Yöntem makalesi

Yüksek frekanslı stimülasyon tarafından fare dentat Gyrus aktivasyonu için invaziv bir yöntem

7.3K görüntüleme

⸱

DOI:

10.3791/57857

⸱

2 Haziran 2018

 , 
1Department of Neurobiology, Beijing Institute of Basic Medical Sciences, 2Key Laboratory of Neuroregeneration, Co-innovation Center of Neuroregeneration, Nantong University

Bu makalede

Özet

Bu iletişim kuralı, farelerde güvenilir bir HFS yöntemi ayarlamak gösterilmiştir. Hipokampal dentat gyrus boyunca nöronların elektriksel olarak HFS doğrudan ve dolaylı olarak içinde vivotarafından uyarılır. Nöronal aktivite ve moleküler sinyal c-fos ve Notch1 immünfloresan boyama, sırasıyla incelenir; neurogenesis tarafından bromodeoxyuridine tahlil etiketleme sayılabilir.

Özet

İmplante elektrotlar çeşitli beyin bölgeleri, hedefleme kullanarak elektrik yüksek frekanslı stimülasyon (HFS), çeşitli nörolojik ve psikiyatrik bozukluklar için etkili bir tedavi olarak kanıtlanmıştır. Derin beyin stimülasyonu (DBS), adı da beynin derin bölgesinde HFS klinik çalışmalarda giderek önem kazanmaktadır. Yüksek frekans (HF-DBS) DBS cerrahi alanında son ilerleme için major depresyon bozukluğu (MDD), obsesif-kompulsif bozukluk (OKB), tedavi gibi diğer durumlar için invaziv bu tekniği kullanan olasılığı yayılmaya başladı ve bu yüzden üzerinde.

Genişleyen bu göstergeler rağmen HF-DBS yararlı etkileri temel mekanizmaları gizemli kalır. Bu soru adresi için bir yaklaşım seyrek nöronlar HFS tarafından dağıtılmış altgrupları etkinleştirmek implante elektrotlar kullanmaktır. Talamus ön çekirdeği HFS klinikte dirençli epilepsi tedavisi için kullanılabilir olduğu bildirilmiştir. Temel mekanizmaları için artan neurogenesis ilgili olabilir ve nöronal aktivite değişmiş. Bu nedenle, biz fizyolojik değişiklikler fare dentat gyrus (DG) neurogenesis yanı sıra nöronal aktivite tespiti tarafından HFS işlemden önce ve sonra keşfetmek ilgilenen.

Bu makale, farelerde, DG aktivasyonu doğrudan veya dolaylı olarak ve akut veya kronik bir şekilde hedeflemek HFS için yöntemleri açıklanmaktadır. Ayrıca, c-fos ve Notch1 nöronal etkinliğini izlemek için boyama ve harekete geçirmek sinyal immünfloresan ve bromodeoxyuridine (BrdU) belirlemek için etiketleme için Beyin dilimleri hazırlanması için detaylı bir protokol açıklamaktadır HF-DBS indüksiyon sonra neurogenesis. Nöronal aktivite ve neurogenesis aktivasyonu HF-DBS tedaviden sonra doğrudan nörobiyolojik kanıt ve potansiyel terapötik yararları sağlar. Özellikle, bu yöntemi değiştirilebilir ve bazal gangliyon gibi diğer baktılar beyin bölgeleri ve belirli beyin hastalıkları kliniğinde için subthalamic bölgeleri hedeflemek için uygulanan.

Giriş

HF-DBS 1870'lerde1beri geliştirilen beyin elektriksel stimülasyon Nöroşirürji bir teknolojidir. 1980'lerin, HFS ilk Parkinson hastalığı için bir potansiyel terapötik müdahale kullanıldı ve2diğer hareket bozuklukları. Son birkaç on yıl içinde HF-DBS daha yaygın şu anda tedavi edilemez beyin bozuklukları tedavisinde geleneksel tedavi stratejisi tarafından kullanılmıştır. Özellikle, HFS elektrot, son derece etkili sonuçlar ve en az yan etkileri doğruluk artışı nedeniyle beyin bozuklukları HF-DBS tarafından tedavi sayısı önemli ölçüde son artmıştır on yıl3,4, 5. Örneğin, HF-DBS ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) tarafından Parkinson hastalığı (PD), Alzheimer tipi demans, esansiyel tremor ve diğer türleri hareket bozuklukları2,6, tedavisi için onaylanmıştır 7. PD hastalarında dopaminerjik ilaç azalır HF-DBS8sırasında % 50'e kadar. Hareket bozuklukları başarılı tedavisi yanı sıra, HF-DBS da güçlü etkileri klinik ve iyi2,9, olarak bilişsel büyütme operasyonu için psikiyatrik hastalıkların tedavisinde göstermiştir 10 , 11. bu HFS araştırma diğer psikiyatrik bozuklukların tedavisinde çok söz hastalar12sunan çeşitli aşamalarında olduğunu belirtmek gerekir.

