이 작품은 쉴라와 데이비드 Fuente Neuropathic 고통을 연구 프로그램 대학원 친교 (J.M.B.)에 의해 지원, 로이스 교황 생활 휄 로우 프로그램 (카스 티 야, Y.Z., 및 J.M.B.)는 스나이더-로빈슨 재단 Predoctoral 친목 (카스 티 야), 닥터 존 T . 맥도날드 재단 (에 카스 티 야), 계약서, 부여에서 건강 (NIH) HHSN268201300038C, R21GM119018, 및 R56NS095893의 국가 학회 (R.G.Z.), 고 대 산 학자 프로젝트 (산둥 성, 중화 인민 공화국) (R.G.Z.)에 의해.

1. 고려 사항 및 이미지 분석 실험 설계에 대 한 준비
<ol><li>미리 적당 한 해부학, 세포, 또는 subcellular 마커 다른 샘플에서 관심 (ROI) 영역에 표준화에 대 한 랜드마크로 서 역할을 예를 들어 4', 6-diamidino-2-phenylindole (DAPI), 막 마커, 지역화 된 형광 단백질, 등
</li>
	<li>관심의 구조에 대 한 배경 수준 넘어 개별 puncta 구분 수 형광 마커를 선택 합니다. 참고:이 프로토콜은 최적화 배치할 구조 (예를 들어, misfolded 단백질 집계)와 막 바인딩된 세포 (예를들면, autophagy 기자). 단백질 집계를 시각화 하려면 138 반복 (RFP-hHttQ138)의 병원 성 polyQ로 인간의 Htt 단백질의 N-터미널 RFP 태그 조각이 사용된5이었다. 돌연변이 체 Htt 단백질 세포질 집계 elav GAL45,6등 신경 특정 드라이버에서 표현 하는 때 형성 한다. Autophagosome-리소좀 플럭스를 시각화 하려면 말라 GAL4 편 탠덤 mCherry GFP Atg8a 기자의 식 드라이브 사용 되었다. mCherry-GFP-긍정적인 puncta autophagosomes, 나타내고 GFP 형광 단백질이 저하7때까지 산을 구분 하지 않는 mCherry의 남아 있는 리소좀의 산 성 환경에서 침묵으로 유량 모니터링 합니다. 비율 분석을 위해 구조의 일관 된 표식 인 단일 채널 세분화, 사용 하거나 두 개 이상의 채널의 투영 구조, 윤곽을 그리 다를 사용할 수 있는 적절 한 경우 비록 명시적으로 설명 된이 프로토콜에 될 수 있습니다. 이 예제에서 mCherry는으로 산을 구분 하지 않는 경로 통해 유출 통해 구획에 남아 있을 것 이다 Atg8-긍정적인 입자의 세분화에 대 한 사용 됩니다.</li>
	<li>다운로드 하 고 오픈 소스 이미지 분석 플랫폼 ImageJ 또는 피지 설치-와 ImageJ의 기본 배포 번들 플러그인2,3.</li>
	<li>H-맥시 마 대화형 유역에 대 한 플러그인을 설치 합니다. 참고:이 프로토콜 사용 하 여 피지; 추가 플러그인 ImageJ에 대 한 필요할 수 있습니다. Benoit Lombardot SCF-MPI-CBG에 의해 개발 된 플러그인은 사용할 수 온라인 (https://imagej.net/Interactive_Watershed)입니다.</li>
	<li>로 이동 "도움말 | 업데이트","관리 업데이트 사이트"선택" ImageJ 업데이트 "에서 목록에서 SCF-MPI-CBG 업데이트 사이트를 선택 하 고 다음 닫고 다시 시작 피지.</li>
</ol>2. 뇌의 해 부와 면역 형광 염색
<ol><li>
실리콘 고무 줄 절 개 요리를 합니다.
	<ol>
<li>실리콘 엘라 스토 머 부품에 붓고 비 커 및 철저 하 게 혼합 때까지 잘 저 어에 표시 된 대로.</li>
		<li>5 cm을 채우기 위해 한 피 펫을 사용 하 여 조직 문화 요리 1-3 반에 전체 (고무 혼합물의 약 10 mL). 어떤 거품 표면에 승천 하 고 티슈로 제거를 허용 합니다. 요리를 커버 하 고 실내 온도 (RT)에서 48-72 h에 대 한 치료를 레벨 표면에 그들을 배치.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
초파리 뇌, 그리고 필요한 경우 비주얼 시스템을 해 부.
	<ol>
<li>앞에서 설명한8,9 초파리 뇌 해 부를 수행 합니다. 파괴적인 조직 또는 집게를 피하기 위해 두뇌를 안정 시키기 위해 고무 바닥을 사용 하 여 고무 줄 절 개 요리를 해 부를 수행 합니다.</li>
		<li>해 부 동안에 lamina 그대로 유지, 망막 아래 두 개의 집게를 슬라이드 하 고 부드럽게 제거 망막을 눈의 중간을 통해 눈물. Lamina 표면에 평행 하 게 개최 하는 집게와는 lamina에 연결 된 어떤 망막 조직을 멀리 당겨. 참고: 잔여 안료 다음 단계에서 씻어 것입니다 그리고 일반적으로 항 체 얼룩이 지 고 이미징 방해 하지 않습니다.</li>
		<li>인산 염 버퍼 식 염 수 500 µ L microcentrifuge 튜브에 3.7%의 최종 농도 사용 하기 전에 신선한 게를 (PBS)에 37% 포름알데히드를 희석. 수정 솔루션 microcentrifuge 관에 해 부 두뇌를 전송 하 고 부드러운 락와 RT에 15 분 동안 품 어. 참고: 포름알데히드 포 름 산을 생산 자연 산화 될 경향이 있다. 따라서, 그것은 스토리지에 대 한 약 수는 37% 포름알데히드를 제안 및 각 사용 전에 갓 3.7%에 희석입니다. -고정 또는 아래 고정 조직 및 형광10의 무결성에 영향을 것입니다.</li>
		<li>PBTx로 3 회 세척 (PBS 0.4% 트라이 톤 X-100) 15 분.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
Immunohistochemistry 수행 하 고 표본 탑재.
	<ol>
<li>항 체는 얼룩이 지는 필요한 경우, PBTx를 제거, PBTx에서 5% 정상 염소 혈 청 희석 주 항 체를 추가 하 고 하룻밤 4 ° c.에 aliquot 믹서에 품 어</li>
		<li>1 차적인 항 체를 제거 하 고 15 분 동안 PBTx와 3 번 세척. 추가 5% 정상 염소 혈 청 희석 PBTx에서 이차 항 체와 RT에 1 시간에 대 한 품 어 또는 4 ° c.에서 하룻밤 PBTx 3 시간 15 분 동안 씻어.</li>
		<li>DAPI 얼룩은 필요한 경우, PBTx 제거, DAPI 솔루션 추가 (재고 솔루션: 5 mg/mL, 희석 작업 PBTx에 15 µ g/mL의 농도에), 및 실시간 씻어 3 시간 15 분 동안 PBTx에서 10 분 동안 품 어.</li>
		<li>취소는 조직, 양쪽에 명확한 테이프의 1 개의 층의 스페이서와 현미경 슬라이드의 중심에 장착 매체의 한 방울을 배치 합니다. 전송 설치 매체의 드롭에 두뇌와 두뇌 투명 하 게 될 때까지 1-2 분 기다립니다. 조심 스럽게 제거를 피 펫을 장착 매체.</li>
