Name: Kemirgenlerin Kafalarında Tanımlanmış İvmelenmeler Oluşturmak için Pasif Kafa Hareketinin Uygulanması (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2022-07-21T13:00:00.000+00:00
Duration: 5 min 4 s
Description: Keşfedin pasif kafa hareketi sistemini, kemirgenlerde mekanik ivmelerin beyin fonksiyonlarına etkisini izole etmek için. Bu yöntem egzersiz fizyolojisi ve nöronal sinyalleşme araştırmalarına katkı sağlar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Bu çalışma kısmen Japon Sağlık, Çalışma ve Refah Bakanlığı'ndan Intramural Araştırma Fonu tarafından desteklenmiştir; Japonya Bilimi Geliştirme Derneği'nden Bilimsel Araştırma için Hibeler (KAKENHI 15H01820, 15H04966, 18H04088, 20K21778, 21H04866, 21K11330, 20K19367); Özel Üniversitelerde Stratejik Araştırmalar Vakfı için MEXT-Destekli Program, Japonya Eğitim, Kültür, Spor, Bilim ve Teknoloji Bakanlığı'ndan 2015-2019 (S1511017); Naito Bilim ve Mühendislik Vakfı. Bu araştırma aynı zamanda Eunice Kennedy Shriver Ulusal Çocuk Sağlığı ve İnsani Gelişme Enstitüsü (NICHD), Ulusal Nörolojik Bozukluklar ve İnme Enstitüsü (NINDS) ve Ulusal Sağlık Enstitüleri Ulusal Biyomedikal Görüntüleme ve Biyomühendislik Enstitüsü (NIBIB) tarafından P2CHD086843 Ödül Numarası altında desteklenen Rejeneratif Rehabilitasyon Araştırma ve Eğitim İttifakı'ndan (AR3T) fon aldı.

