelerin P2 striatum. Ai14 fareler tdTomato muhabir gen Cre-aracılı silme (floxed) loxP çevrili STOP kaset (2F rakam) üzerine hızlı. Beyin P14 GFP ve tdTomato immunostaining için hasat edildi. Birçok AAV GFP pozitif hücreler transduced hediye (Şekil 2A, C), striatum boyunca geniş enfeksiyon striatal hücre AAV-eGFP-Cre virüsler tarafından gösteren edildi. TdTomato benzer geniş ifadesi de striatum (Şekil 2B, C) bulundu. Yüksek büyütmede mikroskobik incelenmesi üzerine, neredeyse tüm GFP pozitif striatal hücreleri Co tdTomato muhabir gen ifade bulduk (Şekil 2A'-C'). Ayrıca, tdTomato sinyalleri muhtemelen akson terminalleri (Şekil 2B) globus pallidus ve gözlemliyorum nigra pars reticulata (Şekil 2E), striatonigral ve striatopallidal projeksiyon nöronların hedef bölgelerde tespit edildi 13. bu sonuçları Cre başarılı loxP aracılı AAV aracılı ifade yenidoğan striatal nöronlar faaliyete Cre tarafından indüklenen DNA rekombinasyon öneririz.

Deney ikinci kümesi için biz 50 microinjected striatum P2 loxP çevrili Foxp2 gen taşıyan Foxp2fl/fl farelerin içine AAV-eGFP-Cre virüslerin nL (Şekil 3A- C, F) ve beyin P9, hasat. Hiçbir Foxp2+; GFP+ çift etiketli hücreleri bulundu striatum, i.e., Foxp2 protein yok GFP pozitif hücrelerdeki (Şekil 3A'-C'). Denetim deneylerde, Foxp2+; GFP+ çift etiketli hücreleri mevcut AAV-eGFP denetim virüsler (şekil 3D) ile Foxp2fl/fl fareler striatum ve striatum, heterozigoz Foxp2fl / + AAV-eGFP-Cre ile fareler virüs (Şekil 3E). Bu sonuçlar Foxp2 gen özellikle yenidoğan striatum AAV-eGFP-Cre transduced hücrelerde silindiğini gösterir.

Birlikte AAV-eGFP-Cre sonuçlarını ele alındığında; Ai14 ve AAV-eGFP-Cre; Foxp2fl/fl fareler, geliştirdiğimiz stereotaksik yenidoğan beyin ameliyatı tekniği için Koşullu Sil genler, yenidoğan fare beyinlerinin belirli bölgelerde mükellef.

