JoVE 비디오를 활용하시려면 도서관을 통한 기관 구독이 필요합니다. 전체 비디오를 보시려면 로그인하거나 무료 트라이얼을 시작하세요.
Method Article
striatal 뇌 조각의 전기적 evoked presynaptic 도파민의 역학을 측정하는 빠른 스캔 순환 voltammetry를 사용하여.
광범위한 연구 때문에 남용 약물 (예 : 코카인과 암페타민), 정신과 질환에가하는 역할 (예 : 정신 분열증 및주의 결여 과다 장애) 및 퇴행성 년에 참여 행동의 메커니즘에서 그 중요성의 신경 전달 물질의 도파민에 주력했다 파킨슨병과 헌팅턴의 질환과 같은 질환. 정상적인 생리 조건에서 도파민은 전위의 활동,인지, 학습, 정서적 영향을, 그리고 neuroendocrine 호르몬 분비를 조절하는 것으로 알려져 있습니다. 도파민 뉴런의 가장 큰 밀도 중 하나는 핵의 accumbens와 꼬리가있는 - putamen으로 알려진 두 개의 neuroanatomical 지역 나눌 수 있습니다 striatum 이내입니다. 목표는 마우스 striatum 이내 슬라이스 빠른 스캔 순환 voltammetry (FSCV)에 대한 일반적인 프로토콜을 설명하는 것입니다. FSCV는 D에 실시간으로 도파민 자료 및 이해를 측정할 수있는 기회를 제공하는 잘 정의된 전기 기술이다iscrete 두뇌 영역. 탄소 섬유 microelectrodes는 (~ 7 μm의 직경) 도파민 산화를 감지 FSCV에 사용됩니다. 도파민을 감지 FSCV를 사용하는 분석 장점은 생체내의 microdialysis에로 보완 정보를 제공 미만보다 10 미크론의 100 밀리초와 공간 해상도, 자사의 향상된 시간적 해상도입니다.
1. 실험 필수
전극 제작
솔루션 준비
인공 cere의 세 가지 유형brospinal 유체 (aCSF) 솔루션은 모든 ultrapure (18 MΩ cm) 물속에서, 사전에 준비해야합니다.
전극 보정
2. 슬라이스 준비
3. 조각에서 Voltammetric 녹음
조각이 잠복기 있지만, 슬라이스 녹화 실이 준비하실 수 있습니다.
4. 데이터 분석
Wightman에 의해 설명된대로 슬라이스에서 얻은 결과 현재 대 시간이 흔적은 Michaelis - Menten 기반 방정식의 집합으로 비선형 회귀로 들어갈 수 있습니다및 LabVIEW (내쇼날 인 스트 루먼트, 오스틴, TX) 4-6로 작성된 소프트웨어의 동료. 및 펄스 당 도파민 농도 (NM,이 소프트웨어에서, 현재 비해 시간이 흔적은 두 개의 매개 변수, V 최대 (추적의 내림차순 단계에 의해 입증로 도파민 수송에 의한 이해의 속도에 해당하는 NM / s의)를 변화하여 장착할 수 있습니다 ; 최고 높이 최대에 해당). 도파민 수송에 대한 도파민의 친화력의 반사 K m 값은, 160 nm의 설정과 변경되지 않습니다. 실험 후에 결정됩니다 전극의 게시물 - 교정 계수는 피팅하기 전에 필요합니다. LabView 소프트웨어는 결정 계수 (R 2) 적합의 선하심을 (R 2 값> 0.8을 사용하는)를 결정하는 매개 변수가 포함되어 있습니다.
5. 대표 결과
FSCV은 단일 펄스의 꼬리가있는 쓰세요에 전기 자극 도파민 릴리스와 이해를 검토하는 데 사용된아멘 (CPU), 핵 accumbens (NAC) 핵심, 그리고 생쥐의 NAC 껍질. 그림 1A에 표시된 대표 결과 현재 (또는 농도) 대 시간 플롯을 보여줍니다. 빨간색 화살표는 전기 자극은 탄소 섬유 microelectrode에서 도파민 농도의 변화에 기인 현재의 금액에 해당 상승 다음 슬라이스에 적용할 때 나타냅니다. 전기 자극을하는 동안 주된 과정은 도파민 릴리스이지만, 그러한 이해 및 확산과 같은 다른 프로세스뿐만 아니라 전반적인 관찰 피크 높이에 기여. 최고의 하강 단계는 주로 자극의 연결이 7 중지되었습니다 이후로 전송하여 신경 전달 물질의 reuptake에 따라 결정됩니다. 보급과 신진 대사도 현재의 감소에 기여 그러나 정상 붕괴는 reuptake에 국한되지 않습니다. 이것은 전기 측정의 시간 규모는 초의 문제이기 때문에, FSCV이 contributio를 측정하는 너무 빠른 것을 postulated되었습니다신진 대사 7 NS. 이러한 전류 대 시간을 추적에서 Y - 축이 후 실험 교정 계수를 사용하여 농도 (μm의)로 변환됩니다. 그림 1A에 대한 삽입은 현재 비해 시간 추적을 위해 주기적 voltammograms을 빼는 각각의 배경이다. 전극 (X 축)에 적용 가능성에 대해 (Y 축) 측정된 전류를하려하고, 도파민은 화학적으로 0.6 V에서 관찰 산화 피크 및 도파민 - ortho - 퀴논의 해당 감소 피크에서 관찰과 식별 - 자세 / AgCl 참조 전극 대 0.2 V. 데이터의 세 번째 표현은 하나의 음모를 형성하기 위해 현재의 비교 시간을 추적하고 주기적 voltammogram 모두의 정보를 결합 3 차원 의사 컬러 플롯 (그림 1B)를 사용합니다. 대표 의사 색상 음모에, 시간이 X - 축을 따라 초 단위로 꾸몄다이며, 탄소 섬유 작업 microelectrode에 적용된 전압이 Y - 축을 따라 그래프이며, 전류는 fal로 표현된다Z - 축을 따라 SE 색상. 탄소 섬유 microelectrodes (지름 ~ 7 μm의)의 작은 크기로 인해, 전기 자극 도파민 역학은 striatum (; 그림 2 CPU 비교 NAC 핵심 비해 NAC 쉘)의 이산 해부학 지역에서 발견하실 수 있습니다.
