Bu protokolün amacı, belirli bir lokal nöral devrenin kemogenetik manipülasyonuna yanıt olarak yetişkin nöral kök/progenitor hücrelerin davranışını analiz etmek için bir yaklaşım tanımlamakta.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
Bu protokolün amacı, belirli bir lokal nöral devrenin kemogenetik manipülasyonuna yanıt olarak yetişkin nöral kök/progenitor hücrelerin davranışını analiz etmek için bir yaklaşım tanımlamakta.
Yetişkin nörogenezi, dentat girus (DG) ' nin subgranüler bölgede (SGZ) yeni aktif nöral kök hücrelerinin (NCIS), mevcut bir nöron devresine entegre olan ve spesifik hipokampel işlevlerine katkı sağlayan dinamik bir süreçtir. . Önemlisi, Yetişkin nörogenezi çevresel uyaranlara son derece duyarlıdır, bu da çeşitli bilişsel işlevlerin faaliyete bağımlı olarak düzenlenmesi için izin verir. Çeşitli beyin bölgelerinden gelen sinir devreleri geniş bir yelpazede bu karmaşık bilişsel fonksiyonları düzenler. Bu nedenle, özel nöral devrelerin yetişkin nörogenezi nasıl düzenleylediğini anlamak önemlidir. Burada, sinirsel devre aktivitesini, NSCs 'Yi ve yeni doğmuş kemirgenleri düzenleyen tasarımcı ilaçlar (DREADDs) teknolojisi ile özel olarak aktive eden tasarımcı reseptörü kullanarak manipüle etmek için bir protokol açıklanmaktadır. Bu kapsamlı protokol, viral partiküllerin stereotaktik enjeksiyonu, spesifik nöral devrelerin kemogenetik stimülasyon, timidin analog yönetim, doku işleme, immünofloresan etiketleme, konfoksal görüntüleme ve görüntüleme içerir. nöral öncü hücrelerin çeşitli aşamalarında analizi. Bu protokol, nscs ve onların kendi kendi kendi onların kendi ve onların onların onların onların onların onların görselleştirmek için kullanılan antijen alma teknikleri hakkında ayrıntılı talimatlar sağlar ve klozapin N-oksit (CNO) veya CNO içeren içme suyu kullanarak beyin devreleri modüle basit, ama etkili bir yol DREADDs-virüs ifade. Bu protokolün gücü, NSCs 'den elde edilen yetişkin nörogenezi etkileyen çok çeşitli nöral devrelerin incelenmesi için uyum içinde yatıyor.
Yetişkin nörogenezi yeni nöronların bir yetişkinde doğmuş ve mevcut sinir ağları1entegre olan biyolojik bir süreçtir. İnsanlarda, bu süreç Hippocampus dentat girus (DG) oluşur, yaklaşık 1.400 yeni hücreler her gün2doğdu. Bu hücreler, subgranüler bölge (SGZ) olarak adlandırılan, bir nörojenik niş liman DG, iç bölümünde ikamet. Burada, hipokampal yetişkin sinir kök hücreleri (NSCs), öğrenme ve bellek, ruh düzenleme ve stres tepkisi dahil olmak üzere belirli beyin fonksiyonlarının düzenlenmesi için katkıda tam işlevsel nöronlar olmak için karmaşık bir gelişimsel süreç geçmesi3 ,4,5,6. Davranışları etkilemek için, Yetişkin NSCs, yerel ve distal kimyasal ipuçlarını bir dizi yanıt olarak bir aktivite bağımlı şekilde çeşitli dış uyaranlar tarafından son derece düzenlenir. Bu kimyasal ipuçları, nörotransmitter ve nöromodüller içerir ve çeşitli beyin bölgelerinden bir devre belirli bir şekilde hareket. Daha da önemlisi, NSCs üzerindeki bu kimyasal ipuçlarını devre geniş yakınsama kök hücre aktivasyonu, farklılaşma ve kader kararları benzersiz ve kesin düzenleme sağlar.
