Zum Anzeigen dieser Inhalte ist ein JoVE-Abonnement erforderlich. Melden Sie sich an oder starten Sie Ihre kostenlose Testversion.
Method Article
Gezielte Abtragung von spezifischen Hirnregionen (en) durch Infusion unter Verwendung eines stereotaktischen Koordinaten Excitotoxin beschrieben. Diese Technik könnte auch für die Infusion von anderen Chemikalien in dem Gehirn der Ratte angepasst werden.
Viele Verhaltensfunktion bei Säugern, einschließlich Nagern und Menschen, werden hauptsächlich von diskreten Hirnregionen vermittelt. Eine gängige Methode für anspruchsvolle Funktion der verschiedenen Hirnregionen für das Verhalten oder anderen experimentellen Ergebnissen ist, um eine lokalisierte Ablation von Funktion zu implementieren. Beim Menschen werden Patientenpopulationen mit lokalisierten Hirnläsionen oft für Defizite studiert, in der Hoffnung auf die darunterliegende Funktion der beschädigten Stelle. Bei Nagetieren, kann man experimentell induzieren Läsionen bestimmter Hirnregionen.
Läsion kann auf verschiedene Arten erreicht werden. Elektrolytische Läsionen können lokale Schäden, sondern eine Vielzahl von Zelltypen sowie durchqueren Fasern aus anderen Hirnregionen, die in der Nähe der Läsion zufällig beschädigen. Induzierbarer genetischer Techniken unter Verwendung von Zelltyp-spezifische Promotoren können auch ermöglichen gezieltes Targeting. Diese Techniken sind komplex und nicht immer praktisch abhängig von dem Ziel Hirnregion. Excitotoxischen Läsion mit stereotaktischen Chirurgie hingegen ist einer der zuverlässigsten und praktischen Methoden der Läsion exzitatorischen Neuronen ohne Beschädigung lokalen Gliazellen oder durchqueren Fasern.
Hier stellen wir ein Protokoll für stereotaktische Infusion der Excitotoxin, N-Methyl-D-Aspartat (NMDA), in der basolateralen Amygdala komplex. Mit anatomischen Indikation, wenden wir stereotaktischen Koordinaten, um die Position der Ziel-Hirn-Region zu bestimmen und zu senken einer Injektionsnadel an Ort und Stelle direkt über dem Ziel. Wir haben dann erfüllt unsere Excitotoxin in das Gehirn, was zu exzitotoxische Tod von Neuronen in der Nähe. Während unsere Versuchsperson der Wahl ist eine Ratte, können die gleichen Methoden zu anderen Säugetieren angewandt werden, mit den entsprechenden Einstellungen in Einrichtungen und Koordinaten.
Dieses Verfahren kann auf einer Vielzahl von Hirnregionen verwendet werden, einschließlich der basolateralen Amygdala 1-6, anderen Amygdala Kerne 6, 7, Hippocampus 8, entorhinal Cortex 9 und 10 präfrontalen Kortex. Es kann auch verwendet werden, um biologische Verbindungen, wie virale Vektoren 1, 11 infundieren werden. Die grundlegende stereotaktischen Technik könnte auch für die Implantation von mehr permanente osmotische Pumpen angepasst werden, so dass mehr längerer Exposition zu einer Verbindung von Interesse.
Anästhesie und Analgesie: Dreißig Minuten vor der Narkose, injizieren die Ratte mit 0,05 mg / kg subkutan zur Analgesie Buprenorphin. Initiieren einer Narkose mit 30-40 mg / kg intraperitoneal Natrium-Pentobarbital. An diesem Punkt auch zu injizieren, um respiratorische Insuffizienz Atropin (0,4 mg / kg, subkutan) und Meloxicam weitere Schmerz (2 mg / kg subkutan) zu verhindern. Wenn nach 5 Minuten, ist die Ratte immer noch mobil oder als Reaktion auf Zehen und Zuziehen, geben weitere Dosen von Natrium-Pentobarbital bei 5 mg / kg (intraperitoneal), bis die Ratte ist nicht mehr auf die Schmerzen. Vor der Durchführung des ersten Schnittes injizieren Lidocain (5 mg / kg, intradermal) an der Einschnittstelle zur Lokalanästhesie. Sechs bis acht Stunden nach der ersten Injektion, injizieren die Ratte mit 0,05 mg / kg subkutan zur Analgesie Buprenorphin. Buprenorphin kann alle 6-8 Stunden danach injiziert werden, wenn nötig, auch wenn dies meist nicht erforderlich.