Her ne kadar birçok çalışma odak HFS beyin13boyunca hem yerel hem de uzak etkileri vardır göstermiştir, nörolojik ve moleküler mekanizmaları etkileri zor2,14kalır. Klinikte tedavi HF-DBS genellikle Parkinson hastalığı ve kronik ağrı, vb hangi bir olasılık arasında bir HF-DBS tedavi tarafından oluşturulan geliştirme açıklamak için pek çok görüş ortaya çıkar tedavisi için uzun vadeli bir şekilde uygulanır HFS geçerli nöronal ağ etkinliğini muhtemelen implante HFS elektrot civarında aksonlar tekrarlayan bir depolarizasyon tarafından modüle olduğunu. Veya HF-DBS çıkış neurons ve öngörülen hedefler deşarj oranı değişir. Ayrıca, HF-DBS neden olabilir uzun vadeli kullanılmasının muhtemelen (LTP) ve uzun süreli depresyon (LTD), dahil olmak üzere uzun vadeli sinaptik değişiklikleri için hangi bir semptomatik iyileşme için katkıda bulunmak. Şimdiye kadar ister HFS influences hücresel düzenleyen önemli moleküler olaylar böyle işler hala net değildir yetişkin neurogenesis içinde vivoolarak. Çalışmaları birkaç satırlık HFS Rodents klinik olarak uygulanan DBS15,16benzer nöral yanıt taklit göstermiştir. HF-DBS, temel hücresel mekanizmaları bu çalışmada anlamak için biz önce bir vivo içinde HFS metodoloji farelerde bir akut (bir gün) veya kronik (beş gün) şekilde ayarlayın. İkinci olarak, bir aktivasyon analiz yöntemi kadar nöronal aktivite ve neurogenesis değişiklik bir HF-DBS teslim sonra belirlemek için ayarla.

Verilen bu sinir kök hücreleri nöronal üretiminden embriyonik gelişim sırasında bol olduğu ancak yetişkin hayatı boyunca devam eder, hipokampal subgranular bölge neurogenesis oluştuğu önemli alanlarından biridir. Neurogenesis sürecinin birçok fizyolojik ve patolojik etken etkilenir. Epileptik belirli durumlarda, hipokampal neurogenesis önemli ölçüde azalmıştır17,18' dir. Buna ek olarak, bir tek Elektrokonvulsif terapi dentat gyrus19nöronal üretiminde önemli ölçüde arttırabilir. Bu gözlemler elektrofizyolojik etkinliği yetişkin neurogenesis ve hipokampal nöronlar, sinaptik plastisite tür ile kritik bir rol oynamaktadır öneririz. Bu nedenle, daha fazla nöronal aktivite ve neurogenesis HF-DBS etkileri göstermek için önce hangi kaynaklanan kısa vadeli nöronal aktivite iyi bilinen bir belirtecidir hemen erken gen (IEG) c-fos immunostaining testin yapmaktayız 20deneyim. Notch1 sinyal da HFS teslimat21,22sonra sinyal harekete geçirmek izlemek için algılandı. Ayrıca, biz BrdU boyama da gliogenesis için bir işaretleyici olabilir ama Ayrıca analiz çeşitli davranış, HF-DBS indüksiyon sonra etiketleme BrdU nöronal üretiminde tespit.

Bu da çalışmanın, iki HFS metodolojileri hipokampal DG aktivasyonu doğrudan ve dolaylı olarak hedeflemek için adapte olmuşlardır. Elektrot implante DG doğrudan veya DG nöronların harekete geçirmek projeksiyonlar gönderen medial perforant yolu (s) implante. HF-DBS indüksiyon için programlanabilir bir uyarıcı fare baş üzerine sabit elektrot bir sürekli uyarılması yoluyla için sunulmaktadır. Nöronal harekete geçirmek ve neurogenesis HFS etkileri belirlemek için biz c-fos ve Notch1 ifadesi immünfloresan boyama ve hipokampal DG bölgesinde olumlu neurons BrdU dahil sayısını saptamak sonra sırasıyla, HFS tedavi. Özellikle, DG neurogenesis HF-DBS etkilerini veya doğrudan ve dolaylı stimülasyon şekilde bir akut ve kronik stimulasyon şekilde arasında sırasıyla karşılaştırılır.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Protokol

Hayvan deneysel prosedürler Pekin temel tıbbi Bilimler Enstitüsü (Pekin, Çin) ve bakım ve kullanım Laboratuvar hayvanlarının Çin hükümet Yönetmeliği kurumsal yönergeleri takip etti. Fareler (yetişkin erkek, 26 ~ 30 g) yer alan ve sabit bir sıcaklık 23 ° c, su ve yiyecek ad libitumile küçük bir 12-h ışık/12-h karanlık döngü (7: 00'da ışıkları) devam etti. Tüm deneysel prosedürler ışık döngüsü sırasında yapıldı.

