Ce travail a été soutenu par l&#39;Institut national des troubles neurologiques et des maladies accorder NS081333 (à CMT), subvention Association des NIRG-10-171721 d&#39;Alzheimer et de l&#39;Institut national de santé mentale subvention MH096702 (UH), et l&#39;Institut national sur le vieillissement, la recherche financée par la maladie d&#39;Alzheimer Centre à l&#39;Université Columbia subvention pilote AG008702 (à YYJ et JB).

Remarque: Pour toute expérimentation animale, institutionnel et des lignes directrices nationales pour les soins et l&#39;utilisation des animaux de laboratoire ont été suivies. 1. Préparer Instruments chirurgicaux et solutions pour la chirurgie <ol><li> Autoclave tous les instruments chirurgicaux en acier inoxydable. </li><li> Préparer éthanol à 70% en diluant 200 preuve éthanol absolu avec d&#39;eau déminéralisée stérile pour biologie moléculaire distillée. </li><li> Fixez l&#39;aiguille 29 G à la seringue Hamilton. Nettoyez l&#39;intérieur de Hamilton seringue et l&#39;aiguille par l&#39;élaboration et l&#39;eau éjection nanopure plusieurs reprises pendant 1 min. Répétez cette procédure avec 70% d&#39;éthanol. <ol><li> Retirer le piston et l&#39;aiguille de la seringue Hamilton. Sécher à l&#39;air les pièces dans une hotte O à flux laminaire / N. </li><li> Irradier l&#39;aiguille et la seringue avec de la lumière ultraviolette pendant 30 minutes avant utilisation. </li></ol></li><li> Préparer une solution saline de NaCl par dissolution dans de l&#39;eau de qualité moléculaire à un poids final de concentration volumique de 0,9%. Sterilize la solution par filtration à travers le filtre de 0,2 um pores. </li></ol> 2. Préparer oligomères Aß 1-42 <ol><li> Monomerize et remettre en suspension humaine recombinante Aß 1-42 dans le DMSO à 5 mm exactement comme décrit dans la publication de la Loi »et d&#39;autres 13. </li><li> Diluer 5 mM de peptide Aß 1-42 avec stérile (1x) PBS à 100 pM, le jour avant la chirurgie. </li><li> Bien mélanger la solution par trituration. </li><li> Incuber Aß 1-42 solution pendant 12 heures à 4 ° C. Note: solutions de contrôle telles que la dilution DMSO dans du PBS ou brouillés / inverser Aß 1-42 peptide doit être préparé de la même manière que Aß 1-42. </li></ol> 3. déterminer les coordonnées d&#39;injection <ol><li> Les adultes atlas du cerveau de la souris pour déterminer l&#39;exact antérieure-postérieure (AP), médial-latéral (ML), et dorso-ventral (DV) Coordonnées de la région du cerveau 14 d&#39;intérêt. Nonte: Pour illustrer cette technique, nous avons choisi le gyrus denté de l&#39;hippocampe comme la cible avec les coordonnées suivantes dans le bregma: AP, -2,00 mm; ML, ± 1,3 mm; DV, -2,2 mm. Le signe négatif de la valeur AP indique qu&#39;il est de 2,00 mm postérieure du bregma. Le signe ± précédant la valeur ML indique la direction à gauche et à droite du centre. Enfin, le signe négatif précédant la DV indique qu&#39;il se déplace sur le ventre de la surface du cerveau. </li></ol> 4. Réglage cadre stéréotaxique <ol><li> Porter un masque chirurgical du visage, blouse de laboratoire propre, et des gants chirurgicaux stériles. </li><li> Essuyez instrument stéréotaxique et l&#39;adaptateur de souris avec 70% d&#39;éthanol. </li><li> Lay down champ opératoire stérile sur le comptoir. </li><li> Placer l&#39;instrument stéréotaxique avec adaptateur de la souris sur le dessus du drap chirurgical stérile. </li><li> Essuyez le tampon de chauffage de la souris avec 70% d&#39;éthanol. Placez le coussin chauffant sur le lit de cadre stéréotaxique. Utilisez but labora généralebande d&#39;étiquetage tory à bande vers le bas le coussin chauffant sur le lit de l&#39;adaptateur de la souris. <ol><li> Fixez le coussin chauffant à la pompe de recirculation d&#39;eau chaude selon les instructions du fabricant. </li><li> Tournez sur la pompe de recirculation d&#39;eau chaude et de régler la température à 37 ° C, puis attendre jusqu&#39;à ce qu&#39;il atteigne la température. </li></ol></li><li> Fixez le 50 ul Hamilton seringue avec une aiguille 29 G sur le cadre stéréotaxique par vissage sur l&#39;arbre d&#39;injection vertical motorisé selon les instructions du fabricant. </li><li> Allumez le stérilisateur de perles et d&#39;attendre jusqu&#39;à ce qu&#39;il atteigne la température préréglée du fabricant. Note: Ceci est utilisé pour la stérilisation des instruments en acier inoxydable entre les animaux. Il faut 20 secondes instruments de contact avec les billes de stérilisation. </li><li> Tournez sur la plaque chaude et mettez-le à 42 ° C et placer une cage vide propre sommet. </li><li> Alors que la seringue Hamilton est fixé sur le cadre stéréotaxique utiliser le stéréotaxique motorisé injector de dresser la solution 1-42 Aß. Remarque: Dresser plus de 4 pi de la solution dans la seringue, puis utiliser l&#39;injecteur stéréotaxique pour régler le volume d&#39;injection. Actionner l&#39;injecteur selon les instructions du fabricant. </li></ol> 5. Préparation des animaux <ol><li> Déterminer le poids de la souris en utilisant la balance. </li><li> Anesthésier la souris avec de la kétamine / xylazine cocktail à 100 mg / kg de kétamine et 10 mg / kg par injection intrapéritonéale xylazine (IP). Surveiller la profondeur de l&#39;anesthésie par la perte de pincement de l&#39;orteil réflexe. </li><li> Après la souris est sous sédatif prendre la tondeuse à cheveux et de se raser la tête pour exposer la peau sur le crâne. </li><li> Placez la souris au-dessus du coussin chauffant au-dessus du lit stéréotaxique. </li><li> Utilisez la spatule pour ouvrir la bouche et placez les incisives à l&#39;intérieur de la garde de dents. Fixer le nez sur le visage de la souris. Serrer doucement et pas trop serré. </li><li> PosiTion les traverses de l&#39;oreille bilatéraux dans conduit auditif pour fixer la tête. Déplacez chaque barre transversale jusqu&#39;à ce qu&#39;il frappe le crâne, puis tourner la vis pour le verrouiller. <ol><li> Pour vous assurer que la tête est fixée utiliser votre index pour pousser doucement sur la tête. Si la tête est bien fixé, il ne donnera pas à déplacer ou lorsqu&#39;il est pressé. </li></ol></li><li> Appliquez une goutte de crème pour les yeux ou collyre pour les yeux pour les garder humides. Assurez-vous que les yeux sont humides tout au long de la procédure chirurgicale. </li><li> Pour désinfecter le site chirurgical utiliser des cotons-tiges stériles pour