Tüm hayvan deneyleri, Ulusal Engelliler Rehabilitasyon Merkezi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylanmıştır. 8-9 haftalık erkek Sprague-Dawley sıçanları, koşu bandı koşusu ve PHM sırasında kafadaki hızlanmaları ölçmek için kullanıldı. Davranış testleri ve PFC'nin histolojik analizleri için 9-10 haftalık erkek C57BL/6 fareler kullanıldı.
1. Koşu bandı çalışması sırasında x-, y- ve z eksenleri boyunca ivmelenmelerin büyüklüklerinin ölçülmesi
<ol><li>Sıçanı% 1.5 izofluran inhalasyonu ile anestezi yapın. NOT: Sıçanlar laboratuvar ortamına en az 1 hafta alıştıktan sonra kullanılmıştır. Sıçanın bir arka bacak ayak parmağı sıkışmasına duyarlı olmadığından emin olun.</li>
	<li>İvmeölçeri (bakınız Malzeme Tablosu) cerrahi bant kullanarak sıçanın başının üstüne sabitleyin.</li>
	<li>Anesteziden tamamen kurtulduktan sonra, sıçanı koşu bandı makinesine yerleştirin ( bkz. Malzeme Tablosu) ve koşu bandını orta bir hıza (20 m / dak) ayarlayın12 (Şekil 1A). NOT: İzofluran inhalasyonunun sona ermesinden sonra sıçanın anesteziden tamamen iyileştiğini doğrulamak ve koşu bandı deneyine başlamak en az 20 dakika sürdü. Sıçanın bir arka bacak ayak parmağı sıkışmasına duyarlı olduğundan, belirgin bir şaşkınlık olmadan yürüyebildiğinden veya koşabildiğinden emin olun.</li>
	<li>Üreticinin talimatlarını izleyerek uygulama yazılımını kullanarak sıçan koşu bandı çalışması sırasında dikey ivmelenmelerin büyüklüğünü ölçün (bkz. NOT: 10 seri dalgayı ayıklayın ve 3 boyutlu eksenler boyunca ortalama ivmeleri ayrı ayrı hesaplayın (x-, y- ve z-eksenleri, Şekil 1B). Tepe büyüklükleri, basamaklı senkronize dalgalar (~ 2 Hz frekans) koşu bandı koşu bandı kaynaklı ivmelenmeler olarak tanımlanarak ölçülmüştür (Şekil 1C). Bu çalışma için sıçanlar kullanıldı, çünkü daha büyük vücut boyutları, farelerde mümkün olmayan kafadaki dikey ivmeyi güvenilir bir şekilde ölçmek için uygundu. Bununla birlikte, fareler, kafa seğirme yanıtının nicel analizi ile ilgili kolaylık ve güvenilirlik nedeniyle daha ileri çalışmalar için kullanılmıştır.</li>
</ol>2. PHM sisteminin ayarlanması ve PHM'nin farelere uygulanması
<ol><li>Platformun salınımının genliğini ve pervane şeklindeki kamın dönme hızını PHM sisteminde önceden ayarlayın (Şekil 1D), böylece dikey ivmenin büyüklüğü ve frekansı adım 1.4'te elde edilen değerlerle eşleşir. NOT: PHM sistemi metal bir çerçeve ve ahşap platformdan oluşur. Motor hızı, dahili sürücüye bağlı kadran ayarlanarak değiştirilebilir ve kontrol edilebilir (bkz. 600 kadran ölçeği 2 Hz'e karşılık geliyor, Şekil 1E. Pervane şeklindeki kam, 5 mm adım yüksekliğinde dört bileğe sahiptir (Şekil 1F).</li>
	<li>Fareyi% 1.2 izofluran soluyarak anestezi altına alın. NOT: Fareler laboratuvar ortamlarına en az 1 hafta alıştıktan sonra kullanılmıştır. Farenin arka bacak ayak parmağı sıkışmasına yanıt vermediğinden emin olun.</li>
	<li>Fareyi, sırasıyla kafa ve vücudun geri kalanı salınımlı ve statik platformlarda olacak şekilde eğilimli bir konuma getirin. NOT: Fareyi anestezi altında tutun (%1,2 izofluran).</li>
	<li>Platformu dikey olarak salınıma sokmak için motoru açın ve fareye PHM uygulayın. NOT: Motor hızı, platformu 2 Hz'de salınım yapacak şekilde ayarlanmıştır (bkz. adım 2.1). Kontrol faresini de aynı şekilde anestezi altına alın ve PHM platformuna yerleştirin, ancak motoru kapalı bırakın.</li>
