Herstellung von oligomeren β-Amyloid 1-42 Und Induktion der synaptischen Plastizität Impairment auf Schnitten des Hippocampus

Zusammenfassung

Ein Merkmal der Alzheimer-Krankheit ist die Erhöhung der Aß _1-42 Peptid. Hier bieten wir ein Protokoll zur Herstellung von synthetischen Aß _1-42 Oligomere, die Hippocampus Langzeit-Potenzierung beeinträchtigt, ein zelluläres Korrelat der Erinnerung. Dieses Verfahren ist nützlich für die Untersuchung von Mechanismen der Aß-induzierte Pathologie und Wirkstoff-Screening.

Zusammenfassung

Wertminderung von synaptischen Verbindungen geeignet ist, die subtilen amnesic Veränderungen in den frühen Stadien der Alzheimer-Krankheit (AD) zugrunde liegen. β-Amyloid (Aß), ein Peptid, in hohen Mengen in AD produziert, ist bekannt, dass Langzeit-Potenzierung (LTP), ein zelluläres Korrelat von Lernen und Gedächtnis zu reduzieren. In der Tat ist LTP Beeinträchtigung durch Aß verursacht eine nützliche experimentelle Paradigma zur Untersuchung synaptischer Funktionsstörungen in AD-Modellen und zum Screening von Drogen in der Lage zu mildern oder Zurücksetzen wie synaptic Beeinträchtigungen. Studien haben gezeigt, dass Aß die LTP Unterbrechung produziert bevorzugt über ihr oligomerer Form. Hier bieten wir Ihnen ein detailliertes Protokoll für beeinträchtigen LTP durch Perfusion von oligomerisierten synthetischen Aβ1-42-Peptid auf akuten Schnitten des Hippocampus. In diesem Video, skizzieren wir eine Schritt-für-Schritt-Verfahren zur Herstellung von oligomeren Aß

Protokoll

Resuspendieren β-Amyloid-Peptid

Bevor Sie beginnen müssen bereit:

• Aß _1-42 (gefriergetrocknetes Pulver)
• 1,1,1,3,3,3-Hexafluor-2-propanol (HFIP)
• Low-Bindung Polypropylen Mikrozentrifugenröhrchen (1,5 ml)
• Gasdichte Hamilton-Spritze mit Teflon stürzen zu stoppen (250 ul)
• Dimethylsulfoxid (DMSO)

1. Lassen lyophilisiert Aß _1-42 bei Raumtemperatur für 30 Minuten ins Gleichgewicht zu Kondensation beim Öffnen der Peptid-Fläschchen zu vermeiden.
2. Unter der Abzugshaube, resuspendieren Aß-Peptid _1-42 in eiskaltem HFIP zu einer 1 mM Lösung und Vortex die Lösung für ein paar Sekunden zu erhalten.
3. Mit einem Glas Gasdichte Hamilton-Spritze mit Teflon-Stecker, schnell teilen die Aß _1-42 / HFIP-Lösung in drei gleich große Polypropylen Ampullen und dichten die Gefäße.
4. Die Fläschchen werden dann für 2 Stunden inkubiert, um für Aß Monomerisierung ermöglichen. Dann öffnen Sie die Fläschchen und konzentrieren die Aß _1-42 / HFIP Lösung unter Vakuum mit Hilfe eines SpeedVac Zentrifuge (800 g, Raumtemperatur), bis eine klare Peptid-Film ist an der Unterseite der Fläschchen beobachtet. Prüfen Sie sorgfältig die Temperatur im Inneren des SpeedVac Zentrifuge Peptidabbau vermeiden (max 25 ° C).
5. Verschließen Sie die Fläschchen und speichern Sie die Aliquots bei -80 ° C. Aß Film kann für 6 Monate gespeichert werden.
6. Re-suspend ein Film, indem DMSO zu einer Konzentration von bis zu erhalten, um 5 mM Aß _1-42. Mit Ultraschall im Wasserbad für 10 Minuten, um sicherzustellen, komplette Resuspension.
7. Aliquot dieser 5mM Aß _1-42 Lösung in Polypropylen Ampullen. Seal alle Fläschchen und lagern Sie sie bei -20 ° C. Aliquots sollten nur einmal aufgetaut werden. Hüten Sie sich Kondenswasser im Inneren der Tiefkühltruhe. Peptide in Lösung zersetzen sich sehr leicht.

Oligomerisierung

Bevor Sie beginnen müssen bereit:

• Aß _1-42 / DMSO (5mm)
• Sterile Phosphat-Puffer
• Low-Bindung Polypropylen Mikrozentrifugenröhrchen (1,5 ml)
• Low-Bindung Polypropylenzentrifugenröhrchen (50 ml)

1. Verdünnen Sie die erhaltenen 5mM Aß _1-42 / DMSO Aliquot mit sterilem Phosphatpuffer (bis zu 100 ul).
2. Vortex für 30 Sekunden und anschließend 12 Stunden lang bei 4 ° C

Hippokampalen Slice Behandlung

Bei der Behandlung von Schnitten des Hippocampus, ist es wichtig, nicht-spezifische Peptid Haftung auf Bechern, Infusionsschlauch Flächen und die Aufnahme Kammer zu vermeiden. Verwenden Sie bevorzugt low-Bindung Polypropylen Rohre und Behälter. Vermeiden Sie die Verwendung von Glas-oder Kunststoff-generic-ware. Perfusion Medien sollten Serum-oder Albumin-frei.