appliquer la solution de bétadine à la peau sur le crâne, suivie par 70% d&#39;éthanol. Effectuez la bétadine alternatif et 70% d&#39;éthanol nettoyage 2 fois plus. </li></ol> 6. Chirurgie et Infusion <ol><li> Utiliser un scalpel pour faire une incision de 2-3 mm sur la ligne médiane du cuir chevelu, puis utiliser une paire de ciseaux fines droites de prolonger la ligne d&#39;incision à 1,0-1,5 cm pour exposer la suture sagittale, bregma et lambda du crâne, monuments dont les coordonnées stéréotaxiques sont basées sur. Utilisez micro pinces pour garder la peau de l&#39;autre. Remarque: Les positions de Bregma et lambda sont expliqués dans les atlas du cerveau de souris &quot;le cerveau de la souris dans stéréotaxique Coordonnées&quot; 14. </li><li> Prenez un coton-tige, la tremper dans une solution saline stérile, et l&#39;utiliser pour nettoyer le crâne. Ensuite, utilisez un coton-tige propre et sec pour sécher le crâne. </li><li> Utilisez un stylo à pointe fine stérile pour marquer un point sur le bregma. Utilisez le micromanipulateur stéréotaxique pour positionner la seringue Hamilton de sorte que la pointe de l&#39;aiguille touche juste le point sur le bregma. <ol><li> Enregistrez le DV coordonner. </li><li> Pour vérifier si l&#39;axe AP du crâne est de niveau déplacer la seringue Hamilton arrière de sorte que la pointe de l&#39;aiguille touche le point de lambda. </li><li> Notez la position de DV. Assurez-vous que coordonne le DV pour bregma et lambda sont à moins de 0,5 mm. Remarque: L&#39;objectif est de minimiser la différence DV entre bregma et lambda. </li></ol></li><li> Utilise lesicromanipulator pour retourner la pointe de l&#39;aiguille de la seringue Hamilton de retour à la dot de bregma. </li><li> Notez la position de départ AP. </li><li> Calculer la position AP se terminant en soustrayant 2,00 mm de l&#39;AP à partir de coordonnées. </li><li> Utilisez le micromanipulateur pour repositionner l&#39;aiguille de seringue Hamilton à la finale AP coordonner. </li><li> Enregistrez le courant ML coordonner. </li><li> Calculer la gauche et la droite se terminant ML coordonne en ajoutant ou soustrayant 1,3 mm à partir de la ML de coordonnées. </li><li> Utilisez le micromanipulateur pour déplacer l&#39;aiguille de la seringue Hamilton soit le ML se terminant coordonner. <ol><li> Touchez la pointe de l&#39;aiguille à la surface du crâne sur les deux coordonnées terminant ML et d&#39;enregistrer les coordonnées de DV et assurez-vous que les valeurs sont à moins de 0,5 mm. Remarque: L&#39;objectif est de minimiser la différence DV entre les deux coordonnées se terminant ML. </li><li> Alors que lors d&#39;une fin de coordonner tirer l&#39;aiguille jusqu&#39;à 0,5-1 cm sur le crâne. Prenez un stylo à pointe fine stérile pour marquer un point sur ee surface du crâne. Répétez cette étape pour le côté opposé du crâne. </li></ol></li><li> Balancez la seringue Hamilton clair sur le chemin. </li><li> Fixez 0,8 mm tête de forage à la perceuse. Prendre la perceuse à deux mains, mettre les coudes sur la surface de la table pour la stabilité, et la position de la tête de forage légèrement au-dessus du point de sharpie sur le côté gauche ou droit ML coordonnent. Activer la perceuse, abaisser la pointe du foret sur la surface du crâne d&#39;introduire un trou dans le crâne. Répétez cette étape pour le côté controlatéral. Remarque: Certains saignements peut se produire des trous nouvellement introduites. Si il ya un saignement puis utilisez un coton-tige sec et propre pour tamponner le sang. </li><li> Déplacez la seringue Hamilton de retour en position sur l&#39;un des trous ML nouvellement introduites. Abaissez l&#39;aiguille Hamilton juste après le crâne. À ce stade, veillez à ne pas perforer le cerveau. Pour vous assurer que l&#39;aiguille a passé le crâne prendre votre index et poussez doucement l&#39;aiguille contre le crâne à faire sure l&#39;aiguille ne quitte pas le trou. </li><li> Enregistrez le DV à partir de coordonnées. </li><li> Calculer le DV se terminant coordonner en soustrayant 2,2 mm de la DV à partir de coordonnées. </li><li> Abaissez l&#39;aiguille vers le DV se terminant coordonner. </li><li> Activer la pompe d&#39;injection stéréotaxique pour pomper 4 pi de Aß 1-42 dans le gyrus denté à un taux de 0,5 pl / min. </li><li> Lorsque la perfusion est terminée laisser l&#39;aiguille reste en place pour une 1 min supplémentaire pour minimiser le reflux de la solution sur le site d&#39;injection. </li><li> Déplacer l&#39;aiguille de l&#39;autre côté du cerveau et répétez les étapes 6.13 à 6.18. </li></ol> 7. Retrait des animaux et Soins postopératoires <ol><li> Dévissez les barres d&#39;oreilles et garde le visage / nez. Retirer la souris de l&#39;appareil. </li><li> Utilisez une pince étudiants de modèle standard pour tirer fermer le cuir chevelu, puis sceller la plaie avec de suture. </li><li> Injecter 1 ml de solution saline stérile dans la souris via IP pour l&#39;hydratation. </li><li> Dansprojet buprénorphine (0,1 mg / kg) sous-cutanée pour soulager la douleur. </li><li> Maintenir la souris dans la cage vide et propre mis sur le dessus de 42 ° C la plaque chaude jusqu&#39;à ce qu&#39;il se réveille, puis retourner dans sa cage de boîtier avec suffisamment de nourriture et d&#39;eau. </li><li> Administrer la buprénorphine par injection sous-cutanée toutes les 12 heures pendant 3 jours pour soulager la douleur. </li></ol> 8. Suture Enlèvement <ol><li> Anesthésier la souris avec de la kétamine / xylazine cocktail à 100 mg / kg de kétamine et 10 mg / kg xlyazine par IP. Note: Ceci est fait 7-10 jours après la chirurgie. </li><li> Utilisez une pince étudiants de modèle standard et de ciseaux fins droites pour éliminer la suture. </li><li> Injecter 1 ml de solution saline stérile dans la souris via IP pour l&#39;hydratation. </li><li> Maintenir la souris dans une cage vide et propre mis sur le dessus de 42 ° C la plaque chaude jusqu&#39;à ce qu&#39;il se réveille, puis retourner dans sa cage de boîtier avec suffisamment de nourriture et d&#39;eau. </li></ol> Sacrifice et le traitement des tissus 9. animale <ol><li> Anesthésier la souris et le perfuse avec 4% de paraformaldehyde 15, retirez le cerveau, et de les traiter pour cryosectioning 16. Remarque: Le calendrier de sacrifice animal dépend de l&#39;expérimentateur. Cependant, pour nos études, nous avons choisi 7 et 14 jours après la chirurgie. </li></ol>