</ol>3. Farenin koşu bandında çalıştırılması
<ol><li>Fareyi koşu bandı makinesinin üzerine getirin ve koşu bandını orta bir hıza (10 m/dak)13 ayarlayın.</li>
</ol>4. Fare kafası-seğirme tepkisinin (HTR) ölçülmesi
<ol><li>Video kamerayı (kare hızı: 24 fps) şeffaf plastik kutudaki tüm alanı kaydedecek şekilde ayarlayın. NOT: Plastik kafes, fareyi video kaydı alanında tutmak için kullanılmıştır.</li>
	<li>İntraperitoneal olarak 5-hidroksitriptofan (5-HTP) (100 mg / kg) (bakınız Malzeme Tablosu), 5-HT'nin öncüsü, bir fareye uygulayın.</li>
	<li>Fareyi şeffaf kafese yerleştirin ve 30 dakika boyunca kayda başlayın.</li>
	<li>Kaydedilen videoyu (1/2x veya 1/3x hız) gözden geçirin ve kafa seğirmesini manuel olarak sayın. NOT: Analistler deneysel prosedüre kör olmadılar. Farenin karakteristik "tik benzeri" hızlı hareketi ( Ek Film 1'e bakınız), normal üreme ortamında nadiren meydana gelen kafa seğirmesi olarak sayılmıştır.</li>
</ol>5. Fare PFC'sinin immünohistokimyasal analizi
<ol><li>HTR testleri tamamlandıktan sonra, midazolam (4.0 mg / kg), butorphanol (4.0 mg / kg) ve medetomidin (0.3 mg / kg) karışımını uygulayarak fareyi anestezi altına alın, PBS'de% 4 paraformaldehit (PFA) ile perfüze edin ve daha önce yayınlanan raporlar 14,15'i takiben beyni tüketin.</li>
	<li>Beyinleri PBS'de% 4 PFA'da 4 ° C'de 24 saat daha sabitleyin ve% 30 sakkaroz / PBS'de batana kadar saklayın. Sabit optimum kesme sıcaklığı bileşiğini dondurun (OCT bileşiği, bkz.</li>
	<li>Fare beyninin kriyo bölümlerini slayt kutusundan alın (bkz. Numuneler tamamen kuruyana kadar slaytları oda sıcaklığında temiz mendiller üzerinde bırakın. NOT: Yirmi mikrometre kalınlığında sagital kesitler (Yanal +0,5–1,5 mm), bir kriyostat kullanılarak OCT bileşiğine gömülmüş dondurulmuş numunelerden hazırlanmıştır (bakınız Malzeme Tablosu).</li>
	<li>Çözeltinin yayılma alanını sınırlamak üzere slayttaki kriyokesitli dokunun etrafına bir daire çizmek için sıvı bloker kalem kullanın (Tris tamponlu salinde (TBS-T) % 0.1 Ara-20).</li>
	<li>Nemli bir ortam yaratmak için sönümlenmiş mendilleri slaytları tutan bir tepsinin altına yerleştirin.</li>
	<li>TBS-T ile geçirgenlikten sonra, oda sıcaklığında 1 saat boyunca% 4 eşek serumu (Malzeme Tablosuna bakınız) ile bloke edin.</li>
	<li>Slaytları TBS-T'ye 5 dakika daldırarak bir kez durulayın.</li>
	<li>Her slayta 100 μL uygun şekilde seyreltilmiş birincil antikor ve DAPI ( bakınız Malzeme Tablosu) karışımı uygulayın, numunenin kurumasını önlemek için tepsiyi örtün ve gece boyunca oda sıcaklığında inkübe edin.</li>
	<li>TBS-T ile üç kez durulayın (her biri 5 dakikalık inkübasyon).</li>
	<li>Her slayta 100 μL uygun şekilde seyreltilmiş türlerle eşleşen floresan sekonder antikoru (Alexa Fluor 488, 568 veya 645 ile konjuge edilmiş) uygulayın (bkz. Malzeme Tablosu) ve oda sıcaklığında 1 saat boyunca inkübe edin.</li>
	<li>TBS-T ile üç kez durulayın (her biri 5 dakikalık inkübasyon).</li>
	<li>Kızakları montaj ortamıyla monte edin (bkz. Slaytları kapak fişleriyle örtün.</li>
	<li>Örneği bir floresan mikroskobu altında görüntüleyin.</li>
</ol>