Aß Perfusion

Bevor Sie beginnen müssen bereit:

• Oligomerisiert Aß _1-42
• Recording-Puffer (in mM: 124 NaCl, 4,4 KCl, 1 Na ₂ HPO _4, 25 NaHCO _3, 2 CaCl _{2, 2} MgCl 2 und 10 Glukose)
• Elektrophysiologische Aufzeichnung Set-up mit Schnittstelle Kammer
• Quer Schnitten des Hippocampus in Sauerstoff Aufzeichnungspuffer für mindestens 90 Minuten nach der Präparation inkubiert (T = 29 ° C; konstant Perfusionsrate = 2 ml / Minute)

1. Unmittelbar vor dem Experiment, verdünnen oligomerisiert Aß _1-42 Aliquot auf den entsprechenden Arbeitsgruppen Konzentration (200 nM oder höher) in einem Polypropylen-Rohr mit pre-Sauerstoff Aufzeichnungspuffer.
2. Versorgen die Aß _1-42 Lösung für 20 Minuten, um die Scheiben vor der Induktion der synaptischen Plastizität.

Induktion von Plastizität und Follow-up

1. Typischerweise ist der am weitesten verbreitete Modell der synaptischen Plastizität der LTP. Es kann durch tetanische Stimulation eines bestimmten Synapsen im Hippocampus induziert werden. Wir Datensatzfeld Antworten von Synapsen zwischen den Shaffers Sicherheiten Projektionen und CA1 pyramidalen Neuronen in der Schicht radiatum. Unsere tetanische Stimulation besteht aus einem Theta-Burst Stimulation, die 3-Züge um 15 Sekunden getrennt sind. Jeder Zug besteht aus 10 Ausbrüche bei 5 Hz, wo jeder Burst bringt 5 Impulse bei 100 Hz. Übernehmen Sie die tetanische Stimulation unmittelbar nach der Perfusion der oligomerisiert Aß abgeschlossen ist.
2. Unmittelbar nach der tetanischen Stimulation wieder auf Perfusion mit normaler Aufnahme-Puffer. Aufrechterhaltung einer konstanten Perfusionsrate, Aufnahme Kammertemperatur und ordnungsgemäße Sauerstoffversorgung während der gesamten Dauer des Experiments.

Repräsentative Ergebnisse und mögliche Probleme

Die Aß oligomerisiert nach dem klassischen Protokoll Stine et coll. ¹ erzeugt Aß Monomeren und eine Vielzahl von Oligomeren unterschiedlicher Größes (Dimer, Trimer, etc.) Die Perfusion des oligomerisiert Aß _1-42 führt zu einer verminderten LTP in Aß-behandelten Scheiben im Vergleich zur Kontrollgruppe Scheiben schneiden. Unter unseren experimentellen Bedingungen, wo 3-5 Monate alten C57BL/6J männlichen Mäusen verwendet werden, LTP in 200 nM Aß-behandelten Scheiben auf durchschnittlich 150% der Ausgangswerte in zwei Stunden nach dem tetanischen Stimulation, während die Kontrolle Scheiben LTP-Werte im Durchschnitt 200-250% der baseline2. In einigen Fällen kann die Behandlung mit Aß nicht zu hippocampalen LTP zu reduzieren. Mehrere kritische Fehler, die auftreten könnten, umfassen ein extremes Filmtrocknung während Aß-Konzentration und unvollständiger Oligomerisierung. Aß Perfusion in Schnitten des Hippocampus könnte ein weiterer Anlass zur Sorge wegen der physikalisch-chemischen Eigenschaften des Aß-Peptid in Lösung, die anfällig für unspezifische Haftung auf Kunststoffen ist. Troubleshooting von diesen Fragen wird im Folgenden erörtert.

Diskussion

Wie oben beschrieben, können verschiedene Probleme in der Herstellung von oligomeren Aß in unbeeinträchtigt LTP führen. Eine Möglichkeit zu prüfen, ob Aß Abbau oder der Mangel an Aß Oligomerisierung stattgefunden haben könnte ist, die Aß Vorbereitung mit Tris-Tricin PAGE / Western Blot-Analyse und analytische Ultrazentrifugation (noch nicht in diesem Protokoll beschrieben) zu bewerten. Als Western Blot Proben unter non-denaturing/non-reducing Bedingungen vorbereitet sind, sollte eine erfolgreiche Vorbereitung ...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aβ 1-42 (lyophilized)	American Peptide	62-0-80
1,1,1,3,3,3-Hexafluoro-2-Propanol (HFIP)	Fluka	52517
Dimethylsulfoxide (DMSO)	Biotium, Inc.	90082
50mL Polypropylene Centrifuge Tubes	Corning	05-538-67
1.5ml MaxyClear microtubes Maximum recovery	Axygen Scientific	MCT-150-L-C
Phosphate-Buffered Saline pH 7.4	Invitrogen	10010-023
GASTIGHT Syringes 250 μL	Hamilton Co	1725
Bath sonicator	Branson	3510
Savant SpeedVac Concentrator System	Various	SC 110A