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	<li>Baleriola, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonally+Synthesized+ATF4+Transmits+a+Neurodegenerative+Signal+across+Brain+Regions.">Axonally Synthesized ATF4 Transmits a Neurodegenerative Signal across Brain Regions.</a> Cell. 158 (5), 1159-1172 (2014).</li><li>Haass, C., Selkoe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soluble+protein+oligomers+in+neurodegeneration:+lessons+from+the+Alzheimer's+amyloid+beta-peptide.+Nature+reviews.">Soluble protein oligomers in neurodegeneration: lessons from the Alzheimer's amyloid beta-peptide. Nature reviews.</a> Molecular cell biology. 8 (2), 101-112 (2007).</li><li>Knowles, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+p75+neurotrophin+receptor+promotes+amyloid-beta(1-42)-induced+neuritic+dystrophy+in+vitro+and+in+vivo.">The p75 neurotrophin receptor promotes amyloid-beta(1-42)-induced neuritic dystrophy in vitro and in vivo.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 29 (34), 10627-10637 (2009).</li><li>Troy, C. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=beta-Amyloid-induced+neuronal+apoptosis+requires+c-Jun+N-terminal+kinase+activation.">beta-Amyloid-induced neuronal apoptosis requires c-Jun N-terminal kinase activation.</a> Journal of neurochemistry. 77 (1), 157-164 (2001).</li><li>Crews, L., Rockenstein, E., Masliah, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=APP+transgenic+modeling+of+Alzheimer's+disease:+mechanisms+of+neurodegeneration+and+aberrant+neurogenesis.">APP transgenic modeling of Alzheimer's disease: mechanisms of neurodegeneration and aberrant neurogenesis.</a> Brain structure &amp; function. 214 (2-3), 111-126 (2010).</li><li>Gotz, J., Ittner, L. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+Alzheimer's+disease+and+frontotemporal+dementia.">Animal models of Alzheimer's disease and frontotemporal dementia.</a> Nature reviews. Neuroscience. 9 (7), 532-544 (2008).</li><li>Calhoun, M. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuron+loss+in+APP+transgenic+mice.">Neuron loss in APP transgenic mice.</a> Nature. 395 (6704), 755-756 (1998).</li><li>Oakley, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraneuronal+beta-amyloid+aggregates,+neurodegeneration,+and+neuron+loss+in+transgenic+mice+with+five+familial+Alzheimer's+disease+mutations:+potential+factors+in+amyloid+plaque+formation.">Intraneuronal beta-amyloid aggregates, neurodegeneration, and neuron loss in transgenic mice with five familial Alzheimer's disease mutations: potential factors in amyloid plaque formation.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 26 (40), 10129-10140 (2006).</li><li>Jean, Y. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Caspase-2+is+essential+for+c-Jun+transcriptional+activation+and+Bim+induction+in+neuron+death.">Caspase-2 is essential for c-Jun transcriptional activation and Bim induction in neuron death.</a> The Biochemical journal. 455 (1), 15-25 (2013).</li><li>Sotthibundhu, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Beta-amyloid(1-42)+induces+neuronal+death+through+the+p75+neurotrophin+receptor.">Beta-amyloid(1-42) induces neuronal death through the p75 neurotrophin receptor.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 28 (15), 3941-3946 (2008).</li><li>Kar, S., Quirion, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloid+beta+peptides+and+central+cholinergic+neurons:+functional+interrelationship+and+relevance+to+Alzheimer's+disease+pathology.">Amyloid beta peptides and central cholinergic neurons: functional interrelationship and relevance to Alzheimer's disease pathology.</a> Progress in brain research. 145, 261-274 (2004).</li><li>Leranth, C., Frotscher, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Organization+of+the+septal+region+in+the+rat+brain:+cholinergic-GABAergic+interconnections+and+the+termination+of+hippocampo-septal+fibers.">Organization of the septal region in the rat brain: cholinergic-GABAergic interconnections and the termination of hippocampo-septal fibers.</a> The Journal of comparative neurology. 289 (2), 304-314 (1989).</li><li>Fa, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+oligomeric+beta-amyloid+1-42+and+induction+of+synaptic+plasticity+impairment+on+hippocampal+slices.">Preparation of oligomeric beta-amyloid 1-42 and induction of synaptic plasticity impairment on hippocampal slices.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (41), (2010).</li><li>Paxinos, G., Franklin, K. B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2001).</li><li>Gage, G. J., Kipke, D. R., Shain, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Whole+animal+perfusion+fixation+for+rodents.">Whole animal perfusion fixation for rodents.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (65), (2012).</li><li>Currle, D. S., Monuki, E. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flash+freezing+and+cryosectioning+E12.5+mouse+brain.">Flash freezing and cryosectioning E12.5 mouse brain.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. (4), (2007).</li><li>Jin, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Soluble+amyloid+beta-protein+dimers+isolated+from+Alzheimer+cortex+directly+induce+Tau+hyperphosphorylation+and+neuritic+degeneration.">Soluble amyloid beta-protein dimers isolated from Alzheimer cortex directly induce Tau hyperphosphorylation and neuritic degeneration.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 108 (14), 5819-5824 (2011).</li><li>Lambert, M. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Diffusible,+nonfibrillar+ligands+derived+from+Abeta1-42+are+potent+central+nervous+system+neurotoxins.">Diffusible, nonfibrillar ligands derived from Abeta1-42 are potent central nervous system neurotoxins.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 95 (11), 6448-6453 (1998).</li><li>Masters, C. L., Selkoe, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemistry+of+amyloid+beta-protein+and+amyloid+deposits+in+Alzheimer+disease.">Biochemistry of amyloid beta-protein and amyloid deposits in Alzheimer disease.</a> Cold Spring Harbor perspectives in medicine. 2 (6), a006262 (2012).</li><li>Chakrabarti, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrogen+receptor+agonists+for+attenuation+of+neuroinflammation+and+neurodegeneration.">Estrogen receptor agonists for attenuation of neuroinflammation and neurodegeneration.</a> Brain research bulletin. 109C, 22-31 (2014).</li><li>Cirrito, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+assessment+of+brain+interstitial+fluid+with+microdialysis+reveals+plaque-associated+changes+in+amyloid-beta+metabolism+and+half-life.">In vivo assessment of brain interstitial fluid with microdialysis reveals plaque-associated changes in amyloid-beta metabolism and half-life.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 23 (26), 8844-8853 (2003).</li><li>Puzzo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Picomolar+amyloid-beta+positively+modulates+synaptic+plasticity+and+memory+in+hippocampus.">Picomolar amyloid-beta positively modulates synaptic plasticity and memory in hippocampus.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 28 (53), 14537-14545 (2008).</li><li>Puzzo, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endogenous+amyloid-beta+is+necessary+for+hippocampal+synaptic+plasticity+and+memory.">Endogenous amyloid-beta is necessary for hippocampal synaptic plasticity and memory.</a> Annals of. 69 (5), 819-830 (2011).</li><li>Akpan, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intranasal+delivery+of+caspase-9+inhibitor+reduces+caspase-6-dependent+axon/neuron+loss+and+improves+neurological+function+after+stroke.">Intranasal delivery of caspase-9 inhibitor reduces caspase-6-dependent axon/neuron loss and improves neurological function after stroke.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 31 (24), 8894-8904 (2011).</li><li>Fulmer, C. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Astrocyte-derived+BDNF+supports+myelin+protein+synthesis+after+cuprizone-induced+demyelination.">Astrocyte-derived BDNF supports myelin protein synthesis after cuprizone-induced demyelination.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 34 (24), 8186-8196 (2014).</li><li>Thakker-Varia, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neuropeptide+VGF+is+reduced+in+human+bipolar+postmortem+brain+and+contributes+to+some+of+the+behavioral+and+molecular+effects+of+lithium.">The neuropeptide VGF is reduced in human bipolar postmortem brain and contributes to some of the behavioral and molecular effects of lithium.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 30 (28), 9368-9380 (2010).</li><li>Greferath, U., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Enlarged+cholinergic+forebrain+neurons+and+improved+spatial+learning+in+p75+knockout+mice.">Enlarged cholinergic forebrain neurons and improved spatial learning in p75 knockout mice.</a> The European journal of neuroscience. 12 (3), 885-893 (2000).</li><li>Brashear, H. R., Zaborszky, L., Heimer, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Distribution+of+GABAergic+and+cholinergic+neurons+in+the+rat+diagonal+band.">Distribution of GABAergic and cholinergic neurons in the rat diagonal band.</a> Neuroscience. 17 (2), 439-451 (1986).</li><li>Clarke, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cholinergic+innervation+of+the+rat+dentate+gyrus:+an+immunocytochemical+and+electron+microscopical+study.">Cholinergic innervation of the rat dentate gyrus: an immunocytochemical and electron microscopical study.</a> Brain research. 360 (1-2), 349-354 (1985).</li><li>Garcia-Osta, A., Alberini, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloid+beta+mediates+memory+formation.">Amyloid beta mediates memory formation.</a> Learning &amp; memory. 16 (4), 267-272 (2009).</li></ol>