<ol><li>Lackland, D. T., Voeks, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+syndrome+and+hypertension%3A+regular+exercise+as+part+of+lifestyle+management%5BTitle%5D)+AND+%22Current+Hypertension+Reports%22%5BJournal%5D)">Metabolic syndrome and hypertension: regular exercise as part of lifestyle management.</a> Current Hypertension Reports. 16 (11), 1-7 (2014).</li>
<li>Heyn, P., Abreu, B. C., Ottenbacher, K. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+effects+of+exercise+training+on+elderly+persons+with+cognitive+impairment+and+dementia%3A+a+meta-analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Archives+of+Physical+Medicine+and+Rehabilitation%22%5BJournal%5D)">The effects of exercise training on elderly persons with cognitive impairment and dementia: a meta-analysis.</a> Archives of Physical Medicine and Rehabilitation. 85 (10), 1694-1704 (2004).</li>
<li>Saitou, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Local+cyclical+compression+modulates+macrophage+function+in+situ+and+alleviates+immobilization-induced+muscle+atrophy%5BTitle%5D)+AND+%22Clinical+Science%22%5BJournal%5D)">Local cyclical compression modulates macrophage function in situ and alleviates immobilization-induced muscle atrophy.</a> Clinical Science. 132 (19), 2147-2161 (2018).</li>
<li>Sakitani, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Application+of+consistent+massage-like+perturbations+on+mouse+calves+and+monitoring+the+resulting+intramuscular+pressure+changes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Visualized+Experiments%22%5BJournal%5D)">Application of consistent massage-like perturbations on mouse calves and monitoring the resulting intramuscular pressure changes.</a> Journal of Visualized Experiments. (151), e59475(2019).</li>
<li>Miyazaki, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+regulation+of+bone+homeostasis+through+p130Cas-mediated+alleviation+of+NF-%CE%BAB+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Advances%22%5BJournal%5D)">Mechanical regulation of bone homeostasis through p130Cas-mediated alleviation of NF-κB activity.</a> Scientific Advances. 5 (9), (2019).</li>
<li>Berger, M., Gray, J. A., Roth, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+expanded+biology+of+serotonin%5BTitle%5D)+AND+%22Annual+Review+of+Medicine%22%5BJournal%5D)">The expanded biology of serotonin.</a> Annual Review of Medicine. 60 (1), 355-366 (2009).</li>
<li>Canli, T., Lesch, K. -P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Long+story+short%3A+the+serotonin+transporter+in+emotion+regulation+and+social+cognition%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Long story short: the serotonin transporter in emotion regulation and social cognition.</a> Nature Neuroscience. 10 (9), 1103-1109 (2007).</li>
<li>Roth, B., Hanizavareh, S. M., Blum, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Serotonin+receptors+represent+highly+favorable+molecular+targets+for+cognitive+enhancement+in+schizophrenia+and+other+disorders%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology%22%5BJournal%5D)">Serotonin receptors represent highly favorable molecular targets for cognitive enhancement in schizophrenia and other disorders.</a> Psychopharmacology. 174 (1), 17-24 (2003).</li>
<li>Bhattacharyya, S., Puri, S., Miledi, R., Panicker, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Internalization+and+recycling+of+5-HT2A+receptors+activated+by+serotonin+and+protein+kinase+C-mediated+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences+of+the+United+States+of+America%22%5BJournal%5D)">Internalization and recycling of 5-HT2A receptors activated by serotonin and protein kinase C-mediated mechanisms.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 99 (22), 14470-14475 (2002).</li>
<li>Canal, C. E., Morgan, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Head-twitch+response+in+rodents+induced+by+the+hallucinogen+2%2C5-dimethoxy-4-iodoamphetamine%3A+a+comprehensive+history%2C+a+re-evaluation+of+mechanisms%2C+and+its+utility+as+a+model%5BTitle%5D)+AND+%22Drug+Testing+and+Analysis%22%5BJournal%5D)">Head-twitch response in rodents induced by the hallucinogen 2,5-dimethoxy-4-iodoamphetamine: a comprehensive history, a re-evaluation of mechanisms, and its utility as a model.</a> Drug Testing and Analysis. 4 (7-8), 556-576 (2012).</li>
<li>Halberstadt, A. L., Geyer, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+the+head-twitch+response+induced+by+hallucinogens+in+mice%3A+detection+of+the+behavior+based+on+the+dynamics+of+head+movement%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Characterization of the head-twitch response induced by hallucinogens in mice: detection of the behavior based on the dynamics of head movement.</a> Psychopharmacology (Berl). 227 (4), 727-739 (2013).</li>
<li>Kim, S. -E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treadmill+exercise+prevents+aging-induced+failure+of+memory+through+an+increase+in+neurogenesis+and+suppression+of+apoptosis+in+rat+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Gerontology%22%5BJournal%5D)">Treadmill exercise prevents aging-induced failure of memory through an increase in neurogenesis and suppression of apoptosis in rat hippocampus.</a> Experimental Gerontology. 45 (5), 357-365 (2010).</li>
<li>Li, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Regular+treadmill+running+improves+spatial+learning+and+memory+performance+in+young+mice+through+increased+hippocampal+neurogenesis+and+decreased+stress%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Research%22%5BJournal%5D)">Regular treadmill running improves spatial learning and memory performance in young mice through increased hippocampal neurogenesis and decreased stress.</a> Brain Research. 1531, 1-8 (2013).</li>
<li>González-Maeso, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hallucinogens+recruit+specific+cortical+5-HT2A+receptor-mediated+signaling+pathways+to+affect+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Hallucinogens recruit specific cortical 5-HT2A receptor-mediated signaling pathways to affect behavior.</a> Neuron. 53 (3), 439-452 (2007).</li>
<li>Ryu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanical+regulation+underlies+effects+of+exercise+on+serotonin-induced+signaling+in+the+prefrontal+cortex+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22iScience%22%5BJournal%5D)">Mechanical regulation underlies effects of exercise on serotonin-induced signaling in the prefrontal cortex neurons.</a> iScience. 23 (2), 100874(2020).</li>
<li>Shefer, G., Rauner, G., Stuelsatz, P., Benayahu, D., Yablonka-Reuveni, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moderate-intensity+treadmill+running+promotes+expansion+of+the+satellite+cell+pool+in+young+and+old+mice%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+Journal%22%5BJournal%5D)">Moderate-intensity treadmill running promotes expansion of the satellite cell pool in young and old mice.</a> FEBS Journal. 280 (17), 4063-4073 (2013).</li>
<li>Wang, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Moderate+exercise+has+beneficial+effects+on+mouse+ischemic+stroke+by+enhancing+the+functions+of+circulating+endothelial+progenitor+cell-derived+exosomes%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Neurology%22%5BJournal%5D)">Moderate exercise has beneficial effects on mouse ischemic stroke by enhancing the functions of circulating endothelial progenitor cell-derived exosomes.</a> Experimental Neurology. 330, 113325(2020).</li>
<li>Pacák, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Stressor-specific+activation+of+the+hypothalamic-pituitary-adrenocortical+axis%5BTitle%5D)+AND+%22Physiological+Research%22%5BJournal%5D)">Stressor-specific activation of the hypothalamic-pituitary-adrenocortical axis.</a> Physiological Research. 49, 11-17 (2000).</li>
<li>Okamoto, M., Soya, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mild+exercise+model+for+enhancement+of+hippocampal+neurogenesis%3A+A+possible+candidate+for+promotion+of+neurogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Fitness+and+Sports+Medicine%22%5BJournal%5D)">Mild exercise model for enhancement of hippocampal neurogenesis: A possible candidate for promotion of neurogenesis.</a> The Journal of Physical Fitness and Sports Medicine. 1 (4), 585-594 (2012).</li>
</ol>