1. cerrahi hazırlık

Not: Özel bir elektrot Halpern'ın raporu23değiştirilme yöntemini kullanarak ev yapımı.

  1. 2 bakır mikro kablolar (ile bir dış çapı 200 µm) paralel iki kutuplu elektrot kullanır. Elektrotlar uyarılması için silindirik elektrotlar oluşturmak için birbirlerini etrafında sarın.
    Not: Burada, çekirdek anatomik derinliği göre elektrot uzunluğu PP veya DG içinde çeşitli.
  2. Etilen oksit dezenfeksiyon kabin kullanarak elektrotlar sterilize. İdare ve ev yapımı 2-kanal Mikro-tel elektrot herhangi bir kirlenme olmadan saklayın. Elektrotlar kesinlikle herhangi bir cerrahi implantasyon önce sterilize.
  3. Otoklav cerrahi aletler.
  4. Ameliyattan önce fare Fentobarbital (20-50 mg/kg) ile intraperitoneally, cerrahi uçağa anestezi elde etmek için enjekte et.
  5. Fareyi bir steril penisilin G prokain süspansiyon (75.000 U, sohbet) ve enfeksiyonlar ve ağrı, sırasıyla24tehlikesini azaltmak için bir analjezik Ajan (carprofen, 0,05 - 1 mg/kg, SC) ile enjekte.
  6. Sonra hayvan anestezi, göz kuruluğu önlemek için her iki gözde bir göz yağ uygulayın. Sedasyon indüksiyon ve anestezi derinliği hayvanın refleksleri pinching baştan aşağı ve yalnızca yanıt ortaya çıktığında işlemi sürdürmek için yanıt tarafından emin olun.
    Not: Veteriner merhem göz kuruluğu önlemek için başka bir seçenektir.
  7. Fare baş üstünde kürk çoğunu elektrik saç kesme makineleri veya bir ustura ile tıraş, traş bölgeyi % 70 alkol ve betadin çözüm üç alternatif scrubs ile sterilize ve betadin cilt üzerinde kuruduktan sonra işlemi sürdürmek.

2. yüksek frekanslı stimülasyon cerrahi25,26

Not: Bu adımda, tek taraflı olarak dorsal DG veya medial PP alan, hipokampus epizodik öğrenme ve bellek kritik rol ile bir parçası içine yerleştirilmiş bir elektrot.