Les auteurs déclarent qu&#39;ils ont aucun intérêt financier concurrentes.

Pour parvenir à une injection Aß 1-42 succès l&#39;expérimentateur ou le chirurgien doit: 1) utiliser une technique aseptique; 2) identifier correctement la région du cerveau d&#39;intérêt avec des coordonnées précises; 3) être en mesure de sécuriser convenablement la souris dans le cadre stéréotaxique avec le cerveau nivelé dans l&#39;axe AP et ML; 4) ont la capacité de faire fonctionner le micromanipulateur avec précision; 5) assurer des soins post-opératoire appropriée. Si ces étapes cl?...

les dépôts amyloïdes de plaques, qui sont composés de bêta-amyloïde (Aß 1-42), sont un élément clé de la pathologie de la maladie d&#39;Alzheimer (MA). De nombreuses études ont montré que des niveaux élevés ou toxiques d&#39;oligomères Aß recombinant 1-42 susciter la mort neuronale, la dystrophie synaptique, la perte et la dysfonction; ainsi que l&#39;apprentissage et la mémoire déficits 1-4. Les régions du cerveau touchées comprennent l&#39;hippocampe, le cortex et des structures sous-corticales telles que le cerveau antérieur basal et 5,6 de l&#39;amygdale. À ce jour, il existe des modèles de souris transgéniques multiples qui tentent de simuler l&#39;Aß 1-42 pathologie de la MA. Selon la souche de ces animaux se révéler utile pour l&#39;examen de sélection caractéristiques pathologiques de la MA. Malheureusement, à l&#39;exception de deux lignées transgéniques, APP23 et 5XFAD, ces souris ne répliquent intégralement la perte neuronale, un aspect clé de la MA. Même avec la perte neuronale observée dans APP23 et 5XFAD, l&#39;obser de mort neuronalecb était subtil, dépend de l&#39;âge, et isolée à quelques régions de sélectionner 7,8. La perfusion directe de oligomères Aß 1-42 dans le cerveau de souris de type sauvage fournit un excellent modèle in vivo, qui reproduit l&#39;aspect de la mort neuronale de amyloidopathy 1,9,10. Contrairement aux modèles de souris transgéniques communément utilisées, la Aß 1-42 oligomère modèle de perfusion est idéal pour l&#39;élévation aiguë Aß 1-42 niveaux de manière spatiale et temporelle. L&#39;avantage d&#39;utiliser les souris de type sauvage pour ce modèle évite les effets de compensation ou secondaires potentiels des mutations introduites dans les lignées de souris transgéniques. Des études antérieures ont montré que la perfusion des niveaux toxiques de Aß 1-42 dans l&#39;hippocampe provoque la mort des neurones au voisinage du point d&#39;injection pendant 1 semaine 1. En outre, cohérent avec l&#39;observation que Aß 1-42 est toxique pour les neurones cholinergiques du cerveau antérieur du 11 basaleneurone cholinergique population (BFCN) qui fait saillie à l&#39;hippocampe est diminuée de 20 à 50% dans un délai de sept à quatorze jours suivant la bêta-amyloïde chez la souris 1,10 infusion, ce qui permet effectivement aux examens de circuit neuronal isolé dans le cerveau. Depuis projet BFCN ipsilatéralement le gyrus denté de l&#39;hippocampe 12, pour le contrôle de la partie / véhicule et oligomères Aß 1-42 solutions les plus peut être injecté sur chaque côté du cerveau permettant d&#39;effectuer des comparaisons entre les hémisphères droit et gauche et 1. Dans ce rapport, nous allons fournir une méthodologie chirurgicale et l&#39;injection détaillé pour C57BL / 6J de type sauvage adultes. Cette souche de souris est choisi en raison de sa large utilisation dans la recherche. Techniquement, une région du cerveau peut être ciblé pour perfusion, mais ici, nous allons utiliser le gyrus denté de l&#39;hippocampe comme cible pour illustrer la technique.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ketamine HCl (100mg/ml)</td>
			<td>Henry Schein Medical</td>
			<td>1049007</td>
			<td>100 mg ketamine per 1 kg animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine (20mg/ml)</td>
			<td>Henry Schein Medical</td>
			<td>not available</td>
			<td>10 mg xylazine per 1 kg animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buprenex (0.3mg/ml)</td>
			<td>Henry Schein Medical</td>
			<td>1217793</td>
			<td>0.1 mg buprenex per 1 kg animal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A&#946;1-42</td>
			<td>David Teplow/UCLA</td>
			<td>not available</td>
			<td>100 &#956;M; This amyloid was used in the paper</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A&#946;1-42</td>
			<td>Bachem</td>
			<td>H-1368</td>
			<td>Can be used in place of amyloid from the Teplow lab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A&#946;1-42</td>
			<td>American Peptide</td>
			<td>62-0-80B</td>
			<td>Can be used in place of amyloid from the Teplow lab</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scrambled A&#946;1-42</td>
			<td>American Peptide</td>
			<td>62-0-46B</td>
			<td>Can be used as control peptide for comparing A&#946;1-42</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NU4 Antibody (Oligomeric Amyloid Antibody)</td>
			<td>Gift from William Klein/Northwestern U.</td>
			<td>not available</td>
			<td>1:2000 dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anti-Amyloid Oligomeric Antibody&#160; (Polyclonal Rabbit)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>AB9234</td>
			<td>May be used in place of Nu4; needs to&#160; be tested by the end user</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>6E10 Antibody (Monoclonal Mouse) (Amyloid Antibody)</td>
			<td>Biolegend</td>
			<td>sig-39320</td>
			<td>1:1000 dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ChAT Antibody (Polyclonal Goat)</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>AB144P</td>
			<td>1:100 dilution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DeadEnd Fluorometric TUNEL system</td>
			<td>Promega</td>
			<td>G3250</td>
			<td>Follow manufacturer&#39;s directions for use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prolong Gold Antifade Reagent with DAPI</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>P36935</td>
			<td>Use when coverslipping slides</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorogold</td>
			<td>Fluorochrome, LLC</td>
			<td>not available</td>
			<td>2% solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Absolute Ethanol (200 proof)</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP2818-4</td>
			<td>For making 70% ethanol for sanitizing and disinfecting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novex 10-20% Tricine gel</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>EC6625BOX</td>
			<td>For separating A&#946;1-42</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novex Tricine SDS Running Buffer (10X)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>LC1675</td>
			<td>For running 10-20% Tricine gels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Novex Tris-Glycine Transfer Buffer (25X)</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>LC3675</td>