Yazarlar, bu makalede açıklanan çalışma ile ilgili rakip bir çıkar olmadığını beyan ederler.

Geliştirilen PHM uygulama sistemini kullanarak, PFC nöronlarındaki 5-HT sinyallemesinin mekanik olarak düzenlendiğini gösterdik. Egzersiz etkilerinin karmaşıklığı nedeniyle, egzersizin sonucunu sağlığın teşviki bağlamında tam olarak incelemek zor olmuştur. Odak noktası, enerji tüketimi gibi egzersiz aktiviteleriyle veya daha sonra egzersiz aktiviteleriyle ortaya çıkabilecek metabolik olayların katılımını veya katkısını önlemek için mekanik yönlerdir. Burada açıklanan yöntemin, egzersizin beyin fonksiyonları üzerindeki et...

Egzersiz, diabetes mellitus ve esansiyel hipertansiyon gibi yaşam tarzı hastalıkları da dahil olmak üzere çeşitli fiziksel bozuklukları tedavi etmek veya önlemek için faydalıdır1. Bununla ilgili olarak, egzersizin beyin fonksiyonları üzerindeki olumlu etkilerine ilişkin kanıtlar da toplanmıştır2. Bununla birlikte, egzersizin beyin için faydalarının altında yatan moleküler mekanizmalar öncelikle aydınlatılmamıştır. Çoğu fiziksel aktivite ve egzersiz, en azından bir dereceye kadar kafada mekanik hızlanmalar üretir. Çeşitli fizyolojik fenomenler mekanik olarak düzenlenirken, mekanik yüklemenin önemi, çoğu durumda, kas-iskelet sistemi 3,4,5'te belgelenmiştir. Beyin, fiziksel aktiviteler sırasında, özellikle de darbeci egzersizler olarak adlandırılan mekanik kuvvetlere maruz kalmasına rağmen, fizyolojik beyin fonksiyonunun mekanik düzenlemesi nadiren çalışılmıştır. Kafadaki mekanik ivmelenmelerin oluşumu fiziksel egzersizlerde nispeten yaygın olduğu için, mekanik düzenlemenin egzersizin beyin fonksiyonlarına faydalarında rol oynayabileceği düşünülmektedir.
5-HT2A reseptör sinyali, sinir sisteminde işlev gören çeşitli biyokimyasal sinyaller arasındaki duygu ve davranışların düzenlenmesinde esastır. Egzersizin terapötik olarak etkili olduğu kanıtlanmış çoklu psikiyatrik hastalıklarda 6,7,8'de rol oynar. 5-HT2A reseptörü, serotonin ailesine ait 5-HT2 reseptörünün bir alt tipidir ve aynı zamanda sinyalizasyonu ligand-bağımlı veya -bağımsız9 içselleştirilmesi ile modüle edilen G-proteinine bağlı reseptör (GPCR) ailesinin bir üyesidir. Kafa seğirmesi, miktarı (frekansı) prefrontal korteks (PFC) nöronlarında10,11 sinyal veren 5-HT2A reseptör sinyalinin yoğunluğunu açıkça temsil eden kemirgenlerin karakteristik bir davranışıdır. Uygulanan 5-HT'ye (kafa seğirmesi yanıtı, bundan böyle HTR olarak anılacaktır; Ek Film 1'e bakınız) verilen bu halüsinojenik yanıtın katı özgüllüğünden yararlanarak, egzersizin beyin fonksiyonları üzerindeki etkilerindeki mekanik etkiler üzerine yukarıda belirtilen hipotez test edilmiştir. Bu nedenle, zorla egzersiz (koşu bandı koşusu) veya egzersizi taklit eden mekanik müdahaleye (PHM) maruz kalan farelerin HTR'sini analiz ettik ve karşılaştırdık.

<table><tbody><tr><td>5-hidroksitriptofan (5-HTP)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>H9772</td><td>Serotonin (5-HT) öncüsü</td></tr><tr><td>Fırçasız motor sürücüsü</td><td>Oryantal motor</td><td>BMUD30-A2</td><td>Hız değiştirici yerleşik motor sürücüsü</td></tr><tr><td>C57BL/6 fare</td><td>Oryantal maya şirketi</td><td>C57BL/6J</td><td>Bu çalışmada kullanılan fareler</td></tr><tr>Dondurulmuş <td></td><td>numuneleri</td><td></td><td></td></tr> <tr><td>kesmek için kriyostat Leica CM33050S MikrotomDC Motor</td><td>Oryantal motor</td><td>BLM230-GFV2</td><td>Motor</td></tr><tr><td>Eşek anti-keçi Alexa Fluor 568</td><td>Invitrogen</td><td>A-11057</td><td>İmmünohistokimyasal boyama için kullanılan ikincil antikor</td></tr><tr><td>Eşek anti-fare Alexa Fluor 647</td><td>Invitrogen</td><td>A-31571</td><td>İmmünohistokimyasal boyama için kullanılan ikincil antikor</td></tr><tr><td>Eşek anti-tavşan Alexa Fluor 488</td><td>Invitrogen</td><td>A-21206</td><td>İmmünohistokimyasal boyama için kullanılan ikincil antikor</td></tr><tr><td>Eşek serumu</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S30-100ML</td><td>İmmünohistokimyasal boyamada antikorların spesifik olmayan bağlanmasının blokeri</td></tr><tr><td>Floresan mikroskobu</td><td>Keyence</td><td>BZ-9000</td><td>Floresan mikroskobu</td></tr><tr><td>Keçi poliklonal anti-5-HT 2A reseptörü</td><td>Santa Cruz Biyoteknoloji</td><td>sc-15073</td><td>İmmünohistokimyasal boyama için kullanılan birincil antikor</td></tr><tr><td>İzofluran</td><td>Pfizer</td><td>v002139</td><td>İnhalasyon anestezik</td></tr><tr><td>KimWipe</td><td>NIPPON PAPER CRECIA</td><td>S-200</td><td>Laboratuvardaki yüzeyleri, parçaları, aletleri temizlemek için kağıt bez</td></tr><tr><td>Sıvı Engelleyici</td><td>Daido Sangyo</td><td>PAP-S</td><td>Slayt yüzeyini su itici yapmak için kullanılan işaretleyici</td></tr><tr><td>Fare monoklonal anti-NeuN (klon A60)</td><td>EMD Millipore (Merck)</td><td>MAB377</td><td>İmmünohistokimyasal boyama için kullanılan birincil antikor</td></tr><tr><td>NinjaScan-Light</td><td>Switchscience</td><td>SSCI-023641</td><td>İvmeleri ölçmek için ivmeölçer</td></tr><tr><td>OCT bileşiği</td><td>Sakura Finetek</td><td>45833</td><td>Donmuş doku kesitlerini hazırlamak için gömme maddesi</td></tr><tr><td>ProLong Gold Antifade Mountant</td><td>Invitrogen</td><td>P36934</td><td>Önlemek için montaj ortamı flor solması</td></tr><tr><td>Tavşan poliklonal anti-c-Fos</td><td>Santa Cruz Biyoteknoloji</td><td>sc-52</td><td>İmmünohistokimyasal boyama için kullanılan birincil antikor</td></tr><tr><td>Slayt kutusu</td><td>AS ONE</td><td>03-448-1</td><td>Slaytları saklamak için opak kutu</td></tr><tr><td>Spike2</td><td>Cambridge elektronik tasarım limited (CED)</td><td>N/A</td><td>İvmeyi analiz etmek için kullanılan uygulama yazılımı</td></tr><tr><td>Sprague-Dawley sıçanları</td><td>Japonya SLC</td><td>Slc:SD</td><td>Bu çalışmada kullanılan Sıçanlar</td></tr><tr><td>Koşu bandı makinesi</td><td>Muromachi</td><td>MK-680</td><td>Sistemi sıçan ve farelerin zorla çalıştırılması deneylerinde kullanılmıştır</td></tr></tbody></table>