striatal 코로나 조각을 사용하는 장점은 도파민 세포 단체에서 기부를 제거하고, presynaptic 도파민 역학 조사를 허용한다는 것입니다. 다른 사람들이 16, 17 표시된대로 도파민 릴리스와 이해의 Presynaptic 통제는 엄격하게 도파민 autoreceptor 또는 전송 기능에 국한되지 않습니다. 다른 신경 전달 물질 시스템의 Heteroreceptors 또한 도파민 역학 18, 19 조절. 그림 3A에 표시된 대표 현재 비해 시간이 흔적은 조각이 30 분 1 μm의 quinpirole (D2/D3 수용체 작용제), 전기 - evoked 도파민 출시에 감소로 치료하는 경우 관찰된 것을 보여줍니다. 반면에, 때 기판같은 암페타민과 같이 도파민 전송은, 30 분 슬라이스 이상 perfused입니다 들어, 도파민 릴리스에 차이는 (그림 3B) 관찰되지 않습니다. 피크 부패는 일반적으로 도파민 전송 속도론의 변경 (K m) 3과 관련된 오른쪽으로 이동합니다. 슬라이스가 도파민 릴리스에게 역학 20, 21에 영향을 가상되었습니다 100 NG / ML 두뇌 파생 neurotrophic 인자 (BDNF) 솔루션, 목욕을하고 나면 마지막으로, 그림 3C는 현재 대 시간 추적의 대표 성분이다. 이 대표 추적에서, 그것은 BDNF는 전기 - evoked 도파민 버전을 향상시킬 수있는 능력을 가지고 볼 수 있습니다. 합쳐 놓으면, 이러한 약리 치료 striatum 내에서 도파민 역학을 조사하기 위해 FSCV의 유틸리티를 강조.
FSCV에 의해 presynaptic 도파민의 역학을 조사하기 위해 뇌 조각을 사용하여의 주요 제한은 그대로 머리에서 neurocircuitry이 손실된다는 점입니다.슬라이스 FSCV으로 그것이 어려운 조사되는 영역의 기능에 이러한 시스템의 기여를 이해하기 위해 (striatum 예를 들어) 또는 비 자극 도파민 수준을 평가하는 다른 뇌 영역에서 신경 전달 물질의 효과를 연구하는 것은 불가능합니다. 24 - 그러나, FSCV 최근 기술 발전 자유롭게 약리 조작, 자기 관리, 또는 참신 22에 대응 쥐가 이동에 도파민 과도 측정 (과 전기 자극없이)를 사용할 수 있습니다. 전반적으로, 슬라이스 FSCV은 presynaptic 도파민 역학에 대한 유용한 정보를 제공하고, 같은 microdialysis, 전기 생리학, 및 / 또는 자유롭게 FSCV 이동으로 보완 neurochemical 기술로 슬라이스 FSCV 결과를 결합하는 것은 두뇌 신경 전달 물질의 기능을보다 포괄적인 전망을 제공합니다.
그림 1. dopamin를 전기 - evoked전자 릴리스 C57Bl/6J 마우스의 지느러미 CPU의 슬라이스에 FSCV 다음과 같은 단일 펄스 자극을 사용하여 측정. 도파민 자료가 단일 펄스 (빨간색 화살표)에 의해 evoked어진 (A) 농도 대 시간 추적. 단일 별표 주로 도파민 릴리스 농도에 증가에 기여하는 요소를 나타냅니다 있지만, 이해 및 확산에도 기여하고 있습니다. 이중 별표는 주로 인해 이해뿐만 아니라 확산이 기여, 기준선으로 돌아가는 피크 신호를 나타냅니다. 삽입은 해당 주기적 voltammograms를 표시합니다. (B) 지느러미의 CPU 표시 시간 (X 축)의 대표 색상 플롯은 가상 색의 자세 / AgCl 참조 전극 (Y 축) 대 탄소 섬유 microelectrode 잠재하고, 현재 적용.