		<li>탑재, 슬라이드에 두뇌에 신선한 설치 매체의 방울을 적용 합니다. 조심 스럽게 거품을 피하고 커버 유리 오버레이. 고무 시멘트, 가장자리를 밀봉 하 고 20 분 최상의 결과 얻으려면 이미지 수집을 진행에 대 한 실시간에 건조.</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. 이미지 수집
<ol><li>공간 해상도, 목표, 스캐닝 속도, 줌 현미경 수집 매개 변수를 최적화 하 고 단계 크기, 이미지 분석 중 반자동된 세분화를 촉진 하기 위하여 관심의 구조의 해상도 최대화 하기 위해. 참고: 그것은 샘플 이미지를 캡처하고 모든 실험 샘플을 이미징 하기 전에 (이 프로토콜의 5 단계)에서 반자동된 세분화를 테스트에 유용할 수 있습니다. 이 방법으로 사용자 분석 도구 쉽게 관심의 생물학 구조를 분별 수 있도록 이미지 설정을 조정할 수 있습니다.</li>
	<li>
높은 신호 대 잡음 비율 및 표본의 높은 동적 범위를 캡처 이미지 검출기 컨트롤을 조정 합니다.
	<ol>
<li>사용 하 여 픽셀의 채도 (너무 높은 노출) 또는 undersaturation (너무 낮은 오프셋) 설정 (그림 3B, 빨간색 나타냅니다 안녕/낮은 LUT에 의해 픽셀 채도) 조정 하는 동안 나타내는 LUT (조회 테이블).</li>
		<li>이득 및 오프셋 설정은 모든 실험적인 그룹에 대 한 적절 한 실험 조작 가능성이 관심의 구조 변경으로 확인 합니다. 참고: 그것은 절대적 양적 비교에 같은 설정이 모든 그룹에 대해 사용 됩니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>모든 데이터를 캡처하려면 조직을 통해 이미지입니다. 참고: 한 이미징 세션 동안 사용할 수 있는 데이터의 모든을 포착 하 고 필요한 경우 4 단계에서에서 ROI 선택 동안 더 정확한 영역을 정의 하 것이 좋습니다.</li>
	<li>인수 매개 변수 및 공간 교정 같은 메타 데이터를 보존 하기 위해 이미징 소프트웨어에서 지 원하는 파일 형식으로 이미지를 저장 합니다. 실험 날짜, 유전적 배경, 그리고 형광 성 취재 원, 항 체를 포함 한 파일 이름으로 이미지를 저장 또는 채널에 해당 하는 염료 같은 [실험 그룹 이름] _ [견본 이름] _ [실험 날짜] _Ch1. 스캔 [Fluorophore-표적 /Dye]_Ch2.[Fluorophore-target/Dye], 등
</li>
</ol>4. 피지/ImageJ 이미지 가져오기 및 ROI 선택
<ol><li>피지에서 이미지를 엽니다. "바이오 형식 가져오기 옵션" 대화 상자를 사용 하 여, 선택 "으로 보기 스택: Hyperstack" 설정 "색상 모드: 회색 음영". 참고: 공간 교정 피지에 의해 읽을 수 수와 같은 메타 데이터로 현미경 파일 형식을 열려면 추천 된다.</li>
	<li>
하나의 z-비행기 또는 표본 (그림 1, ROI 선택)에 걸쳐 표준화 된 투자 수익으로 사용 될 수 있는 마커 채널에 따라 투영에서 영역을 식별 합니다.
	<ol>
<li>"C" 스크롤 막대를 사용 하 여 단계 1.1에서에서 지정 하는 marker(s)을 캡처하는 데 사용 하는 채널을 볼 수 있습니다.</li>
		<li>"Z" 스크롤 막대를 사용 하 여 초점 비행기를 통해 이동. 단일 슬라이스를 선택 하거나 클릭 하 여 여러 조각의 투영을 만듭니다 "이미지 | 스택 | Z 프로젝트"및 설정" 시작 "조각과"Stop 슬라이스"투자 수익을 포괄 하는. 참고: "투영 유형 설정" "Z 프로젝트"에서 "최대 강도" 대화 상자는 자주 가장 적합 섹션 5에 세분화에 대 한 구조를 강조 하기 위해이 모든 응용 프로그램에 적합 하지 않을 수 있습니다 비록. 다른 유형의 투영 분석을 위해 필요한 경우, 저장 하 고 따라서 섹션 6 또는 7 기능 추출에 대 한이 파일을 문서 처리.</li>
		<li>채널 및 이미지 분석 프로토콜에서 다음 단계를 단순화 하는 관심의 초점 plane(s)를 포함 하는 새로운 이미지를 생성 합니다. 선택 "이미지 | 중복 "을 원하는"채널"(c)와"분할 영역"(z), 설정 하 고 (예를 들어, [실험 그룹 이름] _ [견본 이름] _ [date]_[Channel(s)]_[z-plane(s)]) 실험 선택에 맞게 파일 이름을 변경할.</li>
	</ol>
</li>
	<li>4.2 단계에서 결정 하는 선택 기준에 따라 표준화 된 ROI를 수동으로 선택 하 피지 도구 모음에서 "선택 도구" 중 하나를 사용 합니다.</li>
	<li>클릭 하 여 투자 수익 ROI 관리자에 추가 "분석 | 도구 | 투자 수익 관리자 "및 ROI 관리자 메뉴에서"추가 "를 클릭 합니다. 클릭 하 여 투자 수익 ROI 관리자 메뉴에서 저장 "더 | 저장"하 고 투자 수익을 반영 하기 위해 파일 이름을 (예를 들어, [실험 그룹 이름] _ [견본 이름] _ [실험 날짜] _ [채널] _ [z-plane(s)] _ [투자 수익 설명]). 참고:이 나중 분석에 대 한 피지에 재개 될 수 있다 또는 다른 채널 또는 5.3 단원에서 이미지에 적용할 수 있습니다.</li>
</ol>5. 전처리 및 h-맥시 마 Watershedding와 시장 세분화
<ol><li>
관심의 구조를 캡처하는 데 사용 하는 채널에 전처리를 수행 합니다.
	<ol>
<li>이미지 파일 여러 채널의 경우, 클릭 하 여 채널을 분리 "이미지 | 컬러 | 채널 분할"관심의 채널을.</li>
		<li>소음이 나 클릭 하 여 스무 딩 가우스 흐림 효과 줄이기 위해 중간 필터 같은 필터를 적용 "과정 | 필터 | 필터 유형"(예를 들어," 중간값 필터 "또는" 가우스 흐려 ").<ol>
<li>다른 필터를 샘플 하 고 각 실험 그룹에서 이미지 매개 변수를 필터링 합니다. 단계 6.2 세분화 성능 확인 각 그룹에서 대표적인 예를 계속 수행 합니다. 필터 및 관심의 구조의 세분화를 촉진 하는 설정을 선택 합니다.</li>
		</ol>
</li>
		<li>필터 및 설정을 기록 합니다. 실험 그룹에서 이러한 매개 변수를 적용 합니다.</li>
		<li>Tiff 파일 참조에 대 한 적용 된 필터를 포함 하 여 이미지의 복사본을 저장. [실험 그룹 이름] _ [견본 이름] _ [실험 날짜] _ [채널] _ 같은 상세한 이름을 사용 [z-plane(s)] _ [매개 변수 필터].</li>
	</ol>