kemirgenlerin kafalarında tanımlanmış İvmelenmeler oluşturmak için pasif kafa hareketinin uygulanması

Application of Passive Head Motion to Generate Defined Accelerations at the Heads of Rodents

Egzersiz, beyin fonksiyon bozukluğu ile ilgili olanlar da dahil olmak üzere çeşitli hastalıklar ve fiziksel bozukluklar için etkili olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, egzersizin yararlı etkilerinin arkasındaki moleküler mekanizmalar tam olarak anlaşılamamıştır. Birçok fiziksel egzersiz, özellikle koşu ve yürüyüş gibi aerobik egzersizler olarak sınıflandırılanlar, ayakla yere temas ettiğinde dürtüsel kuvvetler üretir. Bu nedenle, mekanik etkinin egzersizin organizmasal homeostaza nasıl katkıda bulunduğuna bağlı olabileceği düşünülmektedir. Bu hipotezi beyinde test etmek için, kontrollü ve tanımlanmış büyüklükler ve modlarla dikey ivmelenmeler üretebilen ve orta hızlarda çalışan koşu bandı sırasında kemirgenlerin kafalarına uygulanabilecek mekanik stimülasyonu yeniden üretebilen, hayvanlarda egzersizin etkilerini test etmek için tipik bir müdahale olan özel olarak tasarlanmış bir "pasif kafa hareketi" (bundan böyle PHM olarak anılacaktır) sistemi geliştirilmiştir. Bu sistem kullanılarak, PHM'nin farelerin prefrontal korteks (PFC) nöronlarındaki serotonin (5-hidroksitriptamin, bundan böyle 5-HT olarak anılacaktır) reseptör alt tipi 2A (5-HT2A) sinyalini özetlediği gösterilmiştir. Bu çalışma, PHM'yi uygulamak ve kemirgenlerin kafalarında ortaya çıkan mekanik ivmelenmeleri ölçmek için ayrıntılı protokoller sunmaktadır.

Koşu bandı sırasında sıçanların kafalarındaki dikey ivmelenmelerin orta hızda (20 m / dak) çalışması sırasında tepe büyüklüğü yaklaşık 1.0 × g idi (Şekil 1C). PHM sistemi (Şekil 1D), kemirgenlerin kafalarında 1.0 × g'lık dikey ivme zirveleri üretmek için kurulmuştur.
Farelere PHM uygulaması (2 Hz, 7 gün boyunca 30 dakika / gün), kontrol farelerine kıyasla HTR'lerini önemli ölçüde zayıflattı (7 gün boyunca 30 dakika /...

Mevcut protokol, orta hızlarda çalışan koşu bandı sırasında üretilen kemirgenlerin kafalarında mekanik ivmelenmeleri yeniden üreten özel olarak tasarlanmış bir "pasif kafa hareketi" sistemini tanımlamaktadır. Mekanik faktörlerin / elementlerin fiziksel egzersizin faydalı etkilerinden diseksiyonuna izin verir.

Kemirgenlerin Kafalarında Tanımlanmış İvmelenmeler Oluşturmak için Pasif Kafa Hareketinin Uygulanması

Exercise is widely recognized as effective for various diseases and physical disorders, including those related to brain dysfunction. However, molecular ...