			<td>For transferring 10-20% Tricine gels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SuperSignal Western Blot Enhancer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>46640</td>
			<td>For enhancing A&#946;1-42 signal; follow manufacturer&#39;s protocol</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Protran BA79 Nitrocellulose Blotting Membrane, 0.1 &#956;m</td>
			<td>GE Healthcare Life Sciences</td>
			<td>10402088</td>
			<td>For transferring 10-20% Tricine gels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xcell SureLock Mini-Cell</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>EI0001</td>
			<td>Electrophoresis aparatus for running 10-20% Tricine gels</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GenTeal Lubricant Eye Gel</td>
			<td>Novartis</td>
			<td>not available</td>
			<td>For keeping the mouse eyes moist during surgery; can be found in local pharmacy stores</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Refresh Optive Lubricant Eye Drops</td>
			<td>Allergan</td>
			<td>not available</td>
			<td>For keeping the mouse eyes moist during surgery; can be found in local pharmacy stores; Can be used in place of GenTeal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Betadine</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>50998</td>
			<td>For sanitizing and disinfecting</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Round/Tapered Spatula&#160;</td>
			<td>VWR</td>
			<td>82027-490</td>
			<td>For opening animal mouth</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bulldog Serrefines Clamps (Jaw Dims. 9X1.6mm; Length 28mm)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>18050-28</td>
			<td>Optional; For keeping scalp skin apart during injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Straight Fine Scissors (Cutting edge 25mm; Length 11.5cm)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14060-11</td>
			<td>For cutting scalp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#3 Scalpel Handle</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10003-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>#11 Surgical Blade</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10011-00</td>
			<td>For making scalp incision</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Student Standard Pattern Forcep (Tip Dims. 2.5x1.5mm; Length 11.5cm)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>91100-12</td>
			<td>For holding scalp closed during suturing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Trimmer Combo Kit</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td>CL9990-1201</td>
			<td>For shaving hair</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T/Pump Warm Water Recirculator&#160;</td>
			<td>Kent Scientific&#160;</td>
			<td>TP-700</td>
			<td>For warming animal during surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resusable Warmining Pad (5&#34; x 10&#34;)</td>
			<td>Kent Scientific&#160;</td>
			<td>TPZ-0510FEA</td>
			<td>For attaching it to the T/Pump warm water recirculator to warm the animal during surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cordless Micro Drill</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>58610</td>
			<td>Use 0.8mm steel burrs to drill holes in the skull</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab Standard Stereotaxic Instrument with Mouse &#38; Neonatal Rat Adaptor</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51615</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Just for Mouse Stereotaxic Instrument</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>51730</td>
			<td>Can use this in place of Stoelting Cat. #51615</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Quintessential Stereotaxic Injector</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>53311</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry Glass Bead Sterilizer</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>50287</td>
			<td>For sterilizing stainless steel instruments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile Surgical Drape (18&#34; x 26&#34;)</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td>50981</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton Syringe 50 ml, Model 705 RN SYR, NDL</td>
			<td>Hamilton Company</td>
			<td>7637-01</td>
			<td>For brain injection; use different syringes for different solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>29 Gauge Needle, Small Hub RN NDL</td>
			<td>Hamilton Company</td>
			<td>7803-06</td>
			<td>For attaching to the Hamilton syringe for brain injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1 ml BD Tuberculin Syringes</td>
			<td>VWR</td>
			<td>BD309659</td>
			<td>For administering anesthesia and saline</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>30 Gauge Needle (0.5&#34;)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>BD305106</td>
			<td>For administering anesthesia and saline</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Portable Electronic CS Series Scale (Ohaus)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>65500-202</td>
			<td>For weighing animals to determine anesthesia dose</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hot plate (Top Plate Dims. 7.25x7.25in)</td>
			<td>VWR</td>
			<td>47751-148</td>
			<td>For warming animals post-surgery</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sofsilk Silk Suture C-1 Cutting 3/8, 12 mm</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>S1173</td>
			<td>For closing wound</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vetbond Tissue Adhesive (3M)</td>
			<td>Santa Cruz Biotechnology</td>
			<td>sc-361931</td>
			<td>Optional: for aiding in wound closure; Use with suture.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton-Tipped Wooden-Shaft Sterile Applicators</td>
			<td>Fisher scientific</td>
			<td>22-029-488</td>
			<td>For cleaning and drying surgical wound</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fisherbrand Superfrost Plus Microscope Slides</td>
			<td>Fisher Scientific&#160;</td>
			<td>12-550-15</td>
			<td>For collecting brain sections</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>VWR Micro Cover Glass 24 X 50 mm</td>
			<td>VWR</td>
			<td>48393241</td>
			<td>For mounting microscope slides</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermo Scientific Nalgene Syringe Filter 0.2 &#956;m</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>194-2520</td>
			<td>For sterilizing saline solution</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile dual tip skin markers by Viscot Medical</td>
			<td>Medline</td>
			<td>VIS1422SRL91</td>
			<td>For marking coordinates on the skull</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