</li>
	<li>
전처리 된 이미지 생성 및 단계 5.1에서에서 저장에 대화형 h-최대 분수령 도구에 대 한 관심의 구조의 세분화를 수행 합니다.
	<ol>
<li>피지에서 활성 전처리 이미지 클릭 하 여 h-맥시 마 대화형 분수령 도구 시작 "SCF | 라벨 | 인터랙티브 H_Watershed "입니다. 참고:이 플러그인 분수령와 먼저 다음 사용자에 게 로컬 맥시 마와 즉시 업데이트 출력 이미지를 통해 세분화에 임계값 옵션의 효과 탐험.</li>
		<li>컨트롤 패널에서 씨앗 역학 (h), 강도 임계값 (T), 및 세분화를 최적화 하기 위해 (%)을 초과 하는 피크를 조정 합니다. 참고: 항상 섹션 4.2 수동으로 관심의 구조의 세분화의 성능 검사에에서 전처리 하기 전에 raw 이미지를 참조.</li>
		<li>세분화 결과 만족 하는 경우 "내보내기 영역 마스크"를 선택 하 고 "내보내기"를 선택 하십시오. 이 분수령 결과 (그림 1, 분할)의 이진 이미지를 생성 합니다.</li>
		<li>기록 세그먼트 매개 변수; 이 매개 변수는 양적 비교에 대 한 실험적인 그룹에 적용할 필요가 있다. [실험 그룹 이름] _ [견본 이름] _ [실험 날짜] _ [채널] _ 같은 이름에 대 한 자세한 세그먼트 매개 변수 참조에 대 한 원하는 경우 이진 결과 마스크를 저장 [z-plane(s)] _ [매개 변수가 있는 필터] _ [H_Watershed 매개 변수].</li>
	</ol>
</li>
	<li>
분수령 결과에서 관심의 구조를 추출 합니다.
	<ol>
<li>투자 수익 관리자에 단계 4.4에서 저장 된 ROI를 엽니다. 5.2.4 활성 단계에서 이진 영역 마스크 기능 추출 표준화 된 투자 수익을 제한 하려면 이미지에 적용할 ROI 관리자에서 투자 수익을 선택 합니다.</li>
		<li>이진 분수령 마스크에 활성 ROI 선택 "분석 | 분석 입자 ""관리자 추가"기능을 추출 하는 대화 상자에서 선택 합니다. 참고:이 세분화 ROI 관리자에 동안 delineated 각 구조에 대 한 입자 식별자를 추가 합니다. 옵션 크기 또는 순환 분석에 포함 하는 구조를 수정 하는 데 필요한 경우에 따라 기능을 제외 하려면이 메뉴에서 사용할 수 있습니다.</li>
		<li>클릭 하 여 입자를 저장 "더 | 투자 수익 관리자 메뉴에서 "저장 합니다. 식별자를 선택 하 고 모든 입자 모두 zip 파일에 저장 됩니다 확인 하십시오. [실험 그룹 이름] _ [견본 이름] _ [실험 날짜] _ [채널] _ 같은 상세한 이름을 사용 [z-plane(s)] _ [매개 변수가 있는 필터] _ [H_Watershed 매개 변수] _ [구조].</li>
	</ol>
</li>
</ol>6. 수량, 지역, 그리고 강도 정량화 및 분석
<ol><li>생성 및 저장 단계 4.2에서에서 raw 이미지를 엽니다. 관심의 구조를 캡처하기 위해 사용 되는 채널을 스크롤하십시오. 참고: 적용 단계 5.1 변경에서 필터 픽셀 값으로 (전처리) 전에 raw 이미지에서 강도 측정 하는 중요 한 이다.</li>
	<li>5.3 단계에서 기능 추출에서 얻은 입자 열고 ROI 관리자에서 "모두 보기"를 선택 합니다. 참고:이 작업 각 입자에는 "ROI 관리자" 이미지에 대 한 개요를 오버레이 및 관심 (그림 1, 기능 추출)의 구조의 가장자리를 일치 해야 합니다.</li>
	<li>클릭 하 여 원하는 측정을 설정 "분석 | 설정 측정 ". 참고: 영역, 강도, 그리고 입자의 밀도 "지역" 및 "통합된 밀도"를 선택 하 여 측정할 수 있습니다. 통합된 밀도 옵션을 선택 하면 피지 두 값을 생산할 예정 이다: 지역 및 평균 회색 값과 '원시 통합 밀도' 픽셀 값의 합으로 측정으로 계산 '밀도 통합'. 입자에 형광 단백질의 밀도 지역으로 나눈 픽셀 값의 합으로 계산 됩니다. 5.3 단계에서 생성 된 입자의 수 ROI 4.4 단계에서 정의 하는 조직 내의 입자의 수량을 나타냅니다.</li>
	<li>투자 수익 관리자 메뉴에서 "측정"을 선택 합니다. 결과 측정 이미징 소프트웨어에서 피지에서 파생 된 파일에서 가져옵니다으로 보정 단위로 표현 됩니다. 결과 창에서 결과 복사 하 고 컴파일 및 추가 계산 스프레드시트 소프트웨어에 붙여 넣습니다.</li>
</ol>7. 비율 정량화 및 데이터 분석
<ol><li>단계 6.1 및 6.2 입자 식별자의 첫 번째 원시 채널에 여.</li>
	<li>클릭 하 여 원하는 측정을 설정 "분석 | 설정 측정 ". 참고: 입자 당 평균 강도 "의미 회색 값"을 선택 하 여 측정할 수 있습니다.</li>
	<li>투자 수익 관리자에서 "측정"을 선택 합니다. 결과 창에서 데이터를 복사 및 붙여넣기 스프레드시트 소프트웨어에.</li>
	<li>관심,이 예 (그림 4A), GFP의 두 번째 원시 채널에 "C" 스크롤 막대를 이동 하 고 반복 하는 단계 7.2. 그리고 7.3입니다. 참고: 입자 저장 단계 5.3에서에서 기본적으로 됩니다 채널 및 생성 된 조각. 주의 입자의 올바른 채널에 적용 됩니다.</li>
	<li>스프레드시트 소프트웨어에서 각 입자에 대 한 두 번째의 강도를 하나의 채널에서 휘도의 비율을 계산 합니다.</li>
	<li>
산 점도 사용 하 여 시각화 하 고 개별 변경 기본 생물학 과정의 반사를 전시 fluorophores에서 비율 계량 데이터를 계량.
	<ol>
<li>그래프 소프트웨어에서 산 점도 생성 합니다. 참고: 각 데이터 요소는 관심의 첫 번째 fluorophore의 강도 "x"값 및 두 번째 fluorophore의 강도 각 입자를 측정 하는 "y 값"의 구조를 나타냅니다.</li>
		<li>게이팅 사분면을 정의 하기 위해 각 fluorophore에 대 한 임계값을 설정 합니다.</li>
	</ol>
</li>
	<li>
선 프로 파일을 사용 하 여 관심의 구조에 걸쳐 fluorophore 강도 시각화.
	<ol>
<li>5.3 단계에서 생성 된 ROI를 선택 하 고 도구 모음에서 직선 도구를 사용 하 여 투자 수익을 통해 직선을 그립니다. 라인 투자 수익 ROI 관리자에 추가 합니다.</li>
		<li>관심, 투자 수익, 라인의 각 채널에 대 한 선택 "분석 | 플롯 프로필 ". 참고: 플롯 프로필 기능 히스토그램 플롯 및 라인을 따라 강도 값의 테이블을 생성 합니다. 각 채널 및 붙여넣기 스프레드시트 소프트웨어 라인을 따라 두 채널을 보여주는 플롯을 생성 하에 측정 결과 복사 합니다.</li>
	</ol>
</li>
</ol>

