Este trabalho foi financiado pelo Wellcome Burroughs Prémio Carreira em Ciências Biomédicas (AKM), The Whitehall Research Foundation Grant (AKM), Sloan Foundation Fellowship (AKM), NIH EY019277 (AKM), e um NEI financiado, treinamento de visão Grant, EY013319 ( EAK).

<ol><li> Para visualizar os neurônios no cérebro intacto utilizando dois fótons de microscopia, uma preparação, onde os neurônios são marcados com marcadores fluorescentes é utilizado. Nos experimentos apresentados aqui usamos o GFP-M linha camundongo transgênico que rotula camada 5 células piramidais 1. Camada 5 células piramidais projeto processos dendríticos em camadas superficial, permitindo a visualização dos dendritos e espinhas dendríticas até uma profundidade de 300 mm abaixo do nível da pia. Uma abordagem alternativa é a células etiqueta usando marcadores virais (ver Lowery et al., Submetidos a JOVE). </li><li> Esterilizar o espaço de trabalho usando etanol 70% e as ferramentas de autoclave para a cirurgia asséptica. Cobrir operacional superfície com curativo limpo. </li><li> Anestesiar ratos com um cocktail (fentanil 0,05 mg / kg; midazolam 5 mg / kg; metatomadin 0,5 mg / kg) Fentanyl seguida de uma dose trimestre de Avertin (0,0075 mg / ml) usando IACUC procedimentos aprovados. Pré-tratamento camundongos com o analgésico, a buprenorfina (0,5 mg / kg) administrado por via subcutânea (SQ). Monitorar o nível de plano anestésico por reação de teste à cauda / tep pinch. </li><li> Manter animais em 37,5 ° C utilizando manta de aquecimento com termômetro retal em anexo. </li><li> Aplicar pomada oftálmica nos olhos para evitar que os olhos sequem. Olhos capa com pequena folha de papel para proteger os olhos da fonte de luz durante a cirurgia. </li><li> Com uma tesoura, remover os pêlos da parte de trás da cabeça (atrás das orelhas) para os olhos. </li><li> Limpe a parte superior da cabeça do animal com a aplicação seqüencial de álcool 70%, seguido pelo matagal betadine e solução de betadine. </li><li> Faça uma incisão L cut-atrás das orelhas e ao longo de cada lado a direita ou esquerda da linha média (dependendo de qual hemisfério será fotografado) para os olhos. Dobre a pele durante e fora do local da cirurgia. Não retire a pele como a pele será suturada após a sessão de imagens. </li><li> Utilizando uma pinça fina puxe a pele para cima e longe de sua área de interesse. </li><li> Delicadamente raspar o periósteo da área exposta do crânio com uma pinça limpa ou lâmina de microcirurgia. Usando cotonete, aplique uma pequena quantidade de 10% de cloreto férrico ao crânio para secar completamente a membrana periósteo e garantir que ele tenha sido completamente removido. É importante que o crânio está completamente seca para garantir aderência adequada da cola (ver 11). Utilizando uma pinça ou lâmina de microcirurgia, delicadamente raspar membrana periósteo secas. </li><li> Aplicar uma fina camada de cola de cianoacrilato em torno da janela de imagem da placa de aço inoxidável cabeça (ver Figura 1) e apor a placa para o crânio. </li><li> Usando o final de uma vara de madeira de algodão do cotonete, aplique cola para costuras dentro da janela de imagem; certificando-se de preencher todas as lacunas entre a placa de imagem e curvatura do crânio. </li><li> Coloque uma gota de cola acelerador para a janela. Rapidamente enxugará acelerador excesso de cola com um cotonete ou kim wipe. A cola deve estar completamente solidificado antes da perfuração. </li><li> Começam a diluir o crânio na janela de imagem usando uma broca de dentista afixada com um 0,7 milímetros de aço inoxidável da rebarba. Perfuração alternam com aplicação ocasional de 0,9% estéril para evitar a geração de muito calor no crânio. </li><li> Fina uma janela de 4x4 mm no crânio usando pequenos acidentes vasculares cerebrais em toda a superfície do crânio com a broca de dentista. Testar a magreza do crânio, com fórceps fim brusco. A superfície do crânio vai travessão ligeiramente com uma leve pressão. A espessura do crânio ideal para geração de imagens é entre 10 e 30 mm. </li><li> Quando o crânio é fina e limpa a janela de todos os detritos, coloque soro fisiológico no crânio. Fotografia da janela de imagem com uma câmera digital acoplada a um escopo de dissecação. Fotografia