stereotaxic infusion of oligomeric amyloid-beta into the mouse hippocampus

La maladie d&#39;Alzheimer est une maladie neurodégénérative qui affecte le vieillissement de la population. Une caractéristique clé neuropathologiques de la maladie est la sur-production de bêta-amyloïde et le dépôt de plaques amyloïdes bêta dans les régions du cerveau des personnes souffrantes. Tout au long des années, les scientifiques ont généré de nombreux modèles de souris de la maladie d&#39;Alzheimer qui tentent de reproduire la pathologie bêta-amyloïde. Malheureusement, les modèles de souris seulement imitent de manière sélective les caractéristiques de la maladie. La mort neuronale, un effet important dans le cerveau des patients atteints de la maladie d&#39;Alzheimer, est visiblement défaut dans ces souris. Par conséquent, nous et d&#39;autres avons employé une méthode d&#39;infuser directement espèces oligomères solubles de bêta-amyloïde - formes de bêta-amyloïde qui ont été prouvés pour être plus toxique pour les neurones - stéréotaxique dans le cerveau. Dans ce rapport, nous utilisons mâles C57BL / 6J pour documenter cette technique chirurgicale de l&#39;augmentation des niveaux bêta-amyloïde dans une région du cerveau sélectionnez. Lecible de perfusion est le gyrus denté de l&#39;hippocampe, car cette structure du cerveau, ainsi que le cerveau antérieur basai qui est connectée par le circuit cholinergique, représente l&#39;un des domaines de dégénérescence dans la maladie. Les résultats de l&#39;élévation de bêta-amyloïde dans le gyrus denté par l&#39;intermédiaire d&#39;infusion stéréotaxique révèlent une augmentation de la perte de neurones dans le gyrus denté pendant 1 semaine, alors qu&#39;il ya une augmentation concomitante de la mort cellulaire et cholinergique perte de neurones dans la branche verticale de la bande diagonale de Broca du cerveau antérieur basal. Ces effets sont observés jusqu&#39;à 2 semaines. Nos données suggèrent que le modèle actuel de perfusion bêta-amyloïde fournit un modèle de souris alternative à aborder la mort des neurones spécifiques de la région en une base à court terme. L&#39;avantage de ce modèle est que les bêta-amyloïde peut être élevé d&#39;une manière spatiale et temporelle.

Le présent procédé de préparation d&#39;oligomères Aß humaine recombinante 1-42 donne espèces oligomères solubles, comprenant des monomères, des dimères, des trimères et des tétramères (figure 1A). Ce faible poids moléculaire espèces Aß 1-42, mais pas les fibrilles et les plaques, ont été présentés dans de nombreux réglages pour être plus toxique pour les neurones 1,4,9,17-19. Pour déterminer si oui ou non oligomères Aß 1-42 induit la ...

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Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

Here, we present a protocol for direct stereotaxic brain infusion of amyloid-beta. This methodology provides an alternative in vivo mouse model to address the short-term effects of amyloid-beta on brain neurons.

Infusion stéréotaxique des oligomères bêta-amyloïde dans les Hippocampus souris

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the ...

stereotaxic-infusion-oligomeric-amyloid-beta-into-mouse

Research

JoVE Journal

Neuroscience

17.9K vues.  Columbia University Medical Center. Here, we present a protocol for direct stereotaxic brain infusion of amyloid-beta. This methodology provides an alternative in vivo mouse model to address the short-term effects of amyloid-beta on brain neurons.

Vidéo: Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

Visualization and Genetic Manipulation of Dendrites and Spines in the Mouse Cerebral Cortex and Hippocampus using In utero Electroporation

In utero electroporation (IUE) has become a powerful technique to study the development of different regions of the embryonic nervous system 1-5. To date this tool has been widely used to study the regulation of cellular proliferation, differentiation and neuronal migration especially in the developing cerebral cortex 6-8. Here we detail our protocol to electroporate in utero the cerebral cortex and the hippocampus and provide evidence that this approach can be used to study dendrites and spines in these two cerebral regions.
Visualization and manipulation of neurons in primary cultures have contributed to a better understanding of the processes involved in dendrite, spine and synapse development. However neurons growing in vitro are not exposed to all the physiological cues that can affect dendrite and/or spine formation and maintenance during normal development. Our knowledge of dendrite and spine structures in vivo in wild-type or mutant mice comes mostly from observations using the Golgi-Cox method 9. However, Golgi staining is considered to be unpredictable. Indeed, groups of nerve cells and fiber tracts are labeled randomly, with particular areas often appearing completely stained while adjacent areas are devoid of staining. Recent studies have shown that IUE of fluorescent constructs represents an attractive alternative method to study dendrites, spines as well as synapses in mutant / wild-type mice 10-11 (Figure 1A). Moreover in comparison to the generation of mouse knockouts, IUE represents a rapid approach to perform gain and loss of function studies in specific population of cells during a specific time window. In addition, IUE has been successfully used with inducible gene expression or inducible RNAi approaches to refine the temporal control over the expression of a gene or shRNA 12. These advantages of IUE have thus opened new dimensions to study the effect of gene expression/suppression on dendrites and spines not only in specific cerebral structures (Figure 1B) but also at a specific time point of development (Figure 1C).
Finally, IUE provides a useful tool to identify functional interactions between genes involved in dendrite, spine and/or synapse development. Indeed, in contrast to other gene transfer methods such as virus, it is straightforward to combine multiple RNAi or transgenes in the same population of cells. 
In summary, IUE is a powerful method that has already contributed to the characterization of molecular mechanisms underlying brain function and disease and it should also be useful in the study of dendrites and spines.

Visualization and Genetic Manipulation of Dendrites and Spines in the Mouse Cerebral Cortex and Hippocampus using In utero Electroporation

This article describes in detail a protocol to electroporate in utero the cerebral cortex and the hippocampus at E14.5 in mice. We also show that this is a valuable method to study dendrites and spines in these two cerebral regions.

Visualisation et la manipulation génétique des dendrites et des épines dans le cortex cérébral et l&#39;hippocampe de souris à l&#39;aide<em&gt; In utero</em&gt; Électroporation

In utero electroporation (IUE) has become a powerful technique to study the development of different regions of the embryonic nervous system 1-5. To date ...

Recherche

Neurosciences

Stereotaxic Injection of a Viral Vector for Conditional Gene Manipulation in the Mouse Spinal Cord

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central nervous system. We demonstrate a stereotaxic injection technique that allows targeted gene expression or silencing in the dorsal horn of the mouse spinal cord. The surgical procedure is brief. It requires laminectomy of a single vertebra, providing for quick recovery of the animal and unimpaired motility of the spine. Controlled injection of a small vector suspension volume at low speed and use of a microsyringe with beveled glass cannula minimize the tissue lesion. The local immune response to the vector depends on the intrinsic properties of the virus employed; in our experience, it is minor and short-lived when a recombinant adeno-associated virus is used. A reporter gene such as enhanced green fluorescent protein facilitates monitoring spatial distribution of the vector, and the efficacy and cellular specificity of the transfection.