Figure 1
Şekil 1. Stereotaksik cihazları ve ev yapımı head-sabit tutucu yenidoğan fareler için. (A) stereotaksik enjeksiyon sistemi aşağıdaki aygıtından oluşur: ı. Şırınga pompa (denetleyici); II. enjektör pompası (sürücü birimi); III. microliter şırınga (10 µL); IV. PE20 boru adaptörü; v. PE10 tüp; VI. 30G Enjeksiyon iğne; VII. stereotaksik aparatı; VIII. bir pipet ipuçları kutusu yenidoğan yavrular için platform dönüştürülür; XI: buz ezilmiş. (B) yaklaşık 7 mm doku gömme kaset yüksekliğidir. 1.5 mL santrifüj tüpü 15 mm uzun düğmedir. (C) ev yapımı head-sabit tutucu içinde fare kafa sabitlenir. Ok işareti lambda yenidoğan farelerin kafasına gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Şekil 2. İfade striatum AAV-eGFP-Cre Cre-loxP DNA rekombinasyon aracılı sonra P14 Ai14 farelerin tdTomato. AAV-eGFP-Cre virüs sterotaxically Ai14 fareler P2 striatum enjekte edildi. Beyin P14 analiz edildi. (A) birçok GFP pozitif hücreler striatum (Str) mevcuttur. (B) çok tdTomato pozitif hücre içinde striatum mevcuttur. (C) birleştirilmiş görüntüler striatum GFP ve tdTomato geniş bir işbirliği yerelleştirme göstermektedir. A-C kutulu bölgelerde confocal görüntülerini a yüksek büyütmede gösterilir '-C', anılan sıraya göre. Tüm GFP pozitif hücreleri (yeşil) tdTomato (striatum içinde kırmızı) Co hızlı. (D, E) TdTomato sinyalleri striatal projeksiyon nöronlar, globus pallidus (GP; de dahil olmak üzere hedef bölgelerde tespit edilir D) ve gözlemliyorum nigra pars reticulata (SNr; E). AAV-eGFP-Cre ve Ai14 transgenik yapıları, (F) şematik çizimler. CTX: korteks; Eylül: septum; Hipp: Hippocampus; MB: orta. Ölçek çubuğu a (A-C için) 200 µm; A' (a '-C'), 10 µm; D (D ve E) için 100 µm. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3. İntrastriatal injecions AAV-eGFP-Cre virüs tarafından yenidoğan striatum Foxp2 gen koşullu silme. Intrastriatal enjeksiyon AAV-eGFP-Cre virüslerin P2 Foxp2fl/fl gerçekleştirilen (A-C') ve Foxp2fl / +(E) fareler. Beyin P9 analiz edildi. (A-C) GFP pozitif hücreler (A, C, yeşil) Foxp2 immunoreactivity (B, C, kırmızı) striatum AAV-eGFP-Cre virüs Foxp2fl/fl farelerin de yoksundur. A-C kutulu bölgelerde a yüksek büyütmede gösterilir '-C', anılan sıraya göre. (D) Co express GFP ve Foxp2 Striatal hücreleri ile AAV-eGFP denetim virüs enjekte ettiler striatum mevcut. (E) GFP pozitif hücreleri ortak Foxp2 ifade (ok) striatum mevcut Foxp2fl / + AAV-eGFP-Cre virüsler ile fareler. (F) şematik çizimler AAV-eGFP-Cre virüs ve Foxp2fl/fl transgenik fareler. Ölçek çubuğu a (A-C için) 200 µm; A' (a '-C', D ve E), 20 µm. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Bu da çalışmanın, yenidoğan fare beyni striatum AAV virüs enjekte için basit ve güvenilir stereotaksik yöntem gösterilmektedir. Biz P2, Ai14 muhabir farelerin striatum içine AAV-eGFP-Cre virüs microinjected ve muhabir gen ekspresyonu P14, analiz ettik. AAV GFP pozitif hücreler boyunca striatum, rostrocaudal düzeyde transduced bulduk. Ayrıca, neredeyse tüm GFP pozitif hücreler AAV aracılı ifade Cre faaliyet tarafından indüklenen başarılı bir Cre-loxP DNA rekombinasyon düşündüren tdTomato muhabir gen striatal hücrelerdeki ortak dile getirdi. Daha fazla AAV-eGFP-Cre microinjections striatum Foxp2fl/fl fareler P2, içine tarafından bu yaklaşım etkinliğini doğruladı. Çift etiketleme çok AAVs transduced GFP pozitif hücre P9 striatum, yenidoğan striatum Foxp2 gen başarıyla koşullu silinmesiyle düşündüren Foxp2 immunoreactivity yoksun gösterdi. Microinjected AAVs hacimleri virüslü beynin boyutu ile ilişkili. 200 ile enjekte biriminin nL, GFP pozitif hücreler yenidoğan striatum bulundu yoğun ve dağınık bazı GFP pozitif hücreler de striatum için bitişik korteks içinde yoktu. 50 nL enjekte biriminin, GFP pozitif hücreler için yenidoğan striatum yerel olarak sınırlı. Bu nedenle, enjekte AAVs hacimleri titrating nöron popülasyonları belirli beyin bölgelerinde optimum iletim için önemlidir. Ayrıca, iletim hızı da viral hazırlık titresi tarafından belirlenir. Bu hassas hedefleme belirli hücre tipleri farklı rehberleri ile transgenik fareler kullanarak elde edilebilir akla yatkın.

Çeşitli cerrahi ipuçları başarılı enjekte AAVs baktılar beynin için vardır. İlk olarak, fare pups ve eller fare kafayla konumunu ameliyat sırasında güvenliğini sağlama zorluk küçük boyutu nedeniyle, yenidoğan fareler10stereotaksik beyin ameliyatı yapmak zor. Her ne kadar bir önceki çalışmada yenidoğan stereotaksik cerrahi göstermiştir ama11ameliyat sırasında mikroenjeksiyon gerçekleştirmek iki kişi gerektirir. Sıkıca yavru baş beyin ameliyatı sırasında güvenli olabilir özel yapım bir baş-sabit aygıt geliştirerek bu sorunların üstesinden geldiler. Tüm işlemleri tek bir kişi tarafından yapılabilir. Yenidoğan fareler beyin boyutları farklı genetik arka planlar, anne bakım ve pups yaşları nedeniyle çeşitlidir. Bizim ev yapımı aygıt avantajı yüksek hassasiyetli stereotaksik beyin ameliyatı gerçekleştirmek için gerekli olan yenidoğan fare kafa, nazik ama güvenli fiksasyonu sağlanmıştır. İkinci olarak, yumuşak deri esnekliğini ve kafatası ince duvar nedeniyle kafasına sondaj kafatası ardından cilt kesi yenidoğan pups içinde yapmak zor. Bu sorunu çözmek için cilt ve kafatası hedeflenen beyin bölgesine enjeksiyon iğne düşürücü önce bir iğne ucu ile bir delik yapmak gereklidir. Üçüncü olarak, enjeksiyon sırasında ilerleme mikroenjeksiyon olduğundan emin olmak için PE tüp içinde görünür boya akışını kontrol etmek önemlidir. Boya PE boru içinde hareket etmez, çabaları için sorun vur boru içinde sıvı olası bir sızıntı gibi sorunlar, alınması gereken ve iğneler tıkanmış. Not Bu yöntem olan lambda P5 önce deri yoluyla görünür yenidoğan pups uygulanır. P5 büyük köpekler için bir kesik lambda ortaya çıkarmak için cilt gerekebilir. P4 P5 fare baş üzerine ışık aydınlatma Simgesel Yapı lambda bulun yardımcı olabilir unutmayın. Her ne kadar biz de yenidoğan, fareler bu teknik stereotaksik cerrahi yapmamış, teknik fare pups bazı değişikliklerle için geçerli olduğunu varsayalım.