Yetişkin NSCs in vivo devre düzenlemesi için en etkili yollarından biri, devre geniş manipülasyonları ile immünofluorescence Analizi eşleştirerek olduğunu. Yetişkin NSCs 'nin immünofloresan analizi, Yetişkin NSCs 'nin gelişimsel aşamasını göstermek için spesifik moleküler işaretlere karşı antikorların kullanıldığı yaygın olarak kullanılan bir tekniktir. Bu işaretçiler şunlardır: bir radyal glia hücre ve erken nöral progenitör Marker olarak nestin, bir ara progenitör Marker olarak Tbr2, ve bir Nöroblast ve olgunlaşmamış nöron Marker olarak DCX7. Ayrıca, BrdU, Cidu, IDU ve edu gibi timidin analogları yöneterek, S aşaması geçiren hücre popülasyonları bağımsız olarak etiketli ve8,9,10görselleştirilebilir. Bu iki yaklaşımı birleştirerek, çeşitli ipuçlarını NSC farklılaşma ve nörojenezi nasıl etkilediğini, belirli gelişimsel aşamalarında proliferasyon nasıl düzenlendiği arasında değişen çok sayıda soru araştırılabilir.
Elektrik stimülasyon, optogenetik ve kemogenetik, her biri kendi avantajları ve dezavantajları ile dahil olmak üzere nöral devreleri etkili bir şekilde işlemek için çeşitli seçenekler var. Elektriksel stimülasyon, elektrotların daha sonra hedeflenen bir beyin bölgesini modüe etmek için elektrik sinyallerini iletmek için kullanılan spesifik bir beyin bölgesine implante edildiği kapsamlı bir ameliyatla ilgilidir. Ancak, bu yaklaşım hem hücresel ve devre özgüllüğü yoksun. Optogenetiği, implante edilmiş bir optik liften yayılan bir lazer tarafından uyarılan bir ışık aktif reseptörü kodlayan viral partiküllerin teslim edilmesini içerir, ancak geniş manipülasyon, büyük maliyet ve karmaşık ameliyatlar11gerektirir. Chemogenetics daha sonra özel ve biyolojik olarak inert ligand klozapin N-oksit (CNO)12 olarak bilinen tarafından aktive edilir tasarımcı ilaçlar veya dreadds tarafından aktive bir tasarımcı reseptörü kodlayan viral partiküllerin teslimini içerir . Yetişkin NSCs düzenleyen yerel nöral devreleri işlemek için DREADDs kullanarak avantajı CNO yönetim kolaylığı ve çeşitli yolların yatıyor. Bu da, uzun süreli çalışmalar için nöral devreleri modüe etmek için kolayca adapte olan, azaltılmış hayvan elleçleme ile daha az zaman alıcı bir yaklaşım sağlar.
Bu protokolde açıklanan yaklaşım, hem immünofluoresesans teknikleri hem de devre manipülasyonlarını birleştiren yetişkin hipokampal nörojenezinin devre yönetmeliğini başarıyla sorgulamak için gerekli çeşitli protokollerin kapsamlı bir koleksiyonudur. chemogenetics kullanarak. Aşağıdaki protokolde açıklanan yöntem, Yetişkin nörogenezi üzerinde düzenleyici fonksiyonlarını belirlemek için aynı anda bir veya birden fazla devresi uyarıcı veya inhibe etmek için uygundur. Bu yaklaşım, soru yüksek derecede geçici çözünürlük gerekmiyorsa en iyi şekilde kullanılır. Belirli bir frekans stimülasyon/inhibisyonu hassas temporal kontrol gerektiren sorular, daha iyi optogenetiği kullanarak ele alınabilir13,14. Burada açıklanan yaklaşım, özellikle stres önemli bir sorun olduğu zaman minimal hayvan kullanımı ile uzun vadeli çalışmalar için kolayca adapte edilir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Hayvan konuları da dahil olmak üzere tüm prosedürler, Kuzey Carolina Chapel Hill Üniversitesi 'nde kurumsal hayvan bakımı ve kullanım Komitesi (ıesuc) tarafından onaylanmıştır.
