剖析在非人类灵长类动物脑立体定向空间

Biology

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Summary

非人类灵长类动物是一种重要的翻译物种为我们理解大脑的正常处理。在人体正常和病理条件下的灵长类动物的大脑解剖组织可以提供重要的见解。

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Burke, M. W., Zangenehpour, S., Boire, D., Ptito, M. Dissecting the Non-human Primate Brain in Stereotaxic Space. J. Vis. Exp. (29), e1259, doi:10.3791/1259 (2009).

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Abstract

使用非人类灵长类动物在人类发育和衰老过程的认识提供了一个优秀的翻译模式

Protocol

第1部分:前处理的组织

  1. 组织应多聚甲醛,戊二醛,或福尔马林灌注。这可以通过标准transcardial,通常用于收获其他器官灌注。在本研究的主题是深刻的盐酸氯胺酮(10毫克/公斤,IM)与戊巴比妥钠(25毫克/公斤,四)过量安乐死,镇静剂和灌注用0​​.1 M PBS transcardially其次,直到完全exsanguinated.This在PBS的4%多聚甲醛为5分钟(约1升)的解决方案。

第2部分:立体定向阻断

  1. 放到头部的立体框架之前需要采取Horsley-Clarke/interaural平面零点的坐标。这是两耳之间的理论中点。要衡量这架飞机,同样需要在设备安装耳棒,然后放置在立体机械臂手术刀刀片和测量耳棒之间的中点。确定在何处块根据研究需要的组织,这是重要的的。一旦完成,需要准备的立体定位仪固定颅骨。
  2. 为了放到头部的立体框架,下颚骨rongeurs和手术刀将要拆除。此外,皮肤,肌肉和结缔组织,应予删除,以揭露的头骨。一旦从头骨中删除的结缔组织,暴露大脑,由小打小闹的头盖骨(枕骨的表格部分以及顶叶,广告正面骨头)。在本实验的一部分的头盖骨被删除一切准备就绪。要小心不要完全取出颞骨,因为耳道将需要原封不动地放到头部的立体框架。从暴露的大脑,其余的硬脑膜问题应予删除。头骨现在已经准备好要放置到立体框架。
  3. 以同样的方式,在其中一个将执行立体定向手术,调整眼,上腭和耳棒,头牢固地固定在立体定位仪。放置在预定的前/后(A / P)坐标的立体机械手和大脑的侧面移动操纵杆。慢慢地降低刀片进入大脑,完全提高大脑的刀片,然后将内侧,并再次降低刀片。重复这两个步骤,直到刀片已经达到了相反的半球外侧面。这就完成了第一个冠状块。对于后续的冠状块移动机械臂1厘米的A / P轴和重复,直到整个大脑已被封锁。

第3部分:删除从头骨的大脑

  1. 从立体框架中删除的头部和手掌按住暴露大脑。尝试安全的大脑,轻轻地放在手掌溺爱的大脑和你的小指横跨额叶,这最大限度地减少运动的大脑在颅骨。为了防止大脑软脑膜表面的干燥,放置一块的PBS挫伤整个大脑的纱布。按住头,坚决的头骨和芯片的距离,沿脊柱其余枕叶和颞骨。这暴露了大脑的基础和横向方面。最后删除任何剩余的额骨和鼻骨,这将允许访问的嗅球。重要的是去除额骨去年,因为当你删除颅底的大脑会轻微移动和额叶可以成为泉骨的锯齿状边缘损坏。切去,并删除其余的硬脑膜问题。小心地抬起大脑前,大脑和头骨的脑下滑动的手术刀。

第4部分:测量

  1. 有一些有用的测量,可冻结前。例如,A / P的大脑卡尺轴。此外,特定的密度可以通过称重大脑进行测量,测量水在毕业的位移量(表1),然后除以重量缸的位移量。

第5部分:完成阻塞脑。

  1. 一般来说,当手术刀刀片插入到大脑,它是不是足够长,完全穿透完整的背腹脑的程度。大脑一旦被删除,并获得总测量,采取组织切片刀片和完成阻挡的大脑,通过大脑的腹侧方(图2)。
  2. 冻结块之前,有必要cryoprotect分级PBS缓冲的蔗糖溶液中的组织(10,20,和30%)保持在4˚C直到在脑汇。通常需要孵育过夜,10%的2-3天,20%和块下沉到容器底部的30%额外的3-5天。每天变化的TH建议E 30%的蔗糖溶液。

第6部分:代表结果

有总值可一旦大脑已经删除从头骨形态测量。这些措施包括:A / P的长度,重量,密度(见表1)。我们一般块6-7块测量1厘米(图1)大脑。每一块然后拍照(图2),可以根据研究需要进一步解剖或准备冻结分级蔗糖溶液。


主题
A / P的长度
(毫米)
重量
(克)
水驱
(ML)
具体密度
(克/毫升)
O2303 - 2 - 1 - 1 64.3 28.1 24 1.171
O5180 - 1 71.3 38.7 34 1.138
O2708 - 3 - 1 62.8 28.7 26 1.104
O9184 - 4 - 2 65.3 29.5 24 1.229
N459 - 1 - 14 - 2 68.2 31.6 26 1.215
平均 66.38 31.32 26.8 1.171
标准差 3.38 4.33 4.17 0.052

表1。总值的5个月大的Vervets右半球的形态学测量

图1
图1.5
图1。用于阻塞脑冠状平面示意图,这是一个外部的成人vervet脑例子。阻塞过程的例子。这里的垂直线之间的间距1cm处,通常生产从每个半球的冠状块。

图2
图2。在立体空间中的脑
组织块,每块产量在50μm的约200节。有了这个抽样计划将超过1200部分通过皮层和小脑额外的400-500在冠状面切片。

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Discussion

圣基茨vervet(Chlorocebus aethiops sabeus)是旧世界的灵长类动物与人类类似的模式和皮层和皮层下的大脑发育率。该物种已被用来模拟复杂的人类行为障碍,如焦虑行为8,大脑半球切除术,高血压,帕金森病10 Alzhemier 疾病11, 酗酒12。最近,该物种已被用于研究自然产前乙醇暴露的神经解剖学的影响。怀孕vervets被允许在孕晚期相当于3-5每周四次的标准饮料喝,我们报告说,在额叶皮层 13中的神经元的35 %减少。这项研究的大脑stereotaxically阻塞,需要分段完成的额叶皮层的体视评价,只有3 7块。这种特殊的技术并不限于非人类灵长类动物的大脑,但可以延长以及啮齿类动物的大脑。例如,如果一只老鼠的体感皮层是感兴趣的区域,一个立体的切割前部和后部该地区可以使用灭鼠立体框架。这提供了一个小部分地区和动物之间的一个标准的冠状面。重要的是要注意的刀片必须完全缩回从大脑前任何内侧横向运动的立体操盘否则刀片联合国一定会损害大脑。

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Acknowledgments

作者想感谢他持续的技术支持Ikiel Ptito。 NSERC授予到MP。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Scalpel Fine Science Tools 10003-12
Scalpel blades Fine Science Tools 10011-00
Scissors Fine Science Tools 14090-11 Any surgical scissors are sufficient
Rongeurs Fine Science Tools 16121-14
Forceps Fine Science Tools 11027-12
Filter paper Fisher Scientific 09-924-150
Stereotaxic Frame Kopf Instruments
Tissue slicing blade Thomas Scientific

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References

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