Başlangıçlı ve gen ekspresyonu taşıyan virüs maksimal ifade birkaç gün veya hafta sonra beyin14,15içine enjeksiyonları almak. Bu da çalışmanın, AAV-eGFP-Cre virüs-aracılı Cre-loxP DNA rekombinasyon yenidoğan striatal nöronlar içinde 8 gün sonra viral iletim gibi erken oluştu bulundu. Önceki çalışma AAV aracılı Cre-bağımlı muhabir etkinlik içinde olfaktör ampul ve yeni doğmuş fare yavrularını 3 gün sonra AAVs15toplu iğne gibi erken algılanabilir bildirdi. Bu genetik etkinlik AAV aracılı erken başlangıçlı postnatal beyinlerinde sürekli oluşan gelişimsel olaylarını çalışmak için bir avantaj olduğunu akla yatkın.

Özetle, geliştirdiğimiz yenidoğan stereotaksik tekniği yalnızca koşullu Sil genler belirli beyin bölgeleri için değil, ama aynı zamanda belirli beyin bölgelerine yenidoğan farelerde nöronal izleyiciler ve farmakolojik reaktifler enjekte için müsait. Her ne kadar sadece prensip olarak, mevcut çalışmada yenidoğan striatum içine microinjections yapılan yenidoğan beyin belirli bölgelerde koordinatlarını yoksa bizim stereotaksik yenidoğan beyin ameliyatı hedef belirli beyin bölgelerine uygulanabilir. Değişkenliği, yenidoğan fare beyinlerinin farklı genetik kökenli boyutunda farklı aşamalarında göz önüne alındığında, ampirik olarak müfettişler tarafından hedeflenen sitelerin kesin koordinatları belirlemek için önemlidir. Son olarak, tarafından stereotaksik microinjections genetiği değiştirilmiş optogenetic3 ve chemogenetic proteinler4 ve nöronal aktivite göstergeler5 belirli beyin bölgeleri olarak ifade AAVs, bir rolünü nöronal keşfetmek beyin hücre türü ve devre özel düzeyleri çözünürlükte postnatal geliştirme etkinliği.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Bu eser Bilim Bakanlığı tarafından desteklenen ve teknoloji MOST104-2311-B-010-010-MY3, verir MOST106-2321-B-010-012, Ulusal Sağlık araştırma enstitüleri NHRI-EX106-10429NI ve seçme alanlarda araştırma merkezi programı hibe verin Eğitim Bakanlığı aracılığıyla beyin Araştırma Merkezi, Ulusal Yang Ming Üniversitesi Tayvan, ve doktora sonrası bursu MOST106-2811-B-010-031 (S.-Y.C.), MOST105-2811-B-010-036 ve MOST106-2811-B-010-030 (H.-Y.K.) verir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
30G PrecisionGlide Needle Becton Dickinson REF 305106
Chloroform JT Baker 9180-03
Hamilton MICROLITER Syringe Hamilton  80300 30G needle fit for PE10 tube; 26G needle needs a PE20 adaptor
Polyethylene tubing PE20 Becton Dickinson 427406
Polyethylene tubing PE10 Becton Dickinson 427401
Micro Flow Rate Syringe Pump Longer Precision Pump Co. TJ-2A (Controller) and L0107-2A (Drive Unit)
25G syringe Becton Dickinson REF 302105
Fast green Sigma-Aldrich F-7252 0.1%
Standard Stereotaxic Instruments RWD Life Science 68037 Without using 68030 Mouse/Neonatal Rat Adaptor
Anti-FOXP2 antibody Abcam ab16046 Rabbit polyclonal to FOXP2, 1:4,000
Anti-RFP antibody Abcam ab65856 Mouse monoclonal to RFP, 1:1,000
BX63 microscope Olympus BX63
LSM 880 confocal microscope Zeiss LSM 880
Goat anti-rabbit conjugated Alexa fluor594 Jackson lmmunoReserch Laboratories Inc. 111-585-003
AAV9.hSynapsin.HI.eGFP-Cre.WPRE.SV40 Penn Vector Core AV-9-PV1848 Lot # CS0987, 5.506x1013 (GC/mL)
AAV9.chicken actin-eGFP AAV core, Institute of Biomedical Sciences, Academia Sinica, Taiwan N/A 1x1014 (GC/ml)
B6.Cg-Gt(ROSA)26Sortm14(CAG-tdTomato)Hze/J The Jackson Labtorary  007914 Ai14
B6(Cg)-Foxp2tm1.1Sfis/CfreJ The Jackson Labtorary  026259 Foxp2fl/fl
Dulbecco’s phosphate buffered saline Corning cellgro 21-030-CVR