  1. İmzalat fareyi stereotaksik çerçevenin üzerine getirin. Fare kafa hareketsiz tutmak için kulak çubuğu düzgün hizalamak ve hızlı bir şekilde kur. Böylece onlar ortalanmış destek ve fare biraz güvenli kulak çubuklarını hafifçe sıkın.
  2. 37 ±, hayvanın vücut ısısını korumak için termostatik panelini kullanma 0.5 ° C.
  3. Forseps kulakları anterior cilt kavramak ve fare'nın kafatası üst Cilt 1 cm2 alanı hakkında kaldırmak için steril makasla kesmek için kullanın.
    Not: küçük bir miktar kanama kesilmiş deri kenarları boyunca gözlenen.
  4. Kas ve diğer ek kafatası kafatası yüzey ortaya çıkarmak için bir pamuk bez ile örten kaldırın. Bir pamuklu çubukla ve parçalanmış keski tüm kapaklarini, tendon ve bağ dokusu kafatası tamamen sagittal tanımlamak için yüzey ve lambda dikiş hatları temizlemek için kullanın.
  5. Bregma ve lambda noktası tanımlar. Koronal sütür ve sagittal dikiş üstün orta bölümünde bulunan calvaria bregma orada kalıyor. Sagittal dikiş tarafından lambdoid dikiş kesişimi burada lambda görünür olmasıdır. Bregma özgün noktası olarak diğer çekirdek konumunu ayarlamak için kullanın.
  6. Kafatası bregma ve lambda konumuna kimlik sonra bu iki nokta yatay düzeyde ayarlayın. Bu iki nokta yüksekliğini (herhangi bir hata < 0.05 mm olmalıdır) dorsal ventral yönde hemen hemen aynı olduğundan emin olun. Ayrıca, kafatası seviyesi aynı şekilde26medial-lateral yönde olduğundan emin olun.
  7. Tek taraflı bir ameliyat için ev yapımı 2-kanal bakır Mikro-tel elektrot stereotaktik cerrahi karede dönen elektrot yuvasına bağlayın.
  8. İlk başta elektrot bregma noktası yukarıda dikey olarak yerleştirin ve özgün site olarak ayarlayın. Görüntülenen kullan dijital ön-arka (AP), medial-lateral (ML), belirtmek için stereotaktik cerrahi çerçeve ve dorso-ventral (DV) konumlandırır.
    Not: elektrot bükülmüş engellemek için kafatası üzerine elektrot uç işlemi sırasında dokunmayın.
  9. Elektrot yavaşça doğru konuma taşımak (Şekil 1A, AP-2.1/ML ± 1,0 DG ve AP-3.8/ML ± 3,0 s için için sırasıyla)27 herhangi bir temas olmadan kafatası yukarıda. İstenen site elektrot sokmak için tespit edildi, dorsoventral stereotaksik ayarlamalar için daha yüksek Elektrot tutucu kullanın ve siyah bir marker ile konumunu işaretlemek.
    Not: Fare zorlanma, ağırlık ve seks ile referans olarak stereotaksik koordinatları tam konumu değişebilir. Aynı cinsiyetten yetişkin fareler herhangi bir varyasyonu konumda en aza indirmek için kullanılır. Mümkünse, tartışılması anatomik taramalar bir tek özne olarak27konumu tanımlamak için kullanılmalıdır.
  10. Bir el micromanipulator yardımıyla matkap kullanmak (burr boyutu = 0.5 mm) burr deliği işaretli konuma tam olarak yapmak. Burr % 70 etanol ile ucu delme önce sterilize. Mini matkap ile kafatası z ekseni 0.8 - 1.0 mm X-Y konumunu değiştirmeden boyunca yukarı çıkar. Herhangi bir işlem sırasında kanama durdurmak için steril bir pamuk kullanın.
    Not: Delme hızı 15.000-18 000 devir / dakika (RPM) olduğunu ve sık sık matkap her 8-10 s burr deliği çekilme Delme sırasında aşırı delme ve aşırı ısı önlemek için emin olun.
  11. Beyin zarı maruz kadar delmeye devam. Bükülmüş iğneyle Delme sırasında oluşturulur ve bir iğne deliği temel yumuşak beyin dokusuna zarar vermeden dura üzerinde herhangi bir kemik kırıntıları kaldırmak için kullanın.
    Not: beyin dokusuna zarar görmesini önlemek için bükülmüş künt iğne da iyi bir künt forseps ile değiştirilebilir.
  12. Burr deliği düzgün istenen konumda yapılmadığını doğrulamak için stereotaktik cerrahi çerçeve bir ayarlama tarafından elektrot yükseklik azaltmak ve elektrot sorunsuz çapak delikten herhangi bir engelleri dokunmadan eklenebilir olduğunu sağlamak. Eğer öyleyse, yavaş yavaş elektrotlar için DG (veya PP için 3,0 mm) 1.8 mm derinliğe DG (PP-DG) için medial PP bulunan kafatası yüzeyinden ekleyin.
    Not: herhangi bir beyin omurilik sıvısı veya kan çıkışları burr deliği steril pamuk ile gelen elektrot implantasyon işlemi sırasında yok etmek.
  13. Mikro-tel elektrot kafatası delik içine yerleştirdikten sonra küçük bir spatula kullanarak yeterli diş çimento ile yere tutun. Çimento kalınlaşır gibi eklenen elektrot ve güzel pürüzsüz cap oluşturmak için vidayı çevresinde kalıp. Yarayı ve yara kenarları dezenfekte.
  14. Elektrot elektrot sahibinden kapatın. Fare stereotaksik çerçevesinden kaldırın ve sıcak bir kafese geri.
    Not: ameliyattan sonra onlar tam olarak yeterli bilinci ile anesteziden iyileşti kadar hayvanlar onların kafes için dönen bekleyin.
  15. Fareyi serbestçe hareket ve 2 gün boyunca kafeste kurtarmak izin ver. Bağlanın, elektrot implante fare bir programlanabilir Stimülatörü yoluyla beyne yol açar. Belgili tanımlık bilgisayar yazılımı arayüzey Şekil 2' de sunulan olarak ayarlayın. 400 Hz değerinde 6 bakliyat 6 tren 6 dizi olarak HFS parametrelerini ayarlamak (Şekil 1B, trenler, 20 arasında 100 ms s seriler arasında)28. Stimülasyon yoğunluğu 200 μA için ayarlayın.
  16. Bir HFS belirlenen istenen süre için teslim etmek. Stimülasyon 2 x bir gün saat 8: 00'da ve 8: 00'da teslim
  17. Kontrol grubu için elektrotlar farelerde implant ve bir stimülasyon gerçekleştirmeyin.
  18. C-fos boyama için deneysel fareler akut teşvik (günde 2 x). BrdU etiketleme için deneysel fareler bir akut stimülasyon gruba bölmek (günde 2 x uygulanan) ve kronik stimulasyon grubu (5 gün içinde 10 x, 2 x günde uygulanır). Stimülasyon boyunca fareyi uyanık olduğundan emin olun. Müşteri adaylarını değil bükülmüş emin olmak hatırlıyorum.
    Not: geçen gün yordamı, akut stimülasyon grubu farelerde aynı anda uyarılmış.
  19. Dikkatle stimülasyon bitince, elektrot PIN Elektrot tutucu ve kayıt sistemi konektörünü çıkarın.