Protokolümüz, fiziksel egzersizin organizma homeostazını nasıl desteklediği sorularını cevaplamaya yardımcı olur. Sistemler, beyin üzerindeki doğrudan mekanik etkileri, yürüyüş ve koşu gibi fiziksel aktivitelerin karmaşık sonuçlarından ayırmamıza izin verdi. Başlamak için, ivmeölçeri cerrahi bant kullanarak bir sıçanın başının üstüne sabitleyin.Anesteziden tamamen kurtulduktan sonra, sıçanı koşu bandı makinesine yerleştirin. Koşu bandını dakikada 20 metrede orta bir hıza ayarlayın. Sıçan koşu bandını çalıştırırken X, Y ve Z ekseni boyunca dikey ivmelenmelerin büyüklüğünü ölçmek için uygulama yazılımını kullanın.Yazılımdan elde edilen değerleri, PHM sistemindeki dikey ivme sıklığındaki büyüklükle eşleştirin. Platformun salınım genliğini ve pervane şeklindeki kamın dönme hızını önceden ayarlayın. Ardından, fareyi, kafası salınımlı ve vücudun geri kalanı statik platformlarda olacak şekilde eğilimli bir konuma getirin.Platformu dikey olarak salınıma sokmak için motoru açın ve fareye PHM uygulayın. Şeffaf plastik kutuda, tüm alanı kaydetmek için video kamerayı 24 FPS kare hızında ayarlayın. Daha sonra, intraperitoneal olarak beş hidroksitriptofanı bir fareye uygulayın.Fareyi şeffaf kafese yerleştirin ve 30 dakika boyunca kayda başlayın. Kaydedilen videoyu 0,5x hızında inceleyin ve kafa seğirmesini manuel olarak sayın. Fare beyninin kriyoseksiyonlarını slayt kutusundan alın.Numuneler tamamen kuruyana kadar slaytları oda sıcaklığında temiz mendiller üzerinde bırakın. Kriyoseksiyonlu dokunun etrafına bir daire çizmek için sıvı bloker kalem kullanın. Ardından TBS-T çözümünü ekleyin.Bir tepsinin altına, slaytlar için nemli bir ortam yaratmak üzere nemlendirilmiş mendiller yerleştirin. TBS-T ile permeablizasyondan sonra, bloke etmek için% 4 eşek serumu ekleyin ve bir saat boyunca oda sıcaklığında inkübe edin. Slaytları beş dakika boyunca TBS-T'ye batırarak bir kez durulayın.Daha sonra her slayta 100 mikrolitre uygun şekilde seyreltilmiş birincil antikor ve dappy karışımı uygulayın. Tepsiyi örtün ve gece boyunca oda sıcaklığında inkübe edin. Kuluçkadan sonra, TBS-T ile her biri beş dakika boyunca üç kez durulayın.Uygun şekilde seyreltilmiş türlerin 100 mikrolitresini floresan sekonder antikoru ile eşleştirin ve bir saat boyunca oda sıcaklığında inkübe edin. TBS-T ile her biri beş dakika boyunca üç kez duruladıktan sonra, kızakları montaj ortamıyla monte edin ve slaytları kapak fişleriyle örtün. Montajdan sonra, numuneyi bir floresan mikroskobu altında görüntüleyin.PHM sistemi, koşu bandı çalışması sırasında sıçanların kafalarına eşdeğer olan yaklaşık 1.0 kat G'de dikey ivme zirveleri üretecek şekilde ayarlandı. Farelere PHM uygulaması, prefrontal korteks nöronlarında PHM'nin 5-HT2A reseptör sinyallemesi üzerindeki baskılayıcı etkisini temsil eden kontrol farelerine kıyasla kafa seğirme tepkisini önemli ölçüde azaltmıştır. PHM'de çalışan koşu bandı, 5-HT2A reseptör içselleştirmesini ve fare prefrontal korteks nöronlarını önemli ölçüde geliştirdi.İçselleştirilmiş ve membranla ilişkili 5-HT2A reseptör pozitif alanlarının yeni ve pozitif alana göre nicelleştirilmesi bu gözlemi doğruladı. 5-HT2A reseptörü pozitif nöronlarda c-Fos ekspresyonunun immünosstaining ve nicelleştirilmesi, PHM'de çalışan koşu bandının 5-HTP'yi aşağı regüle ettiğini gösterdi. Bu, 5-HT2A reseptör aktivasyonu ve fare PFC nöronlarının aşağı akış hücresel olayıdır.Egzersiz etkilerinin mekanik yönlerini araştırmak için kafa dışındaki vücut kısımlarına mekanik müdahale uygulanabilir.

application-passive-head-motion-to-generate-defined-accelerations-at

Research

JoVE Journal

Biology

Biyoloji

Bu video, murin modelinde bir kafa direği implantasyon ameliyatını göstermektedir. Baş direği, yalnızca deney sırasında fareyi kafayla sabitlemek ve dolayısıyla dizginlemek için değil, aynı zamanda serbestçe hareket eden hayvanlara bir kafa cihazını güvenli bir şekilde takmak için de kullanılır.