Viral vectors allow for targeted gene manipulation. We demonstrate a method for conditional gene expression or ablation in the mouse spinal cord, using stereotaxic injection of a viral vector into the dorsal horn, a prominent site of synaptic contact between primary somatosensory afferents and neurons of the central nervous system.

Injection stéréotaxique d&#39;un vecteur viral pour la manipulation génétique conditionnelle dans la moelle épinière de souris

Intraparenchymal injection of a viral vector enables conditional gene manipulation in distinct populations of neurons or particular regions of the central ...

Building An Open-source Robotic Stereotaxic Instrument

This protocol includes the designs and software necessary to upgrade an existing stereotaxic instrument to a robotic (CNC) stereotaxic instrument for around $1,000 (excluding a drill), using industry standard stepper motors and CNC controlling software. Each axis has variable speed control and may be operated simultaneously or independently. The robot&#39;s flexibility and open coding system (g-code) make it capable of performing custom tasks that are not supported by commercial systems. Its applications include, but are not limited to, drilling holes, sharp edge craniotomies, skull thinning, and lowering electrodes or cannula. In order to expedite the writing of g-coding for simple surgeries, we have developed custom scripts that allow individuals to design a surgery with no knowledge of programming. However, for users to get the most out of the motorized stereotax, it would be beneficial to be knowledgeable in mathematical programming and G-Coding (simple programming for CNC machining).
The recommended drill speed is greater than 40,000 rpm. The stepper motor resolution is 1.8&#176;/Step, geared to 0.346&#176;/Step. A standard stereotax has a resolution of 2.88 &#956;m/step. The maximum recommended cutting speed is 500 &#956;m/sec. The maximum recommended jogging speed is 3,500 &#956;m/sec. The maximum recommended drill bit size is HP 2.

This protocol includes the designs and software necessary to upgrade an existing stereotaxic instrument to a robotic (computer numeric controlled; CNC) stereotaxic instrument for around $1,000 (excluding a drill).

Construire un open-source robotique stéréotaxique Instrument

This protocol includes the designs and software necessary to upgrade an existing stereotaxic instrument to a robotic (CNC) stereotaxic instrument for ...

Mouse Microsurgery Infusion Technique for Targeted Substance Delivery into the CNS via the Internal Carotid Artery

Animal models of central nervous system (CNS) diseases and, consequently, blood-brain barrier disruption diseases, require the delivery of exogenous substances into the brain. These exogenous substances may induce injurious impact or constitute therapeutic strategy. The most common delivery methods of exogenous substances into the brain are based on systemic deliveries, such as subcutaneous or intravenous routes. Although commonly used, these approaches have several limitations, including low delivery efficacy into the brain. In contrast, surgical methods that locally deliver substances into the CNS are more specific and prevent the uptake of the exogenous substances by other organs. Several surgical methods for CNS delivery are available; however, they tend to be very traumatic. Here, we describe a mouse infusion microsurgery technique, which effectively delivers substances into the brain via the internal carotid artery, with minimal trauma and no interference with normal CNS functionality.

Mouse Microsurgery Infusion Technique for Targeted Substance Delivery into the CNS via the Internal Carotid Artery

The present protocol describes a mouse microsurgery infusion technique, which effectively delivers substances directly into the brain via the internal carotid artery.

Souris microchirurgie Infusion Technique pour ciblée Substance Livraison dans le SNC<i&gt; via</i&gt; L&#39;artère carotide interne

Animal models of central nervous system (CNS) diseases and, consequently, blood-brain barrier disruption diseases, require the delivery of exogenous ...

Stereotaxic Surgery for Genetic Manipulation in Striatal Cells of Neonatal Mouse Brains

Many genes are expressed in embryonic brains, and some of them are continuously expressed in the brain after birth. For such persistently expressed genes, they may function to regulate the developmental process and/or physiological function in neonatal brains. To investigate neurobiological functions of specific genes in the brain, it is essential to inactivate genes in the brain. Here, we describe a simple stereotaxic method to inactivate gene expression in the striatum of transgenic mice at neonatal time windows. AAV-eGFP-Cre viruses were microinjected into the striatum of Ai14 reporter gene mice at postnatal day (P) 2 by stereotaxic brain surgery. The tdTomato reporter gene expression was detected in P14 striatum, suggesting a successful Cre-loxP mediated DNA recombination in AAV-transduced striatal cells. We further validated this technique by microinjecting AAV-eGFP-Cre viruses into P2Foxp2fl/fl mice. Double labeling of GFP and Foxp2 showed that GFP-positive cells lacked Foxp2 immunoreactivity in P9 striatum, suggesting the loss of Foxp2 protein in AAV-eGFP-Cre transduced striatal cells. Taken together, these results demonstrate an effective genetic deletion by stereotaxically microinjected AAV-eGFP-Cre viruses in specific neuronal populations in the neonatal brains of floxed transgenic mice. In conclusion, our stereotaxic technique provides an easy and simple platform for genetic manipulation in neonatal mouse brains. The technique can not only be used to delete genes in specific regions of neonatal brains, but it also can be used to inject pharmacological drugs, neuronal tracers, genetically modified optogenetics and chemogenetics proteins, neuronal activity indicators and other reagents into the striatum of neonatal mouse brains.

We describe a protocol of stereotaxic surgery with a homemade head-fixed device for microinjecting reagents into the striatum of neonatal mouse brains. This technique allows genetic manipulation in neuronal cells of specific regions of neonatal mouse brains.

Chirurgie stéréotaxique des manipulations génétiques dans des cellules de cerveaux de souris néonatales striataux

Many genes are expressed in embryonic brains, and some of them are continuously expressed in the brain after birth. For such persistently expressed genes, ...

Recording Spatially Restricted Oscillations in the Hippocampus of Behaving Mice

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed electrical field of a large volume of brain tissue, extracting information about local activity is challenging. Studying neuronal microcircuits, however, requires a reliable distinction between truly local events and volume-conducted signals originating in distant brain areas. Current source density (CSD) analysis offers a solution for this problem by providing information about current sinks and sources in the vicinity of the electrodes. In brain areas with laminar cytoarchitecture such as the hippocampus, one-dimensional CSD can be obtained by estimating the second spatial derivative of the LFP. Here, we describe a method to record multilaminar LFPs using linear silicon probes implanted into the dorsal hippocampus. CSD traces are computed along individual shanks of the probe. This protocol thus describes a procedure to resolve spatially restricted neuronal network oscillations in the hippocampus of freely moving mice.

This protocol describes the recording of local field potentials with multi-shank linear silicon probes. Conversion of the signals using current source density analysis allows the reconstruction of local electrical activity in the mouse hippocampus. With this technique, spatially restricted brain oscillations can be studied in freely moving mice.

Enregistrement dans l’espace restreint des Oscillations dans l’hippocampe de se comporter de souris

The local field potential (LFP) emerges from ion movements across neural membranes. Since the voltage recorded by LFP electrodes reflects the summed ...