3. ayirt boyama ve Bromodeoxyuridine29 etiketleme

  1. C-fos ve Notch1 boyama için yaklaşık 3 saat sonra son HF-DBS stimülasyon, anestezi fareler cerrahi uçağa anestezi elde etmek için Fentobarbital (20-50 mg/kg, IP) enjekte edilerek.
  2. BrdU etiketleme için 12 h son HF-DBS stimülasyon sonra 6 BrdU, denetim ve uyarılmış fareler için (% 0,9 serum, IP içinde 50 mg/kg) 2-h aralıklarla iğne. 36 h son enjeksiyon sonra cerrahi uçağa elde etmek için Fentobarbital (20-50 mg/kg, IP) enjekte edilerek fareler anestezi.
  3. İnsizyon kalp ortaya çıkarmak ve bir 22'lik künt perfüzyon iğne sol ventrikül geçmek için neşterden göğüs kafesi üzerinden kullanarak olun. Küçük bir insizyon attım sağ atriyum içerisinde olun. Transcardially sıvı 50 mL 50 mL 1 x PBS (pH 7,4) soğuk %4 paraformaldehyde (PFA) ardından soğuk fosfat tamponlu tuz (PBS) ile.
    Not: PBS için PFA fare kan vivo değiştirilir ve sıvı temiz çalışır geçin. İyi bir perfüzyon karaciğer Temizleme tarafından değerlendirilecektir olabilir. Fiksasyon titreme30gözlenen bir kez perfüzyon kesilmelidir.
  4. Fare oftalmik makasla başını kesmek, ciltte bir kesi yapmak ve kafatası ortaya çıkarmak. Forseps kullanarak, burnundan düşmüş kafatası biraz ve dikkatle incelemek tüm fare beyin. Post-fix bir ek 2 gün için % 4 paraformaldehyde beyinde ve 4 ° C'de % 30 sükroz çözüm gecede aktarın.
  5. Bir cryostat kullanarak, beyin 20 µm koronal bölümlere kesti. Aktarın ve bir fırça ile cam slayt bölümlerine bağlama ve onları-20 ° C'de depolayın
    Not: Elektrot misplacements veya aşırı mekanik hasar hayvanlarla daha sonraki analiz hariç tutulur.
  6. Slaytları normal PBS (0.1 M, pH 7,4) transfer yok sabitleştirici içeren. PBS dilimlerle için 3-4 x 5 min aşırı herhangi bir sabitleştirici kaldırmak için her için yıkayın. BrdU etiketli grubu için 2-N HCl 37 ° C'de 30 dk için bölümlerde kuluçkaya ve 0.1 M bor arabellekte yıka (pH 8.4; 10 dk). O zaman dilimleri 2 yıkama x 5 dakika içinde PBS için.
    Not: Immunostaining sonra gerçekleştirilir.
  7. Dilimleri (RT) Oda sıcaklığında 1 h için çözüm (%1 normal keçi serum, % 3 Sığır serum albümin < BSA >, % 0.5 Triton X-100 ve %0.02 sodyum azid 1 x PBS içinde) kapatmaktır kuluçka tarafından tedavi.
  8. Anti -c-fos poliklonal antikor (1:500; tavşan), anti-Notch1 antikor (1:50; keçi) veya anti-BrdU antikor (1:800; fare) 4 ° C'de engelleme çözümde dilimlerle gecede kuluçkaya.
  9. 3 dilim yıkama PBS, x sonra kuluçkaya onları Alexa Fluor 568 Birleşik Anti-tavşan (1:500), Anti-keçi (1:1, 000), Alexa Fluor 488 Birleşik ya da anti-sıçan (1:500) Alexa Fluor 488 Birleşik ikincil antikor RT. 1 h için
  10. Örnekleri 3 yıkama x PBS (10 dk her zaman). DAPI içeren bir anti-fade reaktif montaj orta kullanarak IMMUNO etiketli beyin bölümleri kapsar. Kuruması ve stok onları ışık 4 ° C'de korunuyorsunuz dilimleri izin
  11. Yüksek çözünürlüklü bir çok kanallı (sıralı confocal mikroskobu tarama) ile beyin uyarılmış ve unstimulated tarafında hipokampal alanlarda görüntüleri elde etmek. Denetim ve deneysel grupları arasında tutarlı bir şekilde görüntüleme parametrelerini ayarlamak.
  12. Bitişik alanlar görüş motorlu sahne kullanarak sürekli 3D (XYZ) görüntülerini almak ve dikiş onları birlikte büyük kompozit yapmak için uygun yazılımı kullanmak için bir yüksek büyütme amaç (20 X hava amaç, NA 0.45) kullanarak bir mozaik görüntüleme gerçekleştirmek görüntüleri.
    Not: Gerçek dikiş ve seçenekler geliştirilmiş Dikişsiz görüntüler için Düzgünleştirme döşeme işlevler içerir. Bileşik görüntüler geniş bir alana bir görüntü oluşturmak için dikiş işlevini kullanarak hızlı ve kolay hazırlanır.
  13. C-fos ve Notch1 boyama için olumlu çekirdek kantitatif analiz dikişli görüntülerin immünfloresan yoğunluğu21 gerçekleştirin. Rastgele rostral, dorsal ve ventral hipokampal DG milletlere içinde 3 alanları seçin ve immünfloresan yoğunluğu Görüntü J yazılım (http://rsb.info.nih.gov/ij/)31kullanarak çift-kör bir şekilde ölçün.
  14. Etiketleme bir BrdU için dilimleri dorsal hippocampus (-1.7 mm den-2.7 mm bregma göre) aracılığıyla Delme noktasının çevresinde çift-kör bir şekilde analiz.
  15. DG sadece nöronlarda BrdU pozitif say. 2-hücre çapları granül hücre sayısında içinde yalan hücreleri ekleyin.
    Not: Burada, sayma 40 X hava amacı istimal gerçekleştirildi. Rasgele, hayvan başına 3-5 bölümleri sayıldı ve sayar ortalama ve araç başına DG19olarak dile getirdi.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Sonuçlar

