إعادة تشكيل تعتمد على الخبرة للاتصال العصبي الحسي الشمي للدماغ اليافع في فترة حرجة مبكرة من الحياة

Summary

نصف هنا طرقا لتحفيز وتحليل إعادة تشكيل الخبرة الشمية المعتمدة على الكبيبات المشبكية لفص الهوائي في دماغ ذبابة الفاكهة اليافعة.

Abstract

تحفز التجربة الحسية الشمية المبكرة في الحياة إعادة تشكيل الكبيبات المشبكية الدراماتيكية في دماغ ذبابة الفاكهة اليافع ، والتي تعتمد تجريبيا على الجرعة ، ومقيدة زمنيا ، ويمكن عكسها بشكل عابر فقط في فترة حرجة قصيرة ومحددة جيدا. يتم تحديد اتجاه إعادة تشكيل الاتصال المشبكي لدائرة الدماغ من خلال الرائحة المحددة التي تعمل على فئة مستقبلات المستجيب للخلايا العصبية الحسية الشمية. بشكل عام ، تعبر كل فئة من الخلايا العصبية عن مستقبل رائحة واحد فقط وتعصب كبيبة متشابكة شمية واحدة. في النموذج الجيني لذبابة الفاكهة ، تم تعيين المجموعة الكاملة من الكبيبات الشمية بدقة من خلال استجابة الرائحة والإنتاج السلوكي. تنشط رائحة إيثيل بوتيرات (EB) الخلايا العصبية لمستقبلات Or42a التي تعصب كبيبة VM7. خلال الفترة الحرجة في وقت مبكر من الحياة ، تؤدي تجربة EB إلى التخلص من المشبك العصبي المعتمد على الجرعة في الخلايا العصبية الحسية الشمية Or42a. تسمح الفترات الزمنية للتعرض لرائحة EB ذات الجرعات بالتحقيق في تقليم اتصال الدائرة المعتمد على الخبرة في دماغ الأحداث. يتم إجراء التصوير المجهري البؤري للكبيبات المشبكية لفص الهوائي باستخدام علامات معدلة وراثيا مدفوعة بمستقبلات Or42a توفر تقديرا كميا لعدد المشبك وحجم التعصيب. تتيح مجموعة الأدوات الجينية المتطورة لذبابة الفاكهة التشريح المنهجي للآليات الخلوية والجزيئية التي تتوسط في إعادة تشكيل دائرة الدماغ.

Introduction

تمثل إعادة تشكيل دوائر الدماغ اليافعة خلال الحياة المبكرة الفرصة الأخيرة لتغييرات الاتصال المشبكي واسعة النطاق لتتناسب مع البيئة شديدة التغير وغير المتوقعة التي يولد فيها. باعتبارها المجموعة الأكثر وفرة من ، تشترك الحشرات في آلية إعادة تشكيل الفترة الحرجة المحفوظة تطوريا¹. تفتح الفترات الحرجة مع بداية المدخلات الحسية ، وتظهر تغييرات عكسية في الدائرة لتحسين الاتصال ، ثم تغلق عندما تقاوم قوى التثبيت المزيد من إعادة البناء². تعتمد الحشرات بشكل خاص على المعلومات الحسية الشمية وتظهر فترة حرجة شمية محددة جيدا. توفر ذبابة الفاكهة نموذجا وراثيا ممتازا للتحقيق في هذه الفترة الحرجة المعتم....

Protocol

1. التعرض للرائحة

1. باستخدام فرشاة رسم دقيقة ، قم بفرز 40-50 تم تنظيمها تنمويا مثل الشرانق الداكنة (90+ ساعة بعد الشرنق عند 25 درجة مئوية) في قوارير ذبابة الفاكهة من البوليسترين 25 مم × 95 مم التي تحتوي على طعام دبس دقيق الذرة القياسي (الشكل 1 أ).
2. ضع شبكة سلكية دقيقة من الفولاذ المقاوم للصدأ فوق نهاية قوارير ذبابة الفاكهة لاحتواء الذباب مع السماح أيضا بتدفق الهواء بشكل جيد. ثبت أغطية الشبكة السلكية بغشاء شفاف مسجل على جانب قوارير ذبابة الفاكهة .
3. في أنبوب طرد مركزي دقيق سعة 1.5 مل ، ضع 1 مل من الزيت المعدني 100٪ (التحكم في السيارة) أو ....

النتائج

يوضح الشكل 1 سير العمل للتعرض لرائحة الفترة الحرجة المعتمدة على الخبرة الشمية وطرق تصوير الدماغ. يبدأ البروتوكول بمطابقة عمر الشرانق الداكنة للفراات مباشرة قبل الانسداد (الشكل 1 أ). يتم وضع الشرانق في غرف الرائحة لمدة 4 ساعات ، ثم يتم قلب ا?.......

Discussion

يمكن استخدام بروتوكول التعرض للرائحة وتصوير الدماغ المقدم هنا للحث بشكل موثوق وقياس تقليم الكبيبات المشبكية للخلايا العصبية الحسية الشمية المعتمدة على الخبرة خلال فترة حرجة في وقت مبكر من الحياة. بدأت الدراسات السابقة التي تستخدم نموذج العلاج هذا لاستكشاف إعادة تشكيل.......

Materials

Name	Company	Catalog Number	Comments
For Odor Exposure
Drosophila vials	Genesee Scientific	32-110
Ethyl butyrate	Sigma Aldrich	E15701
Microcentrifuge tubes	Fisher Scientific	05-408-129
Mineral oil	Sigma Aldrich	M3516
Odor chambers	Glasslock
Paint brushes	Winsor & Newton	Series 233
Parafilm	Thermofisher	S37440
Wire mesh	Scienceware	378460000
Brain Dissection
Ethanol, 190 proof	Decon Labs	2801	Diluted to 70%
Forceps	Fine Science Tools	11251-30	Dumont #5
Paraformaldehyde	Electron Microscope Sciences	157-8	Diluted to 4%
Petri dishes	Fisher Scientific	08-757-100B
Phosphate-buffered saline	Thermo Fisher Scientific	70011-044	Diluted to 1x
Sucrose	Fisher Scientific	BP220-1
Sylgard	Electron Microscope Sciences	24236-10
Triton-X 100	Fisher Scientific	BP151-100
Brain Immunocytochemistry
488 goat anti-chicken	Invitrogen	A11039
546 goat anti-rat	Invitrogen	A11081
Bovine serum albumin	Sigma Aldrich	A9647
Chicken anti-GFP	Abcam	13970
Coverslips	Avantor	48366-067	25 x 25 mm
Double-sided tape	Scotch	34-8724-5228-8
Fluoromount-G	Electron Microscope Sciences	17984-25
Microscope slides	Fisher Scientific	12-544-2	75 x 25 mm
Nail polish	Sally Hansen	109	Xtreme Wear, Invisible
Normal goat serum	Sigma Aldrich	G9023
Rat anti-CadN	Developmental Studies Hybridoma Bank	AB_528121
Confocal/Analysis
Any computer/laptop
Confocal microscope	Carl Zeiss		Zeiss 510 META
Fiji software	Fiji		Version 2.14.0/1.54f