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Athos, J., Storm, D. R. High precision stereotaxic surgery in mice. Current Protocols in Neuroscience. Suppl ement 14. Appendix 4, Wiley Online Library A.4A.1-A.4A.9 (2001).
  2. Cetin, A., Komai, S., Eliava, M., Seeburg, P. H., Osten, P. Stereotaxic gene delivery in the rodent brain. Nat. Protoc. 1, (6), 3166-3173 (2006).
  3. Tye, K. M., Deisseroth, K. Optogenetic investigation of neural circuits underlying brain disease in animal models. Nat. Rev. Neurosci. 13, (4), 251-266 (2012).
  4. Roth, B. L. DREADDs for neuroscientists. Neuron. 89, (4), 683-694 (2016).
  5. Knopfel, T. Genetically encoded optical indicators for the analysis of neuronal circuits. Nat. Rev. Neurosci. 13, (10), 687-700 (2012).
  6. Tau, G. Z., Peterson, B. S. Normal development of brain circuits. Neuropsychopharmacol. 35, (1), 147-168 (2010).
  7. Mitchell, K. J. The genetics of neurodevelopmental disease. Curr. Opin. Neurobiol. 21, (1), 197-203 (2011).
  8. Sahin, M., Sur, M. Genes, circuits, and precision therapies for autism and related neurodevelopmental disorders. Science. 350, (6263), (2015).
  9. Schierberl, K. C., Rajadhyaksha, A. M. Stereotaxic microinjection of viral vectors expressing Cre recombinase to study the role of target genes in cocaine conditioned place preference. J. Vis. Exp. (77), e50600 (2013).
  10. Mathon, B., et al. Increasing the effectiveness of intracerebral injections in adult and neonatal mice: a neurosurgical point of view. Neurosci. Bull. 31, (6), 685-696 (2015).
  11. Davidson, S., Truong, H., Nakagawa, Y., Giesler, G. J. Jr A microinjection technique for targeting regions of embryonic and neonatal mouse brain in vivo. Brain Res. 1307, 43-52 (2010).
  12. Chen, Y. C., et al. Foxp2 controls synaptic wiring of corticostriatal circuits and vocal communication by opposing Mef2c. Nat. Neurosci. 19, (11), 1513-1522 (2016).
  13. Gerfen, C. R. The neostriatal mosaic: multiple levels of compartmental organization in the basal ganglia. Annu. Rev. Neurosci. 15, 285-320 (1992).
  14. Karra, D., Dahm, R. Transfection techniques for neuronal cells. J. Neurosci. 30, (18), 6171-6177 (2010).
  15. Cheetham, C. E., Grier, B. D., Belluscio, L. Bulk regional viral injection in neonatal mice enables structural and functional interrogation of defined neuronal populations throughout targeted brain areas. Front. Neural Circuit. 9, 72 (2015).
Yenidoğan fare beyin Striatal hücrelerdeki genetik manipülasyon için stereotaksik cerrahi
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chen, S. Y., Kuo, H. Y., Liu, F. C. Stereotaxic Surgery for Genetic Manipulation in Striatal Cells of Neonatal Mouse Brains. J. Vis. Exp. (137), e57270, doi:10.3791/57270 (2018).More

Chen, S. Y., Kuo, H. Y., Liu, F. C. Stereotaxic Surgery for Genetic Manipulation in Striatal Cells of Neonatal Mouse Brains. J. Vis. Exp. (137), e57270, doi:10.3791/57270 (2018).

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