Fare Headpost İmplantasyonu: Kemirgenlerde Kafa Fiksasyonu İçin Bir Yöntem

Bu yöntem, gezinmek ve hayvanın başının sağlam tespiti gerektiren mikroskobik görüntüleme veya tek hücreli elektrofizyolojik kayıtlar sırasında keşfetmek fare için somut, tanıdık bir ortam yaratır.

Düz zeminli Hava kaldırdı Platform: Yeni Bir Yöntem Awake üzerinde Mikroskopi veya Elektrofizyoloji ile davranışı birleştiren için serbestçe Kemirgenler Hareketli

Geleneksel kafa sabitleme teknikleri, kafa sabitleme aparatı için bir arayüz olarak kafatasına tutturulmuş metalik çerçeveler kullanmıştır. Bu protokol, kemirgenlerde davranışsal görevler için çerçevesiz, akrilik reçine kalıplama esaslı bir kafa sabitleme tekniğini göstermektedir.

Kemirgenler Akrilik Reçine Kalıp Esaslı Başkanı Fixation Tekniği

Burada sunulan bir protokol toplamak ve preklinik çalışmalar için kemirgenler dört ayaklı lokomotif üç boyutlu kinematik analiz etmektir.

Kemirgenler preklinik çalışmalar için 3D Kinematic yürüyüş analizi

Protokoller asansör dikey hareket ve dönme dolap rotasyonu kullanarak kemirgenlerde pasif hareketin otonom ve davranışsal etkilerini değerlendirmek için sunulmaktadır.

Asansör Dikey Hareketi ve Dönme Dolap Rotasyonu Kullanarak Sıçanlarda Pasif Hareketin Otonom ve Davranışsal Etkilerinin Değerlendirilmesi

Kemirgen yetenekli ulaşan yaygın becerikli becerileri çalışmak için kullanılır, ama önemli zaman ve çaba görevi uygulamak ve davranışı analiz gerektirir. Biz hareket izleme ve erişim yörüngeleri üç boyutlu yeniden yapılanma ile yetenekli ulaşmanın otomatik bir sürümünü tarif.

Paw ve digit yörüngeleri 3 boyutlu yeniden yapılanma ile ulaşan otomatik Rat tek Pellet

Uyanık, kafası sabitlenmiş sıçanların fonksiyonel görüntülemesi için ayrıntılı yeni bir prosedür tanımlanmıştır.

Uyanık, Kafaya Sabitlenmiş Sıçanların Nörogörüntülemesi için Kafa İmplantları

Bu protokol, kafasına sabitlenmiş farelerin beyin sapından in vivo, yüksek yoğunluklu tek nöron kayıtları elde etmek için bir yöntemi açıklar. Bu yaklaşım, genel anestezi öncesinde ve sırasında Hızlı Göz Hareketi (REM) uykusu sırasında aktif olmayan bir beyin sapı bölgesi olan ventrolateral periakuaduktal grideki nöronların aksiyon potansiyel ateşlemesini ölçmek için kullanılır.

Kafası Sabit Farelerin Beyin Sapından Akut Tek Üniteli Çoklu Elektrot Kayıtları

Metodoloji, optokinetik ve tüm vücut rotasyonları sırasında bakış stabilizasyonuna görsel ve vestibüler katkıları araştırdı. Stimülasyonlar görsel, vestibüler ve görselovestibüler denemelerle gerçekleştirildi. Burulmalı göz hareketi kazancı ve nistagmus frekansları, her deneme için duyusal spesifik hareket bilgisinin refleksif beyin sapı yanıtına doğru subkortikal iletimi için göstergeler olarak görev yaptı.

Rulo düzleminde subkortikal hareket işlemede görsel ve vestibüler girdinin göreceli önemini değerlendirmek için göz izlemeyi kullanma

Bu protokol, derin öğrenme odaklı çok eklemli yörünge otomatik etiketleme ile işaretçisiz koşu bandı testi kullanarak sıçan arka ayağı kinematik değerlendirme boru hattı oluşturur; bu da tekrarlanabilir hareket niceliğini sağlar.

Sıçanlarda arka uzuv lokomotor kinematiklerinin nesnel nicelendirilmesi için derin öğrenme tabanlı çok eklemli senkron izleme

Keşfedin pasif kafa hareketi sistemini, kemirgenlerde mekanik ivmelerin beyin fonksiyonlarına etkisini izole etmek için. Bu yöntem egzersiz fizyolojisi ve nöronal sinyalleşme araştırmalarına katkı sağlar.

Kemirgenlerin Kafalarında Tanımlanmış İvmelenmeler Oluşturmak için Pasif Kafa Hareketinin Uygulanması

Daha fazla video keşfet