<ol>
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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=NAD+synthase+NMNAT+acts+as+a+chaperone+to+protect+against+neurodegeneration.">NAD synthase NMNAT acts as a chaperone to protect against neurodegeneration.</a> Nature. 452 (7189), 887 (2008).</li><li>Li, C., 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=Spermine+synthase+deficiency+causes+lysosomal+dysfunction+and+oxidative+stress+in+models+of+Snyder-Robinson+syndrome.">Spermine synthase deficiency causes lysosomal dysfunction and oxidative stress in models of Snyder-Robinson syndrome.</a> Nat Commun. 8 (1), 1257 (2017).</li><li>Prokop, A., Meinertzhagen, I. 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L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Autophagosome+biogenesis+in+primary+neurons+follows+an+ordered+and+spatially+regulated+pathway.">Autophagosome biogenesis in primary neurons follows an ordered and spatially regulated pathway.</a> Dev Cell. 30 (1), 71-85 (2014).</li><li>Mizushima, N., Yamamoto, A., Matsui, M., Yoshimori, T., Ohsumi, Y. <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+analysis+of+autophagy+in+response+to+nutrient+starvation+using+transgenic+mice+expressing+a+fluorescent+autophagosome+marker.">In vivo analysis of autophagy in response to nutrient starvation using transgenic mice expressing a fluorescent autophagosome marker.</a> Molecular biology of the cell. 15 (3), 1101-1111 (2004).</li><li>Lee, S., Sato, Y., Nixon, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Primary+lysosomal+dysfunction+causes+cargo-specific+deficits+of+axonal+transport+leading+to+Alzheimer-like+neuritic+dystrophy.">Primary lysosomal dysfunction causes cargo-specific deficits of axonal transport leading to Alzheimer-like neuritic dystrophy.</a> Autophagy. 7 (12), 1562-1563 (2011).</li><li>Vincent, L., Soille, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Watersheds+in+digital+spaces:+an+efficient+algorithm+based+on+immersion+simulations.">Watersheds in digital spaces: an efficient algorithm based on immersion simulations.</a> IEEE Transactions on Pattern Analysis &amp; Machine Intelligence. (6), 583-598 (1991).</li><li>Najman, L., Schmitt, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Geodesic+saliency+of+watershed+contours+and+hierarchical+segmentation.">Geodesic saliency of watershed contours and hierarchical segmentation.</a> IEEE Transactions on pattern analysis and machine intelligence. 18 (12), 1163-1173 (1996).</li><li>Shiber, A., Breuer, W., Ravid, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flow+cytometric+quantification+and+characterization+of+intracellular+protein+aggregates+in+yeast.">Flow cytometric quantification and characterization of intracellular protein aggregates in yeast.</a> Prion. 8 (3), 276-284 (2014).</li><li>Mizushima, N., Yoshimori, T., Levine, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+in+mammalian+autophagy+research.">Methods in mammalian autophagy research.</a> Cell. 140 (3), 313-326 (2010).</li></ol>