Es ist wichtig zu beachten, dass andere Formen der Anästhesie cein mit exzitotoxische Läsionen stören. Zum Beispiel, obwohl Ketamin ist eine häufig verwendete Form der Anästhesie bei Nagetieren, kann es mit Läsionen mit NMDA-induzierte stören, weil es ein NMDA-Rezeptorantagonist ist. Es ist wichtig, ein Verfahren zum Induzieren Anästhesie, die nicht reduziert Läsionsgröße auszuwählen. Wenn Gas Anästhesie gewünscht wird, können die meisten stereotaktischen Geräten wie den hier beschriebenen unterbringen Gasmaske Adapter.
Hinweis: Materialien werden in der Tabelle der Reagenzien und Ausrüstung beschrieben.
1. Vorbereitung der Pumpe und Stereotax
2. Montieren Sie die Ratte in der stereotaktischen Gerät
3. Vorbereiten der Rat für Chirurgie
4. Erstellen des OP-Fenster
5. Ausrichten der Schädel und Erstellen der Vorbohrung
6. Die Infusion von Neurotoxin
7. Das Schließen der Inzision
8. Erholung
9. Repräsentative Ergebnisse
Eine Woche oder länger nach NMDA-Infusion kann die Läsion wird über einen Kresyl-violett Gegenfärbung und Hellfeldmikroskopie. Gehirne sollte mit eiskaltem 4% Paraformaldehyd, äquilibriert in 30% Saccharose in 0,1 M PBS und gefr perfundiert werdenen. Sie sind dann bei 30-60 um geschnitten zu werden, in einer Reihe von 1:6 bis 1:12 und montiert auf mit Gelatine beschichteten Objektträger bevor sie einer Standard-Cresylviolett Gegenfärbung. Die Läsion sollte zu einer "Glatze" oder einer Fläche von verringerten Kresylviolett Fleck aufgrund Zelltod nach Läsion entsprechen. 5A und B zeigen einen repräsentativen Läsion des BLA und CEA. Dieses Bild wurde mit einem Flachbettscanner mit einer hochauflösenden Scan (1200 dpi). Um die Läsion zu visualisieren, hilft es, eine Reihe von Schnitten durch einen Großteil der Gewebe rund um das Zielgebiet so ein verlegter Läsion gefunden werden kann Gegenfärbung.
Abbildung 1. Stereotaktische Setup. Diese Abbildung zeigt die Ratte mit stereotaktischen relevanten Teile beschriftet.
Abbildung 2. Bregma und Lambda an der Ratte skull. Diese Abbildung zeigt die Standorte der Bregma und Lambda. Alle Koordinaten werden relativ zum Bregma gemessen. Lambda wird verwendet, um sicherzustellen, daß der Schädel Pegel ist.
Abbildung 3. Lesen stereotaktischen Koordinaten. Diese Zeichnung zeigt einen Standard-stereotaktischen Lesen. Um die Ziffern nach links von der Dezimalstelle zu erhalten, verwenden Sie die Markierungen auf der rechten Seite. Die markierte Stelle entspricht der Zehnerstelle (dh 1 = 10, 2 = 20). Die Striche zwischen den markierten Stellen auf die einzelnen Einheiten (1-9) entsprechen. Die Null-Linie zeigt an, was die ganze stereotax eingestellt ist. Hier ist die Null-Linie zwischen dem Marker 10 und 11, was anzeigt, dass der Messwert zwischen 10 und 11 ist. Um die Zahlen auf der rechten Seite von der Dezimalstelle zu bestimmen, verwenden Sie die Markierungen auf der linken Seite. Die Striche auf der linken Seite werden von 0 bis 10 nummeriert, wobei jede unmarkierte Hash repräsentiert eine Einheit Unterschied ausdiejenigen daneben. Unabhängig von der Hash-Markierungen auf der linken Linien bis am besten mit den Hash-Zeichen auf der rechten Seite zeigt die erste Dezimalstelle des Koordinatensystems Lesen. Hier wird der Hash-Symbol auf der linken Seite entsprechend Nummer 9 Zeilen am besten mit der rechten Seite Hash-Zeichen, so dass die Dezimalstelle ist 9. Die abschließende Lesung ist 10,9 mm.