1. viral partiküllerin stereotaktik enjeksiyonu
2. Clozapine N-oksit yönetimi
3. thymidine analog etiketleme
4. doku hazırlama ve Işleme
| Antifriz çözeltisi | Etilen-glikol 150 ml + sakaroz 150 g + doldurmak için 500 ml 0,1 M PB için 500 ml çözüm |
| Sitrat tampon | 9 mL sitrik asit stok + 41 mL Tri-sodyum sitrat tampon + 450 mL ddH2O |
| Sitrik asit stokları | [0,1 M] Sitrik asit 21 g/1 L ddH2O |
| Tri-sodyum sitrat stok | [0,1 M] Tri-sodyum sitrat 29,4 g/1 L ddH2O |
| Tris tampon tuz-Triton (TBS-Triton) | 0,05% 100-x Triton TBS 'de |
| Geçirgen tampon | 0,5% 100-x Triton TBS 'de |
| Arabellek engelleme | 0,33 ml TBS-Triton ' t a mL eşek serumu |
| Edu reaksiyon çözümü | Bir CuSO4· 5h2o çözüm ekleyerek 1 mg Cuso4· 5h2o içinde 4 ml çözeltisi [0,1 M] Tris pH 8,5. Sonra 1:40 bir 600 μM Alexa488-azid solüsyonu ve 10 mg/ml L-na+ askorbat 'ye Cuso4· 5h2O çözeltisi dokusuna uygulamadan önce ekleyin. |
Tablo 1: immünhistokimya için kullanılan çözümler.
5. immünhistokimya
6. resim koleksiyonu
7. görüntü analizi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yukarıda açıklanan deneysel prosedürleri takiben (Şekil 1a,B), Hippocampus içinde nörojenik niş üzerinde kontralateral yosunlu hücre projeksiyonları uyarıcı etkilerini belirlemek başardık. Bir CRE bağımlı GQ kullanarak-bir yosunlu hücre 5-HT2A CRE-Line etiketleme ile eşleştirilir uyarıcı dreadd virüs eşleşen, biz seçmeli olarak kontralateral DG üzerine yosunlu hücrelerden uyarıcı projeksiyonları etkinleştirmek başardık ve bu güçlü yosunlu hücre tespit stimülasyon teşvik kök ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Bu protokolün amacı, bir dizi immünhistokimya tekniklerini kullanarak özel nöral devrelerin nasıl manipüle edildiğini değerlendirmek. Spesifik nöral devrelerle aracılık edilen yetişkin nörojenezinin aktiviteye bağımlı olarak düzenlenmesi, çeşitli nöral devrelerin incelenmesi için büyük bir potansiyele sahip değerli bir tekniktir. Bu tür deneylerin başarısı, doğru viral teslimat, istenilen manipülasyon için uygun viral seçim, bir timidin analog, hayvan yaşı, immünostasyon verimliliği, başarılı uygun teslim dahil olmak üze...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların ifşa etmesi gereken hiçbir şey yok.