저자는 공개 없다.

튼튼하게 그리고 reproducibly quantitate 형광 기반 이미징에 의해 시각 세포 생물학 과정을 여기에 설명 된 프로토콜을 사용할 수 있습니다. 생물 학적 컨텍스트 및 기술적 한계 실험 설계 가이드를 신중 하 게 고려 될 필요가 있다. 관심의 subcellular 구조의 형광 마커 immunohistochemical, 염료 기반, 또는 유전자 표현 배경 형태와 강도 의해 위에 구별 될 필요가 있는지. UAS/GAL4 시스템 널리 초파리</e...

신경 퇴행 성 질환에 영향을 미칠 수백만의 사람들이 매년 고 발생률은 노후화 인구1증가 하 고 있다. 각 신경 질환은 독특한 병 인, misfolded 단백질의 집계 및 proteostasis 네트워크의이 질병의 많은 것의 일반적인 병리학 특징입니다. 어떻게 이러한 근본적이 고 상호 프로세스의 중단 awry elucidating 신경 역 기능 및 세포 죽음에 기여 하이 중요 이해 신경 퇴행 성 질환으로 치료 개입을 유도 합니다. 형광 기반 이미징 뉴런에서 이러한 복잡 하 고 동적 프로세스의 조사 가능 하며 신경 세포 생물학의 우리의 이해에 크게 기여 했다. 붙일 태그가 단백질의 분석 실험 실행 된다 vivo에서, 매우 소형 조직, 다양 한 세포 유형 및 형태학이 때에 특히 도전, 이다. 수동으로 보조 정량화 저렴 하 고 간단, 하지만 종종 소모 및 인간의 편견. 따라서, 이미징 연구에서 정량 데이터를 추출, 재현성, 공평 하 고 액세스할 수 있는 방법에 대 한 필요가 있다.
우리의 실험 모델에서 형광 이미징 연구에서 양적 데이터를 추출 피지/ImageJ, 강력 하 고 자유롭게 액세스할 수 있는 이미지 처리 소프트웨어2,3를 사용 하 여 간단 하 고 융통성 있는 워크플로 설명 했습니다. neurodegeneration 초파리를 사용 하 여입니다. 단백질 집계 및 autophagic 유량을 계량 하이 프로토콜에 따라-2 셀 neurodegenerative 질병 병 리 관련성이 높은 생물학 기능-우리 감도 재현성이이 방법의 설명. Drosophila 광 엽에 붙일 태그가 돌연변이 huntingtin (Htt) 단백질의 분석 수, 크기, 및 단백질의 강도 공개 했다. 우리 시각 autophagic 플럭스4compartmental 환경 따라 다른 방출 신호 표시 초파리 비주얼 시스템 내에서 협동 형광 기자. 탠덤 기자 저하는 리소좀에 autophagosome 형성, 성숙, 그리고 전송에서 autophagy 리소좀 플럭스의 양적이 고 포괄적인 보기에 대 한 허용 하 고 또한 취약 한 강조의 비율 기반 분석 신경 퇴행 성 조건에서 중단 하는 구획. 중요 한 것은, 의식이 없는 편견을 최소화 하기 위해 우리의 프로토콜에 반자동된 임계 처리 및 세분화 단계를 구현 우리 모두 분석, 샘플링 파워를 증가 하 고 비슷한 연구 간의 비교를 촉진 하기 위하여 표준을 제공 키를 누릅니다. 간단한 워크플로 강력한 피지/ImageJ 플러그인 (수학 알고리즘에 따라 컴퓨터 과학자에 의해 개발)을 위한 neurobiologists과 생명 과학 지역 사회에 더 접근 가능.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1102">
	<tbody>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:347px;">SYLGARD(R) 184 Silicone Elastomer Kit</td>
			<td style="width:164px;">Dow Corning Corporation</td>
			<td style="width:243px;">PF184250</td>
			<td style="width:349px;">Dissection dish</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:347px;">Falcon 35 mm Not TC-Treated Easy-Grip Style Bacteriological Petri Dish</td>
			<td style="width:164px;">Corning</td>
			<td style="width:243px;">351008</td>
			<td style="width:349px;">Dissection dish</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Dumont #5 Forceps</td>
			<td style="width:164px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:243px;">11251-20</td>
			<td style="width:349px;">Dissection tool</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Sodium Chloride</td>
			<td style="width:164px;">Sigma</td>
			<td style="width:243px;">S3014</td>
			<td style="width:349px;">PBS solution</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Sodium Phosphate Dibasic&#160;</td>
			<td style="width:164px;">Sigma</td>
			<td style="width:243px;">S5136</td>
			<td style="width:349px;">PBS solution</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Potassium Phosphate Monobasic</td>
			<td style="width:164px;">Sigma</td>
			<td style="width:243px;">P5655</td>
			<td style="width:349px;">PBS solution</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Triton&#160;X-100</td>
			<td style="width:164px;">Sigma</td>
			<td style="width:243px;">T9284</td>
			<td style="width:349px;">Washing and antibody incubaton solution.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">37% Formaldehyde</td>
			<td style="width:164px;">VWR</td>
			<td style="width:243px;">10790-710</td>
			<td style="width:349px;">Fixation</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Disposable Microcentrifuge Tubes (0.5mL, blue)</td>
			<td style="width:164px;">VWR</td>
			<td style="width:243px;">89000-022</td>
			<td style="width:349px;">Fixation, washing, and antibody incubaton.&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Plain and Frosted Micro Slides (25&#215;75mm)</td>
			<td style="width:164px;">VWR</td>
			<td style="width:243px;">48312-004</td>
			<td style="width:349px;">Slides for confocal imaging</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Micro Cover Glasses, rectangular (22&#215;40mm)</td>
			<td style="width:164px;">VWR</td>
			<td style="width:243px;">48393-172</td>
			<td style="width:349px;">Slides for confocal imaging</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Rubber Cement</td>
			<td style="width:164px;">Slime</td>
			<td style="width:243px;">1051-A</td>
			<td style="width:349px;">Mounting</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:347px;">VECTASHIELD Antifade Mounting Medium</td>
			<td style="width:164px;">Vector Laboratories, Inc.</td>
			<td style="width:243px;">H-1000</td>
			<td style="width:349px;">Mounting</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">Scotch Magic 810 Invisible Tape (19mm&#215;25.4m)</td>
			<td style="width:164px;">3M Company</td>
			<td style="width:243px;">810</td>
			<td style="width:349px;">Mounting</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:347px;">Normal Goat Serum</td>
			<td style="width:164px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:243px;">PCN5000</td>
			<td style="width:349px;">Antibody incubaton</td>
		</tr>
		<tr height="76">
			<td height="76" style="height:76px;width:347px;">DAPI (4&#39;,6-Diamidino-2-Phenylindole, Dihydrochloride)&#160;</td>
			<td style="width:164px;">Thermo Fisher Scientific</td>
			<td style="width:243px;">D1306</td>
			<td style="width:349px;">Nucleic acid staining. Dissolve in deionized water to make a 5 mg/mL stock solution and store at -80&#176;C. Dilute to a working concentration of 10-20 &#956;g/mL in PBTx.</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:347px;">3.5X-90X Stereo Zoom Inspection Industrial Microscope</td>
			<td style="width:164px;">AmScope</td>
			<td style="width:243px;">SM-1BNZ</td>
			<td style="width:349px;">Dissection scope. Equipped with 6W LED Dual Gooseneck Illuminator</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">ImageJ/Fiji</td>
			<td style="width:164px;">NIH</td>
			<td style="width:243px;">v1.51u</td>
			<td style="width:349px;">With SCF_MPI_CBG plugins (version 1.1.2)</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:347px;">FV1000-IX81 Confocal-laser Scanning Microscope</td>
			<td style="width:164px;">Olympus</td>
			<td style="width:243px;"></td>
			<td style="width:349px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Recombinant Construct</td>
			<td>Bloomington Drosophila Stock Center</td>
			<td style="width:243px;">BL37749</td>
			<td style="width:349px;"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

quantitative cell biology of neurodegeneration in drosophila through unbiased analysis of fluorescently tagged proteins using imagej

신경 퇴행 성 질환의 증가 보급, 신경 장애 및 손실 기본 이상 이해 하는 것 점점 더 중요 하다. 형광-기반 이미징 도구 및 기술 사용 subcellular neurobiological 프로세스의 전례 없는 분석 아직 여전히 이미징 연구에서 정량 데이터를 추출, 재현성, 공평 하 고 액세스할 수 있는 방법에 대 한 필요 . 우리 neurodegeneration의 초파리 모델을 사용 하 여 형광 기반 이미징 연구에서 양적 데이터를 추출 하는 간단 하 고 융통성 있는 워크플로 개발 했습니다. 특히, 피지/ImageJ를 사용 하 여 두 개의 세포 프로세스를 분석 하는 따라 하기 쉬운, 반자동 접근 설명: 첫째, 우리가 계량 단백질 집계 내용과 초파리 광 엽 돌연변이 형광 태그를 사용 하 여 프로 파일 huntingtin 단백질; 및 두 번째, 우리 autophagy의 탠덤 형광 기자의 부 량 비율 기반으로 초파리 비주얼 시스템에서 autophagy 리소좀 플럭스 평가. 중요 한 것은, 여기에 설명 된 프로토콜 선택 편견을 최소화 하 고 미묘한 비교의 해상도 높이기 위해 모든 형광 구조 분석 되도록 반자동된 세분화 단계를 포함 합니다. 이 방법은 다른 세포 생물학 구조의 분석을 위해 확장 될 수 있습니다 및 프로세스 연루 neurodegeneration, 배치할 puncta (스트레스과 립 및 시 냅 시스 복합물) 같은 막 도약 뿐만으로 구획 (미토 콘 드리 아와 막 밀매 vesicles)입니다. 아직 적응 참조 이미지 분석 및 정량화를 위한 분야에 걸쳐 안정성과 재현성을 촉진 및 궁극적으로 neurodegeneration의 기계적 이해를 향상 시킬 수이 방법을 표준화 하 고, 제공 한다.