NAC 코어에 하나의 전기 자극 펄스 (빨간색 화살표로 표시)에 의해 evoked 그림 2. 도파민 방출C57Bl/6J 마우스에서와 쉘. (A와 C) NAC 코어 및 쉘에서 시간을 추적하고 해당 주기적 voltammograms (삽입) 대 농도. (B와 D)로 이전 NAC 핵심과 쉘에서 대표 색상 플롯을 설명했다.
그림 3 슬라이스 후 대표 흔적이 30 분 약리 요원 대우었다. 모든 경우에 하나의 펄스가 CPU에서 도파민 릴리스를 연상하는 데 사용되었다. (A) 도파민 D2 수용체 작용제의 응용은 quinpirole은 (적색 성분) 전처리 (검정 추적)에 비해. (B) 필로폰 재관류 (보라색 추적)는 전처리 (검정 추적)에 비해. (C) 두뇌 파생 neurotrophic 인자의 능력은 전처리 (검정 추적)에 비해 (파란색 추적) 도파민 역학에 영향을 미칠 수 있습니다.
여기에 제시 프로토콜 FSCV 실험을위한 마우스 코로나 뇌 조각을 준비하고 사용하는 방법을 보여줍니다. 11 -이 방법은 도파민 역학을 취득하고 측정하기 위해 특정이지만, 같은 다른 신경 전달 물질은 아데노신, 과산화수소, norepinephrine, 그리고 세로토닌은 FSCV 3 8 생체내 또는 체외에서 모니터링하고 있습니다. FSCV은 작업 전극 세, 11에 적용된 파형의 간단한 변경을 ?...
관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.
알코올 남용과 알코올 중독에 국립 연구소 (; AA - 016967 - 01S1과 AA016967, NIAAA TAM)에서 제공하는 기금, 웨인 주립 대학은 기금을 시작하고, 웨인 주립 대학 연구 보조금 프로그램. 내용은 전적으로 저자의 책임이며, NIAAA 또는 국립 보건원의 공식 견해를 대변하지 않습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
이름 | 회사 | CAS 번호 | |
시약 | |||
염화칼륨 | 어부 | 7,447,407 | |
나트륨 염화물 | EMD 화학 | 7,647,145 | |
마그네슘 염화물 | 어부 | 7,791,186 | |
염화칼슘 | 어부 | 10035048 | |
나트륨 중탄산염 | EMD 화학 | 144,558 | |
인산 나트륨, 이염 | EMD 화학의 | 7,558,794 | |
D - 글루코오스 | 어부 | 50,997 | |
아스코르비 산 | 어부 | 50,817 | |
자당 | 어부 | 57,501 | |
|
| ||
자료 | 공급 업체 | 카탈로그 번호 | |
탄소 섬유 | Goodfellow Oakdale, PA | ||
유리 모세관 | AM 시스템 Carlsborg WA. | 602,000 | |
실버 와이어 | A -M 시스템 Carlsborg WA. | 787,000 | |
텅스텐 전극 자극 | 플라스틱 하나, 로어 노크, VA | ||
백금 와이어 | |||
와이어 리드 | 종복인 전자, 고넬료, 또는 | ||
Loctite 404 인스턴트 접착제 | Hankal 주식 회사 록키 힐 중부 표준시. | ||
면도날 | 세계 정밀 계측기 주식 회사 FL. | ||
BD 척수 바늘 | BD 의료 시스템, Franlin 호수, NJ | REF 405,234 | |
외과 블레이드 | 깃털 안전 면도기 (주) LTD. 일본 | ||
소프트웨어 | 공급 업체 | 카탈로그 번호 | |
TH 소프트웨어 | ESA 주식 회사, Chelmsford, MA | ||
기계 | 공급 업체 | 카탈로그 번호 | |
잠수 기록 챔버 | 맞춤 과학, 덴버, CO | ||
Neorolog의 자극 아이 솔 레이터 | Digitmeter, 하트 퍼 드셔, 영국 | ||
자동 온도 컨트롤러 | 워너 악기 주식 회사 | ||
현미경 (SZX7) | 올림포스 산 | ||
현미경 | 어부 | ||
Vibratome 3000 sectioning 시스템 | 세인트 루, MO입니다. | ||
재관류 펌프 | 왓슨 Marlow 제한, Falmouth 콘월 - 영국 | H110708 | |
Micropipette 풀러 | Narishige, 도쿄, 일본 | ||
ChemClamp potentiostat | Dagan 기업, 미네 아 폴리스, 미네소타. |
JoVE'article의 텍스트 или 그림을 다시 사용하시려면 허가 살펴보기
허가 살펴보기This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. 판권 소유