Abbildung 4. Gewichtsveränderung nach der Operation. Diese Grafik zeigt die durchschnittliche (± SEM) Gewicht der Ratten, die stereotaktische Operation unterzogen (n = 17) oder hatten keine Operation (n = 6). Tag 0 ist der Tag der Operation. Nach der Operation wird das Gewicht der Ratten für 2-3 Tage nach der Operation verringert und dann erhöht um Tag 5-6.
Abbildung 5. Exzitotoxische Läsion Beispiel. A) Dieses Bild zeigt ein Kresylviolett auf einem 30 pm koronare Schicht Gegenfärbung mit der "Glatzespot "von NMDA-Läsion der basolateralen Amygdala. Die weißen Pfeile skizzieren die Läsion. Es auf der kontralateralen Seite des Gehirns Scheibe, die keine Läsion. B) Eine ähnliche Läsion des zentralen Kern der Amygdala hat verglichen werden kann.
Die stereotaktische hier vorgestellte Methode ermöglicht exzitotoxische Läsion von bestimmten Hirnarealen durch Infusion von NMDA. Die grundlegenden stereotaktischen Verfahren können adaptiert werden, um eine Vielzahl von pharmakologischen und biologischer Agenzien in einer ortsspezifischen Weise durchdringen werden. Es kann auch dazu ausgelegt, eine Vielzahl von Bereichen des Gehirns, die durch ihre Koordinaten in einem stereotaktischen Hirnatlas 12 definiert abzuzielen. Eine Anpassung an andere Arten, wi...
Keine Interessenskonflikte erklärt.
Diese Arbeit wurde unterstützt ya CIRM Promotionsstipendium (EDK), NARSAD Young Investigator Award (DK) und das NIMH BRAINS Auszeichnung (R01MH087495) (DK).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Name des Reagenzes | Firma | Katalog-Nummer | Kommentare |
N-Methyl-D-Asparaginsäure 98% | Fisher Scientific | AC32919-0500 | |
Dual-Lab Standard Stereotaktische W/45 deg. Ohr-Bars | Stoelting | 51653 | Alternative Anbieter: Kopf * Anmerkung zur Vorsicht: die Kompatibilität der stereotaktischen Zubehör, wenn Kauf von mehreren Anbietern |
10 &mgr; SYR SPECIAL (* / * / *) | Hamilton | 701SN | |
Dremel Moto-Tool | Stoelting | 58600 | Alternative Anbieter: Köpf |
Hartmetallbohrer, Handstück HP, Größe 2 | Schein Dental | 2284578 | |
Stoelting 6 Spritze Programmbaren Pump | Stoelting | 53140 | Alternative Anbieter: Köpf |
Edelstahl 316 Hypodermic Regelmäßige Wand Tubing 30 Gauge 0,0123 "AD x 0,00625" ID x .003 "Wall (Infusionsnadel) | Kleinteile | HTXX-30R-06-05 | |
Intramedic PE 20-Schlauch (Infusionsset) | VWR | 63019-025 | |
Reflex Clips, 9mm, nicht steril | Kent Scientific Corp | INS500346 | Alternative Anbieter: Fine Science Tools |
Reflex Clip-Applikator für 9mm Clips | Kent Scientific Corp | 12031-09 | Alternative Anbieter: Fine Science Tools |
Gebogene Hartman Gefäßklemme | Fine Science Tools | 13003-10 | |
London Zange | Feine Werkzeuge Sceince | 11080-02 | |
2% Chlorhexidin-Lösung | Allivet | 30159 | Alternative Anbieter: PetSolutions |
10% Povidon-Jod-Lösung | CVS | SKU # 739575 | |
Hot Wulst Sterilisator | Harvard Apparatus | 610183 |
Tabelle 1. Tabelle der spezifischen Reagenzien und Geräte.
Genehmigung beantragen, um den Text oder die Abbildungen dieses JoVE-Artikels zu verwenden
Genehmigung beantragenThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. Alle Rechte vorbehalten