번호, 지역, 및 초파리 광 엽에 붙일 태그가 돌연변이 체 Htt 집계의 강렬의 정량화
Huntington의 질병, RFP 태그 돌연변이 초파리 모델의 중앙 신 경계에 misfolded 단백질 집단을 조사 하는 병 적인 비 (UAS-RFP-hHttQ15) 또는 병 적인 확장 ( 인간의 Htt UAS-RFP-hHttQ138) 막 GFP (UAS-mCD8::GFP)11 팬 신?...

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Quantitative Cell Biology of Neurodegeneration in Drosophila Through Unbiased Analysis of Fluorescently Tagged Proteins Using ImageJ

ImageJ를 사용 하 여 붙일 태그가 단백질의 편견된 분석 통해 초파리 에서 Neurodegeneration의 양적 세포 생물학

단백질 집계 및 autophagic 플럭스의 초파리 모델의 중앙 신 경계에서의 형광 이미징-기반 세포 생물학 연구에서 양적 데이터를 추출 하는 간단 하 고 융통성 있는 워크플로 개발 했습니다. neurodegeneration입니다.

With the rising prevalence of neurodegenerative diseases, it is increasingly important to understand the underlying pathophysiology that leads to neuronal ...

quantitative-cell-biology-neurodegeneration-drosophila-through

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Quantitative Cell Biology of Neurodegeneration in Drosophila Through Unbiased Analysis of Fluorescently Tagged Proteins Using ImageJ

9.0K 조회수.  University of Miami Miller School of Medicine. 단백질 집계 및 autophagic 플럭스의 초파리 모델의 중앙 신 경계에서의 형광 이미징-기반 세포 생물학 연구에서 양적 데이터를 추출 하는 간단 하 고 융통성 있는 워크플로 개발 했습니다. neurodegeneration입니다.

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Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3. Specifically, it affects the ability of neurons to receive inputs from other cells2 and contributes to the propagation of action potentials4,5. The morphology of the neurites also affects how information is processed. The diversity of dendrite morphologies facilitate local and long range signaling and allow individual neurons or groups of neurons to carry out specialized functions within the neuronal network6,7. Alterations in dendrite morphology, including fragmentation of dendrites and changes in branching patterns, have been observed in a number of disease states, including Alzheimer's disease8, schizophrenia9,10, and mental retardation11. The ability to both understand the factors that shape dendrite morphologies and to identify changes in dendrite morphologies is essential in the understanding of nervous system function and dysfunction.
Neurite morphology is often analyzed by Sholl analysis and by counting the number of neurites and the number of branch tips. This analysis is generally applied to dendrites, but it can also be applied to axons. Performing this analysis by hand is both time consuming and inevitably introduces variability due to experimenter bias and inconsistency. The Bonfire program is a semi-automated approach to the analysis of dendrite and axon morphology that builds upon available open-source morphological analysis tools. Our program enables the detection of local changes in dendrite and axon branching behaviors by performing Sholl analysis on subregions of the neuritic arbor. For example, Sholl analysis is performed on both the neuron as a whole as well as on each subset of processes (primary, secondary, terminal, root, etc.) Dendrite and axon patterning is influenced by a number of intracellular and extracellular factors, many acting locally. Thus, the resulting arbor morphology is a result of specific processes acting on specific neurites, making it necessary to perform morphological analysis on a smaller scale in order to observe these local variations12.
The Bonfire program requires the use of two open-source analysis tools, the NeuronJ plugin to ImageJ and NeuronStudio. Neurons are traced in ImageJ, and NeuronStudio is used to define the connectivity between neurites. Bonfire contains a number of custom scripts written in MATLAB (MathWorks) that are used to convert the data into the appropriate format for further analysis, check for user errors, and ultimately perform Sholl analysis. Finally, data are exported into Excel for statistical analysis. A flow chart of the Bonfire program is shown in Figure 1.

We have developed a computer program to analyze neuronal morphology. In combination with two existing open source analysis tools, our program performs Sholl analysis and determines the number of neurites, branch points, and neurite tips. The analyses are performed so that local changes in neurite morphology can be observed.

여러 스케일에서 디지털의 연결 형태론의 자동 숄 분석

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3.  Specifically, it affects the ability of neurons to ...

연구

신경과학

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Advances in genetic methods have enabled the study of genes involved in human neurodegenerative diseases using Drosophila as a model system1. Most of these diseases, including Alzheimer's, Parkinson's and Huntington's disease are characterized by age-dependent deterioration in learning and memory functions and movement coordination2. Here we use behavioral assays, including the negative geotaxis assay3 and the aversive phototaxic suppression assay (APS assay)4,5, to show that some of the behavior characteristics associated with human neurodegeneration can be recapitulated in flies. In the negative geotaxis assay, the natural tendency of flies to move against gravity when agitated is utilized to study genes or conditions that may hinder locomotor capacities. In the APS assay, the learning and memory functions are tested in positively-phototactic flies trained to associate light with aversive bitter taste and hence avoid this otherwise natural tendency to move toward light. Testing these trained flies 6 hours post-training is used to assess memory functions. Using these assays, the contribution of any genetic or environmental factors toward developing neurodegeneration can be easily studied in flies.

Assaying Locomotor, Learning, and Memory Deficits in Drosophila Models of Neurodegeneration

Behavior assays for measuring locomotor functions, learning, and memory abilities in Drosophila.

에 시금 운동력이있는 사람, 학습, 및 메모리 적자 Drosophila</emNeurodegeneration의> 모델

Advances in genetic methods have enabled the study of genes involved in human neurodegenerative diseases using Drosophila as a model system1. Most of ...

Quantitative Analysis of Synaptic Vesicle Pool Replenishment in Cultured Cerebellar Granule Neurons using FM Dyes

After neurotransmitter release in central nerve terminals, SVs are rapidly retrieved by endocytosis. Retrieved SVs are then refilled with neurotransmitter and rejoin the recycling pool, defined as SVs that are available for exocytosis1,2. The recycling pool can generally be subdivided into two distinct pools - the readily releasable pool (RRP) and the reserve pool (RP). As their names imply, the RRP consists of SVs that are immediately available for fusion while RP SVs are released only during intense stimulation1,2. It is important to have a reliable assay that reports the differential replenishment of these SV pools in order to understand 1) how SVs traffic after different modes of endocytosis (such as clathrin-dependent endocytosis and activity-dependent bulk endocytosis) and 2) the mechanisms controlling the mobilisation of both the RRP and RP in response to different stimuli.
FM dyes are routinely employed to quantitatively report SV turnover in central nerve terminals3-8. They have a hydrophobic hydrocarbon tail that allows reversible partitioning in the lipid bilayer, and a hydrophilic head group that blocks passage across membranes. The dyes have little fluorescence in aqueous solution, but their quantum yield increases dramatically when partitioned in membrane9. Thus FM dyes are ideal fluorescent probes for tracking actively recycling SVs. The standard protocol for use of FM dye is as follows. First they are applied to neurons and are taken up during endocytosis (Figure 1). After non-internalised dye is washed away from the plasma membrane, recycled SVs redistribute within the recycling pool. These SVs are then depleted using unloading stimuli (Figure 1). Since FM dye labelling of SVs is quantal10, the resulting fluorescence drop is proportional to the amount of vesicles released. Thus, the recycling and fusion of SVs generated from the previous round of endocytosis can be reliably quantified.
Here, we present a protocol that has been modified to obtain two additional elements of information. Firstly, sequential unloading stimuli are used to differentially unload the RRP and the RP, to allow quantification of the replenishment of specific SV pools. Secondly, each nerve terminal undergoes the protocol twice. Thus, the response of the same nerve terminal at S1 can be compared against the presence of a test substance at phase S2 (Figure 2), providing an internal control. This is important, since the extent of SV recycling across different nerve terminals is highly variable11.
Any adherent primary neuronal cultures may be used for this protocol, however the plating density, solutions and stimulation conditions are optimised for cerebellar granule neurons (CGNs)12,13.