L.J.Q. Ulusal Sağlık Enstitüsü Ruh Sağlığı Ulusal sağlığı Enstitüleri çeşitlilik Supplement R01MH111773 yanı sıra T32 eğitim hibe T32NS007431-20 altında tarafından desteklenmektedir. Bu proje NıH (MH111773, AG058160 ve NS104530) dan js verilen hibe desteklenmektedir.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| 24 Kuyulu Plaka | Thermo Fisher Scientific | 07-200-84 | |
| 48 Kuyulu Plaka | Denville Scientific | T1049 | |
| 5-Etinil-2'-deoksiuridin (Edu) | Karbosynth | NE08701 | |
| Alkol %70 İzopropil | Thermo Fisher Scientific | 64-17-5 | |
| Alkol Hazırlama Pedleri | Thermo Fisher Scientific | 13-680-63 | |
| Alexa-488 Azide | Thermo Fisher Scientific | A10266 | |
| Anti-Tavuk Nestin Aves | NES; RRID: AB_2314882 | ||
| Keçi Karşıtı DCX | Santa Cruz | Kedisi # SC_8066; RRID: AB_2088494 | |
| Anti-Fare Tbr2 | Thermo Fisher Scientific | 14-4875-82; RRID: AB_11042577 | |
| Betadine Çözeltisi (povidon-iyot) | Amazon | ||
| Sitirik Asit Stoku [.1M] Sitrik Asit (21g/L sitrik asit) | Sigma-Aldrich | 251275 | |
| Klozapin N-Oksit | Sigma-Aldrich | C08352-5MG | |
| Konfokal Yazılım (Zen Siyahı) | Zeiss Mikroskobu | Zen 2.3 SP1 FP1 (siyah) | |
| Bakır (II) Sülfat Pentahidrat | Thermo Fisher Scientific | AC197722500 | |
| Pamuklu Çubuklar | Amazon | ||
| Lamel | Denville Scientific | M1100-02 | |
| Hassas Görev Mendili Kimwipes | Kimtech Science | 7557 | |
| Matkap Ucu 0,5 mm | İnce Bilim Araçları | 19007-05 | |
| Etilen Glikol | Thermo Fisher Scientific | E178-1 | |
| Hamilton İğne 2 inç | Hmailton Company | 7803-05 | |
| Hamilton Şırınga 5 & L Model 75 RN | Hmailton Şirketi | Ref: 87931 | |
| Yüksek Hızlı Matkap | Foredom | 1474 | |
| İnfüzyon Pompası | Harvard Aparatı | 70-4511 | |
| Enjekte Edilebilir Salin Çözeltisi | Mountainside Health Care | NDC 0409-4888-20 | |
| İnsülin Şırıngası | BD Ultra İnce İnsülin Şırıngaları | ||
| İzofluran | Henry Schein | 29405 | |
| Küçük Hayvan İçin Stereotax | KOPF Aletleri Model | 942 | |
| Leica M80 | Leica | ||
| Leica Mikrotom | Leica | SM2010 R | |
| LSM 780 | Zeiss Mikroskopi | ||
| Nair (Epilasyon Ürünü) | Nair | ||
| Paraformaldahyde %4 | Sigma-Aldrich | ||
| Plus Şarjlı Slayt | Denville Scientific | M1021 | |
| Fosfat Tamponlu Çözelti (PBS) | Thermo Fisher Scientific | 10010031 | |
| Puralube Veteriner Merhem | Puralube | ||
| Slayt Rafı 20 slayt ünitesi | Elektron Mikroskobu Bilimi | 70312-24 | |
| Sürgülü Raf tutucu | Elektron Mikroskobu Bilimi | 70312-25 | |
| Küçük Hayvan Isıtma Yastığı | K & H | ||
| Sükroz | Sigma-Aldrich | S0389 | |
| Süper PAP Kalem 4 mm uçlu | PolySciences | 24230 | |
| Cerrahi Neşter | MedPride | 47121 | |
| Tris Tamponlu Çözelti (TBS) | Sigma-Aldrich | T5912 | |
| Tri-sodyum sitrat Stoku [0.1 M] Tri-sodyum Sitrat (29.4g/L tri-sodyum sitrat) | Sigma-Aldrich | C8532 | |
| Triton X-100 | Sigma-Aldrich | 93443 | |
| Cımbız | Amazon | ||
| Vet Bond Doku Yapıştırıcısı | 3M | 1469SB |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.