Hipokampal DG bölgeye doğrudan veya dolaylı olarak DG etkinleştirmek için s vergiyi HF-DBS stimülasyon sonrasında stereotaksik ayarlar kullanarak eklenen üzerinden elektrotlar kemirgenler Fentobarbital ile anestezi ve 3 h örnek c-fos ve Notch1 immunostaining için son HF-DBS stimülasyon sonra. BrdU, 36 h son BrdU enjeksiyon HF-DBS stimülasyon, 5 gün veya 1 gün sonra sonra boyama için kemirgenler beyin bölümleri hazırlanması için Fentobarbital ile anestezi.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Tartışma

HF-DBS tekniği çok güçlü bir araç 1990'lardan beri birçok nörolojik bozuklukları tedavisinde kullanılmıştır. Şimdiye kadar Simgesel Yapı HF-DBS Parkinson hastalığı ve çok dikkat ve ilgi klinik ve bilimsel topluluk hem de çekti esansiyel tremor tedavisi için işi. Devam eden HF-DBS çalışmalar bazı nörolojik ve psikiyatrik bozukluklar32,33HF-DBS'ın tedavi uygulaması için birçok grup tarafından çeşitli türleri vardır. Bu çalışmalar şu anda klinik çalışmalarda

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Açıklamalar

Yazarlar bildirmek için bir şey yok.

Teşekkürler

Çin hibe 31522029, 31770929 ve 31371149 (için Haitao Wu) Ulusal Doğal Bilim Vakfı tarafından desteklenen, 973 (2014CB542203) devlet anahtar geliştirme programından (için Haitao Wu) Çin ve Grant Z161100000216154 temel araştırma programı Beijing Belediye bilim ve Teknoloji Komisyonu (için Haitao Wu). Yazarlar tüm Üyeler Haitao Wu laboratuvar onların teşvik ve tartışmalar için teşekkür ederiz. Yazarlar son derece Zhenwei Liu aparatı hata ayıklama ile yardım için sana şükrediyoruz.

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi
AdŞirketKatalog numarasıYorumlar
Beyin stereotaksik aletÇalma51730Diçin stereotaktik intrakraniyal implantasyon
Model 3800MultiStim 8 Kanallı programlanabilir stimülatör
Diş deliciSaeshin Precision Co., LtdSTRONG 90Delme ve krayinotomi için 
BurrMeisingerHM1 005 #Delme ve krainiotomi için 
Digidata 1550 Sayısallaştırıcı MolekülerCihazlarAXON 1550Yüksek çözünürlüklü veri toplama
CryotomeThermo Fisher ScientificThermo Cryotome FSENumunelerin donmuş kesitlerinin kesilmesi
Konfokal mikroskopOlympusFV-1200Japonya, 20x Objektif (NA 0.45)
Fare cerrahi aletleriMakas, forseps, kemik kesici, tutucular vb.
Pentobarbital sodyumR& D sistemleri457920-50mg / kg i.p. enjeksiyonu için
Penisilin G Sigma-AldrichP303275.000 U i.m. enjeksiyon için
CarprofenSigma-AldrichSML17135-10mg/kg, sc enjeksiyonu için
%4 Paraformaldehit (PFA)Beijing Solarbio Sci-Tech Co. Doku fiksasyonu içinP1110
Fosfat tamponu (PBS)StoktapH7.4, 500ml10010023
canlandırıcı Doku-Tek OCT bileşiğiSakura4583Suda çözünür glikol ve reçinelerin formülasyonu
anti-BrdU antikoruAbcamab6326Dilüsyonlar: 1/800
anti-c-fos antikoruAbcamab209794Seyreltmeler:1/500
Keçi Anti-Tavşan IgG (Alexa Fluor 568)Thermo Fisher ScientificA11036Seyreltmeler:1/500
Eşek Anti-Sıçan IgG (Alexa Fluor 488)Jackson ImmunoResearch712-546-150Seyreltmeler:1/500
DAPIVector LaboratoriesH-1200DAPI
anti-Notch1 antikoru (C-20)ile karşı boyamasc-6014Seyreltmeler: 1/50
Eşek Anti-Keçi IgG (Alexa Fluor 488)Abcamab150073Seyreltmeler: 1/1000
Fare Stimülatörü A-M sistemleri FST.14084-08,11254-20,16109-14 çorap çözeltisi