A live fluorescence imaging technique to quantify the replenishment and mobilisation of specific synaptic vesicle (SV) pools in central nerve terminals is described. Two rounds of SV recycling are monitored in the same nerve terminals providing an internal control.

FM 염료를 사용하여 양식 소뇌 과립 뉴런에서 시냅틱 소포 풀 보충의 정량 분석

After neurotransmitter release in central nerve terminals, SVs are rapidly retrieved by endocytosis.  Retrieved SVs are then refilled with ...

Spectral Confocal Imaging of Fluorescently tagged Nicotinic Receptors in Knock-in Mice with Chronic Nicotine Administration

Ligand-gated ion channels in the central nervous system (CNS) are implicated in numerous conditions with serious medical and social consequences. For instance, addiction to nicotine via tobacco smoking is a leading cause of premature death worldwide (World Health Organization) and is likely caused by an alteration of ion channel distribution in the brain1. Chronic nicotine exposure in both rodents and humans results in increased numbers of nicotinic acetylcholine receptors (nAChRs) in brain tissue1-3. Similarly, alterations in the glutamatergic GluN1 or GluA1 channels have been implicated in triggering sensitization to other addictive drugs such as cocaine, amphetamines and opiates4-6.

Consequently, the ability to map and quantify distribution and expression patterns of specific ion channels is critically important to understanding the mechanisms of addiction. The study of brain region-specific effects of individual drugs was advanced by the advent of techniques such as radioactive ligands. However, the low spatial resolution of radioactive ligand binding prevents the ability to quantify ligand-gated ion channels in specific subtypes of neurons. 

Genetically encoded fluorescent reporters, such as green fluorescent protein (GFP) and its many color variants, have revolutionized the field of biology7.By genetically tagging a fluorescent reporter to an endogenous protein one can visualize proteins in vivo7-10. One advantage of fluorescently tagging proteins with a probe is the elimination of antibody use, which have issues of nonspecificity and accessibility to the target protein. We have used this strategy to fluorescently label nAChRs, which enabled the study of receptor assembly using F&ouml;rster Resonance Energy Transfer (FRET) in transfected cultured cells11.More recently, we have used the knock-in approach to engineer mice with yellow fluorescent protein tagged &alpha;4 nAChR subunits (&alpha;4YFP), enabling precise quantification of the receptor ex vivo at submicrometer resolution in CNS neurons via spectral confocal microscopy12. The targeted fluorescent knock-in mutation is incorporated in the endogenous locus and under control of its native promoter, producing normal levels of expression and regulation of the receptor when compared to untagged receptors in wildtype mice. This knock-in approach can be extended to fluorescently tag other ion channels and offers a powerful approach of visualizing and quantifying receptors in the CNS.

In this paper we describe a methodology to quantify changes in nAChR expression in specific CNS neurons after exposure to chronic nicotine. Our methods include mini-osmotic pump implantation, intracardiac perfusion fixation, imaging and analysis of fluorescently tagged nicotinic receptor subunits from &alpha;4YFP knock-in mice (Fig. 1). We have optimized the fixation technique to minimize autofluorescence from fixed brain tissue.We describe in detail our imaging methodology using a spectral confocal microscope in conjunction with a linear spectral unmixing algorithm to subtract autofluoresent signal in order to accurately obtain &alpha;4YFP fluorescence signal. Finally, we show results of chronic nicotine-induced upregulation of &alpha;4YFP receptors in the medial perforant path of the hippocampus.

We have developed a novel technique of quantifying nicotinic acetylcholine receptor changes within subcellular regions of specific subtypes of CNS neurons to better understand the mechanisms of nicotine addiction by using a combination of approaches including fluorescent protein tagging of the receptor using the knock-in approach and spectral confocal imaging.

만성 니코틴 관리와 마우스 노크 인의 Fluorescently 태그를 Nicotinic 수용체의 분광 공촛점 이미징

Ligand-gated ion channels in the central nervous system (CNS) are implicated in numerous conditions with serious medical and social consequences.  For ...

Quantitative Analysis of Climbing Defects in a Drosophila Model of Neurodegenerative Disorders

Locomotive defects resulting from neurodegenerative disorders can be a late onset symptom of disease, following years of subclinical degeneration, and thus current therapeutic treatment strategies are not curative. Through the use of whole exome sequencing, an increasing number of genes have been identified to play a role in human locomotion. Despite identifying these genes, it is not known how these genes are crucial to normal locomotive functioning. Therefore, a reliable assay, which utilizes model organisms to elucidate the role of these genes in order to identify novel targets of therapeutic interest, is needed more than ever. We have designed a sensitized version of the negative geotaxis assay that allows for the detection of milder defects earlier and has the ability to evaluate these defects over time. The assay is performed in a glass graduated cylinder, which is sealed with a wax barrier film. By increasing the threshold distance to be climbed to 17.5 cm and increasing the experiment duration to 2 min&#160;we have observed a greater sensitivity in detecting mild mobility dysfunctions. The assay is cost effective and does not require extensive training to obtain highly reproducible results. This makes it an excellent technique for screening candidate drugs in Drosophila mutants with locomotion defects.

We present an optimized inexpensive and reliable negative geotaxis assay in Drosophila melanogaster as a model for neurodegenerative disorders. Being more sensitive to mild locomotor defects, this assay will help screen for potential genetic interactions and drug targets.

퇴행성 신경 질환의 초파리 모델에서 등반 결함의 정량 분석

Locomotive defects resulting from neurodegenerative disorders can be a late onset symptom of disease, following years of subclinical degeneration, and ...

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

The formation of the myelin sheath by Schwann cells (SCs) is essential for rapid conduction of nerve impulses along axons in the peripheral nervous system. SC-selective genetic manipulation in living animals is a powerful technique for studying the molecular and cellular mechanisms of SC myelination and demyelination in vivo. While knockout/knockin and transgenic mice are powerful tools for studying SC biology, these methods are costly and time consuming. Viral vector-mediated transgene introduction into the sciatic nerve is a simpler and less laborious method. However, viral methods have limitations, such as toxicity, transgene size constraints, and infectivity restricted to certain developmental stages. Here, we describe a new method that allows selective transfection of myelinating SCs in the rodent sciatic nerve using electroporation. By applying electric pulses to the sciatic nerve at the site of plasmid DNA injection, genes of interest can be easily silenced or overexpressed in SCs in both neonatal and more mature animals. Furthermore, this in vivo electroporation method allows for highly efficient simultaneous expression of multiple transgenes. Our novel technique should enable researchers to efficiently manipulate SC gene expression, and facilitate studies on SC development and function.