Transplantation of Chemogenetically Engineered Cortical Interneuron Progenitors into Early Postnatal Mouse Brains

Neuronal development is regulated by a complex combination of environmental and genetic factors. Assessing the relative contribution of each component is a complicated task, which is particularly difficult in regards to the development of &#947;-aminobutyric acid (GABA)ergic cortical interneurons (CIs). CIs are the main inhibitory neurons in the cerebral cortex, and they play key roles in neuronal networks, by regulating both the activity of individual pyramidal neurons, as well as the oscillatory behavior of neuronal ensembles. They are generated in transient embryonic structures (medial and caudal ganglionic eminences -&#160;MGE and CGE) that are very difficult to efficiently target using in utero electroporation approaches. Interneuron progenitors migrate long distances during normal embryonic development, before they integrate in the cortical circuit. This remarkable ability to disperse and integrate into a developing network can be hijacked by transplanting embryonic interneuron precursors into early post-natal host cortices. Here, we present a protocol that allows genetic modification of embryonic interneuron progenitors using focal ex vivo electroporation. These engineered interneuron precursors are then transplanted into early post-natal host cortices, where they will mature into easily identifiable CIs. This protocol allows the use of multiple genetically encoded tools, or the ability to regulate the expression of specific genes in interneuron progenitors, in order to investigate the impact of either genetic or environmental variables on the maturation and integration of CIs.

Here we present a protocol, designed to use chemogenetic tools to manipulate the activity of cortical interneuron progenitors transplanted into the cortex of early postnatal mice.

Transplantation de progéniteurs interneuron corticales génétiquement modifiés dans les cerveaux de souris postnatales précoces

Neuronal development is regulated by a complex combination of environmental and genetic factors. Assessing the relative contribution of each component is ...

Microdissection of Mouse Brain into Functionally and Anatomically Different Regions

The brain is the command center for the mammalian nervous system and an organ with enormous structural complexity. Protected within the skull, the brain consists of an outer covering of grey matter over the hemispheres known as the cerebral cortex. Underneath this layer reside many other specialized structures that are essential for multiple phenomenon important for existence. Acquiring samples of specific gross brain regions requires quick and precise dissection steps.&#160;It is understood that at the microscopic level, many sub-regions exist and likely cross the arbitrary regional boundaries that we impose for the purpose of this dissection.
Mouse models are routinely used to study human brain functions and diseases. Changes in gene expression patterns may be confined to specific brain areas targeting a particular phenotype depending on the diseased state. Thus, it is of great importance to study regulation of transcription with respect to its well-defined structural organization. A complete understanding of the brain requires studying distinct brain regions, defining connections, and identifying key differences in the activities of each of these brain regions. A more comprehensive understanding of each of these distinct regions may pave the way for new and improved treatments in the field of neuroscience. Herein, we discuss a step-by-step methodology for dissecting the mouse brain into sixteen distinct regions. In this procedure, we have focused on male mouse C57Bl/6J (6-8 week old) brain removal and dissection into multiple regions using neuroanatomical landmarks to identify and sample discrete functionally-relevant and behaviorally-relevant&#160;brain regions. This work will help lay a strong foundation in the field of neuroscience, leading to more focused approaches in the deeper understanding of brain function.

We present a hands-on, step-by-step, rapid protocol for mouse brain removal and dissection of discrete regions from fresh brain tissue. Obtaining brain regions for molecular analysis has become routine in many neuroscience labs. These brain regions are immediately frozen to obtain high quality transcriptomic data for system level analysis.

Microdissection du cerveau de souris en régions fonctionnellement et anatomiquement différentes

The brain is the command center for the mammalian nervous system and an organ with enormous structural complexity. Protected within the skull, the brain ...

Full- versus Sub-Regional Quantification of Amyloid-Beta Load on Mouse Brain Sections

Extracellular accumulation of amyloid-beta (A&#946;) plaques is one of the major pathological hallmarks of Alzheimer's disease (AD), and is the target of the only FDA-approved disease-modifying treatment for AD. Accordingly, the use of transgenic mouse models that overexpress the amyloid precursor protein and thereby accumulate cerebral A&#946; plaques are widely used to model human AD in mice. Therefore, immunoassays, including enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) and immunostaining, commonly measure the A&#946; load in brain tissues derived from AD transgenic mice. Though the methods for A&#946; detection and quantification have been well established and documented, the impact of the size of the region of interest selected in the brain tissue on A&#946; load measurements following immunostaining has not been reported. Therefore, the current protocol aimed to compare the A&#946; load measurements across the full- and sub-regions of interest using an image analysis software. The steps involved in brain tissue preparation, free-floating brain section immunostaining, imaging, and quantification of A&#946; load in full- versus sub-regions of interest are described using brain sections derived from 13-month-old APP/PS1 double transgenic male mice. The current protocol and the results provide valuable information about the impact of the size of the region of interest on A&#946;-positive area quantification, and show a strong correlation between the A&#946;-positive area obtained using the full- and sub-regions of interest analyses for brain sections derived from 13-month-old male APP/PS1 mice that show widespread A&#946; deposition.

The present protocol describes and compares the procedure to perform a full-region or sub-region of interest analysis of sagittal mouse brain sections to quantify amyloid-beta load in the APP/PS1 transgenic mouse model of Alzheimer's disease.

Quantification complète ou sous-régionale de la charge bêta-amyloïde sur les sections cérébrales de souris

Extracellular accumulation of amyloid-beta (A&#946;) plaques is one of the major pathological hallmarks of Alzheimer's disease (AD), and is the target of ...

In Vivo Chronic Two-Photon Imaging of Microglia in the Mouse Hippocampus

Microglia, the only immune cells resident in the brain, actively participate in neural circuit maintenance by modifying synapses and neuronal excitability. Recent studies have revealed the differential gene expression and functional heterogeneity of microglia in different brain regions. The unique functions of the hippocampal neural network in learning and memory may be associated with the active roles of microglia in synapse remodeling. However, inflammatory responses induced by surgical procedures have been problematic in the two-photon microscopic analysis of hippocampal microglia. Here, a method is presented that enables the chronic observation of microglia in all layers of the hippocampal CA1 through an imaging window. This method allows the analysis of morphological changes in microglial processes for more than 1 month. Long-term and high-resolution imaging of the resting microglia requires minimally invasive surgical procedures, appropriate objective lens selection, and optimized imaging techniques. The transient inflammatory response of hippocampal microglia may prevent imaging immediately after surgery, but the microglia restore their quiescent morphology within a few weeks. Furthermore, imaging neurons simultaneously with microglia allows us to analyze the interactions of multiple cell types in the hippocampus. This technique may provide essential information about microglial function in the hippocampus.

In Vivo Chronic Two-Photon Imaging of Microglia in the Mouse Hippocampus

This paper describes a method for chronic in vivo observation of the resting microglia in the mouse hippocampal CA1 using precisely controlled surgery and two-photon microscopy.