Kaynaklar

  1. Perlmutter, J. S., Mink, J. W. Deep brain stimulation. Annual Review of Neuroscience. 29, 229-257 (2006).
  2. Lozano, A. M., Lipsman, N. Probing and regulating dysfunctional circuits using deep brain stimulation. Neuron. 77 (3), 406-424 (2013).
  3. Kohl, S., et al. Deep brain stimulation for treatment-refractory obsessive compulsive disorder: a systematic review. BMC Psychiatry. 14, 214(2014).
  4. Schlaepfer, T. E., Bewernick, B. H., Kayser, S., Madler, B., Coenen, V. A. Rapid effects of deep brain stimulation for treatment-resistant major depression. Biological Psychiatry. 73 (12), 1204-1212 (2013).
  5. Fisher, R., et al. Electrical stimulation of the anterior nucleus of thalamus for treatment of refractory epilepsy. Epilepsia. 51 (5), 899-908 (2010).
  6. Greenberg, B. D., et al. Deep brain stimulation of the ventral internal capsule/ventral striatum for obsessive-compulsive disorder: worldwide experience. Molecular Psychiatry. 15 (1), 64-79 (2010).
  7. Kalia, S. K., Sankar, T., Lozano, A. M. Deep brain stimulation for Parkinson's disease and other movement disorders. Current Opinion in Neurology. 26 (4), 374-380 (2013).
  8. Garcia, L., D'Alessandro, G., Bioulac, B., Hammond, C. High-frequency stimulation in Parkinson's disease: more or less. Trends in Neurosciences. 28 (4), 209-216 (2005).
  9. Guercio, L. A., Schmidt, H. D., Pierce, R. C. Deep brain stimulation of the nucleus accumbens shell attenuates cue-induced reinstatement of both cocaine and sucrose seeking in rats. Behavioural Brain Research. 281, 125-130 (2015).
  10. Bossert, J. M., Marchant, N. J., Calu, D. J., Shaham, Y. The reinstatement model of drug relapse: recent neurobiological findings, emerging research topics, and translational research. Psychopharmacology (Berlin). 229 (3), 453-476 (2013).
  11. Grubert, C., et al. Neuropsychological safety of nucleus accumbens deep brain stimulation for major depression: effects of 12-month stimulation. The World Journal of Biological Psychiatry. 12 (7), 516-527 (2011).
  12. Lyons, M. K. Deep brain stimulation: current and future clinical applications. Mayo Clinic Proceedings. 86 (7), 662-672 (2011).
  13. McIntyre, C. C., Hahn, P. J. Network perspectives on the mechanisms of deep brain stimulation. Neurobiology of Disease. 38 (3), 329-337 (2010).
  14. Kringelbach, M. L., Green, A. L., Owen, S. L., Schweder, P. M., Aziz, T. Z. Sing the mind electric - principles of deep brain stimulation. European Journal of Neuroscience. 32 (7), 1070-1079 (2010).
  15. Toda, H., Hamani, C., Fawcett, A. P., Hutchison, W. D., Lozano, A. M. The regulation of adult rodent hippocampal neurogenesis by deep brain stimulation. Journal of Neurosurgery. 108 (1), 132-138 (2008).
  16. Selvakumar, T., Alavian, K. N., Tierney, T. Analysis of gene expression changes in the rat hippocampus after deep brain stimulation of the anterior thalamic nucleus. Journal of Visualized Experiments. (97), e52457(2015).
  17. Hattiangady, B., Shetty, A. K. Implications of decreased hippocampal neurogenesis in chronic temporal lobe epilepsy. Epilepsia. 49, Suppl 5 26-41 (2008).
  18. Hattiangady, B., Rao, M. S., Shetty, A. K. Chronic temporal lobe epilepsy is associated with severely declined dentate neurogenesis in the adult hippocampus. Neurobiology of Disease. 17 (3), 473-490 (2004).
  19. Madsen, T. M., et al. Increased neurogenesis in a model of electroconvulsive therapy. Biological Psychiatry. 47 (12), 1043-1049 (2000).
  20. Feldman, L. A., Shapiro, M. L., Nalbantoglu, J. A novel, rapidly acquired and persistent spatial memory task that induces immediate early gene expression. Behavioral and Brain Functions. 6, 35(2010).
  21. Feng, S., et al. Notch1 deficiency in postnatal neural progenitor cells in the dentate gyrus leads to emotional and cognitive impairment. The FASEB Journal. 31 (10), 4347-4358 (2017).