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

Here, we present an in vivo technique for gene transfer to Schwann cells (SCs) in the rodent sciatic nerve. This simple technique is useful for investigating signaling mechanisms involved in the development and maintenance of myelinating SCs.

Electroporation에 의해 쥐 좌골 신경의 슈반 세포로 생체 내 유전자 전달에

The formation of the myelin sheath by Schwann cells (SCs) is essential for rapid conduction of nerve impulses along axons in the peripheral nervous ...

Mass Histology to Quantify Neurodegeneration in Drosophila

Progressive neurodegenerative diseases like Alzheimer&#39;s disease (AD) or Parkinson&#39;s disease (PD) are an increasing threat to human health worldwide. Although mammalian models have provided important insights into the underlying mechanisms of pathogenicity, the complexity of mammalian systems together with their high costs are limiting their use. Therefore, the simple but well-established Drosophila model-system&#160;provides an alternative for investigating the molecular pathways that are affected in these diseases. Besides behavioral deficits, neurodegenerative diseases are characterized by histological phenotypes such as neuronal death and axonopathy. To quantify neuronal degeneration and to determine how it is affected by genetic and environmental factors, we use a histological approach that is based on measuring the vacuoles in adult fly brains. To minimize the effects of systematic error and to directly compare sections from control and experimental flies in one preparation, we use the &#39;collar&#39; method for paraffin sections. Neurodegeneration is then assessed by measuring the size and/or number of vacuoles that have developed in the fly brain. This can either be done by focusing on a specific region of interest or by analyzing the entire brain by obtaining serial sections that span the complete head. Therefore, this method allows one to measure not only severe degeneration but also relatively mild phenotypes that are only detectable in a few sections, as occurs during normal aging.

Mass Histology to Quantify Neurodegeneration in Drosophila

Drosophila is widely used as a model system to study neurodegeneration. This protocol describes a method by which degeneration, as determined by vacuole formation in the brain, can be quantified. It also minimizes effects due to the experimental procedure by processing and sectioning control and experimental flies as one sample.

질량 조직학은에 신경 퇴행을 정량화하기<em&gt; 초파리</em

Progressive neurodegenerative diseases like Alzheimer&#39;s disease (AD) or Parkinson&#39;s disease (PD) are an increasing threat to human health ...

Using Linear Agarose Channels to Study Drosophila Larval Crawling Behavior

Drosophila larval crawling is emerging as a powerful model to study neural control of sensorimotor behavior. However, larval crawling behavior on flat open surfaces is complex,&#160;including: pausing, turning, and meandering. This complexity in the repertoire of movement hinders detailed analysis of the events occurring during a single crawl stride cycle. To overcome this obstacle, linear agarose channels were made that constrain larval behavior to straight, sustained, rhythmic crawling. In principle, because agarose channels and the Drosophila larval body are both optically clear, the movement of larval structures labeled by genetically-encoded fluorescent probes can be monitored in intact, freely-moving larvae. In the past, larvae were placed in linear channels and crawling at the level of whole organism, segment, and muscle were analyzed1. In the future, larvae crawling in channels can be used for calcium imaging to monitor neuronal activity. Moreover, these methods can be used with larvae of any genotype and with any researcher-designed channel. Thus the protocol presented below is widely applicable for studies using the Drosophila larva as a model to understand motor control.

Using Linear Agarose Channels to Study Drosophila Larval Crawling Behavior

The Drosophila larva is a powerful model system to study neural control of behavior. This publication describes the use of linear agarose channels to elicit sustained bouts of linear crawling and methods to quantify the dynamics of larval structures during repetitive crawling behavior.

선형 아가로 오스 채널을 사용하여 공부하기<em&gt; 초파리</em&gt; 애벌레 크롤링 동작

Drosophila larval crawling is emerging as a powerful model to study neural control of sensorimotor behavior. However, larval crawling behavior on flat ...

Quantitative Analysis of Neuronal Dendritic Arborization Complexity in Drosophila

Dendrites are the branched projections of a neuron, and dendritic morphology reflects synaptic organization during the development of the nervous system. Drosophila larval neuronal dendritic arborization (da) is an ideal model for studying morphogenesis of neural dendrites and gene function in the development of nervous system. There are four classes of da neurons. Class IV is the most complex with a branching pattern that covers almost the entire area of the larval body wall. We have previously characterized the effect of silencing the Drosophila ortholog of SOX5 on class IV neuronal dendritic arborization complexity (NDAC) using four parameters: the length of dendrites, the surface area of dendrite coverage, the total number of branches, and the branching structure. This protocol presents the workflow of NDAC quantitative analysis, consisting of larval dissection, confocal microscopy, and image analysis procedures using ImageJ software. Further insight into da neuronal development and its underlying mechanisms will improve the understanding of neuronal function and provide clues about the fundamental causes of neurological and neurodevelopmental disorders.

Quantitative Analysis of Neuronal Dendritic Arborization Complexity in Drosophila

This protocol focuses on quantitative analysis of neuronal dendritic arborization complexity (NDAC) in Drosophila, which can be used for studies of dendritic morphogenesis.

초파리 에서 신경 돌기 Arborization 복잡성의 정량 분석

Dendrites are the branched projections of a neuron, and dendritic morphology reflects synaptic organization during the development of the nervous system. ...

An Unbiased Approach of Sampling TEM Sections in Neuroscience

Investigations of the ultrastructural features of neurons and their synapses are only possible with electron microscopy. Especially for comparative studies of the changes in densities and distributions of such features, an unbiased sampling protocol is vital for reliable results. Here, we present a workflow for the image acquisition of brain samples. The workflow allows systematic uniform random sampling within a defined brain region, and the images can be analyzed using a disector. This technique is much faster than extensive examination of serial sections but still presents a feasible approach to estimate the densities and distributions of ultrastructure features. Before embedding, stained vibratome sections were used as a reference to identify the brain region under investigation, which helped speed up the overall specimen preparation process. This approach was used for comparative studies investigating the effect of an enriched-housing environment on several ultrastructural parameters in the mouse brain. Based on the successful use of the workflow, we adapted it for the purpose of elemental analysis of brain samples. We optimized the protocol in terms of the time of user-interaction. Automating all the time-consuming steps by compiling a script for the open source software SerialEM helps the user to focus on the main work of acquiring the elemental maps. As in the original workflow, we paid attention to the unbiased sampling approach to guarantee reliable results.

We introduce a novel workflow for electron microscopy investigations of brain tissue. The method allows the user to examine neuronal features in an unbiased fashion. For elemental analysis, we also present a script that automatizes most of the workflow for randomized sampling.

신경 과학에서 가장 섹션 샘플링의 공평한 접근

Investigations of the ultrastructural features of neurons and their synapses are only possible with electron microscopy. Especially for comparative ...