  22. Alberi, L., et al. Activity-induced Notch signaling in neurons requires Arc/Arg3.1 and is essential for synaptic plasticity in hippocampal networks. Neuron. 69 (3), 437-444 (2011).
  23. Halpern, C. H., Attiah, M. A., Tekriwal, A., Baltuch, G. H. A step-wise approach to deep brain stimulation in mice. Acta Neurochirurgica.(Wien). 156 (8), 1515-1521 (2014).
  24. Batra, V., Guerin, G. F., Goeders, N. E., Wilden, J. A. A General method for evaluating deep brain stimulation effects on intravenous methamphetamine self-administration. Journal of Visualized Experiments. (107), e53266(2016).
  25. Fluri, F., Bieber, M., Volkmann, J., Kleinschnitz, C. Microelectrode guided implantation of electrodes into the subthalamic nucleus of rats for long-term deep brain stimulation. Journal of Visualized Experiments. (104), e53066(2015).
  26. Resendez, S. L., et al. Visualization of cortical, subcortical and deep brain neural circuit dynamics during naturalistic mammalian behavior with head-mounted microscopes and chronically implanted lenses. Nature Protocols. 11 (3), 566-597 (2016).
  27. Paxinos, G., Franklin, K. The mouse brain in stereotaxic coordinates. The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates, 3rd edition. 28 (03), 6(2007).
  28. McHugh, T. J., et al. Dentate gyrus NMDA receptors mediate rapid pattern separation in the hippocampal network. Science. 317 (5834), 94-99 (2007).
  29. Gonzalez, C., et al. Medial prefrontal cortex is a crucial node of a rapid learning system that retrieves recent and remote memories. Neurobiology of Learning and Memory. 103, 19-25 (2013).
  30. Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. Whole animal perfusion fixation for rodents. Journal of Visualized Experiments. (65), e3564(2012).
  31. Tse, N., et al. The neuromuscular junction: measuring synapse size, fragmentation and changes in synaptic protein density using confocal fluorescence microscopy. Journal of Visualized Experiments. (94), e52220(2014).
  32. Pizzolato, G., Mandat, T. Deep brain stimulation for movement disorders. Frontiers in Integrative Neuroscience. 6, 2(2012).
  33. Tierney, T. S., Sankar, T., Lozano, A. M. Some recent trends and further promising directions in functional neurosurgery. Acta Neurochirurgica Supplement. 117 (117), 87-92 (2013).
  34. Laxton, A. W., et al. A phase I trial of deep brain stimulation of memory circuits in Alzheimer's disease. Annals of Neurology. 68 (4), 521-534 (2010).
  35. Min, H. K., et al. Deep brain stimulation induces BOLD activation in motor and non-motor networks: an fMRI comparison study of STN and EN/GPi DBS in large animals. NeuroImage. 63 (3), 1408-1420 (2012).
  36. Kukurba, K. R., Montgomery, S. B. RNA sequencing and analysis. 2015 (11), Cold Spring Harbor Protocols. 951-969 (2015).
  37. Kawashima, T., Okuno, H., Bito, H. A new era for functional labeling of neurons: activity-dependent promoters have come of age. Frontiers in Neural Circuits. 8, 37(2014).
  38. Liu, J., Solway, K., Messing, R. O., Sharp, F. R. Increased neurogenesis in the dentate gyrus after transient global ischemia in gerbils. Journal of Neuroscience. 18 (19), 7768-7778 (1998).
  39. Kuhn, H. G., Dickinson-Anson, H., Gage, F. H. Neurogenesis in the dentate gyrus of the adult rat: age-related decrease of neuronal progenitor proliferation. Journal of Neuroscience. 16 (6), 2027-2033 (1996).

Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.

Yeniden basım ve izinler

Bu JoVE makalesinin metnini veya şekillerini yeniden kullanmak için izin iste

İzin iste

Etiketler

Derin Beyin Stim lasyonuN ronal AktiviteN rojenez TespitiBeyin Kesiti Haz rlamamm nofloresan BoyamaBrdU EtiketlemeStereotaktik Cerrahic fos Notch1 Analizi

İlgili makaleler