e uso da vasculatura cerebral irá ajudar na localização da posição de colocar a placa de imagem para as sessões de imagem subseqüentes. </li><li> Transportar o animal para a plataforma 2-fótons. O animal deve permanecer sobre o cobertor de aquecimento (com sonda retal) durante a sessão de imagens completo. Nota: enquanto estiver sob sedação, a temperatura corporal do animal núcleo irá variar enormemente na ausência de uma unidade de aquecimento, resultando em danos cortical ou possivelmente a morte. </li><li> Um microscópio de dois fótons com um Tai Mai laser, uma bomba de estado sólido para 10W de potência máxima e um modificado Olympus FluoView unidade confocal é usado. O sistema é otimizado para imagens de tecidos profundos e detectores externos estão instalados o mais próximo do objetivo possível para permitir a detecção de fluorescência máxima a partir do cérebro. Uma Olympus LUMPlan fl / IR lente objetiva 20X/0.95NA é usado. Salina 0,9% é usado durante o exame para submersão objetivo. </li><li> Usando este microscópio, e zoom digital de baixo (x1) identificar uma área que contém neurônios brilhantemente rotulados. </li><li> Usando uma câmera digital aposta no ocular do microscópio, tirar uma fotografia da área de imagem. Alternativamente, esboçar o padrão de vascularização sanguínea. Isso é necessário para rese voltam para a localização de imagens mesmo em um ponto posteriormente. </li><li> Obter uma pilha de baixa ampliação (x20 objetivo, pixel 512x512; 5 passos mm) através de toda a extensão visível do cérebro (geralmente medindo ~ 200 mm) que mostram a extensão de ramificação dendrítica. Nota: esta imagem baixa ampliação será usado para localizar a área de imagem em momentos subseqüentes como vasos de sangue e dendritos manter sua estrutura em animais jovens e adultos. </li><li> Usando o software de imagem (FluoView, v. 5.0, FV300), aumento ampliação digital de 8 vezes. Ajustar as coordenadas X, Y (pan coordenadas) se necessário e recolher uma pilha alta ampliação que irá mostrar morfologia dendrítica detalhadas, incluindo a localização e estrutura das espinhas dendríticas. Tomar notas detalhadas sobre cada coleção pilha, ou seja, pan coordenadas, o intervalo de coleta, o tamanho z-passo e o número de passos na sua pilha. Essas notas serão utilizados quando voltar a este dendrite ou axônio em um ponto posteriormente. </li><li> Seguinte imagem, retire a placa de cabeça suavemente separando placa da superfície do crânio. Utilizando uma pinça, remova qualquer cola residual restante no crânio e limpe a superfície do crânio, com 0,9% salina estéril. Sutura da pele sobre o crânio em conjunto, utilizando fio de sutura # 6. Limpe área com álcool 70%. Para aliviar a dor durante a recuperação pós-operatória, administrar 0,1 analgésico Buprenorfina mg / kg, SQ. </li><li> Coloque animal em gaiola limpa sob uma lâmpada de calor até que acorda e é móvel. Retorno animal para gaiola original. </li><li> Para recriar animais em um ponto mais tarde (tempo os nossos pontos de imagem pode estar em qualquer lugar de 2 dias a muitos meses de intervalo), remover pontos ou reabrir a pele na cabeça, usando métodos de assepsia como descrito acima. Use a imagem digital do cérebro vascular (tomadas na data da primeira cirurgia) para localizar o local de imagem original. Reafixar aço inoxidável headplate (passos 10-12). Use uma lâmina fina de microcirurgia para suavemente afastado qualquer osso que poderia ter re-grown entre os pontos de tempo de imagem. Se necessário, magro, com broca de dentista. Janela de imagem livre de detritos e aplicar uma queda de 0,9% salina estéril. </li><li> Transportar animais para microscópio de dois fotões e localizar campo de imagem original. Use a fotografia digitais tiradas durante a sessão primeira imagem para obter assistência. </li><li> Abra o programa FluoView e abrir a imagem ampliação original baixa. Juntar uma folha de transparência para a tela do computador e esboçar o padrão navio grande de sangue usando uma caneta de transparência. </li><li> Abra a imagem ao vivo e realinhar a vasculatura de sangue para o padrão esboçado no filme transparência. </li><li> A nova imagem do zoom 8x em estruturas, abrir a pilha desejada coletados a partir da sessão de imagem anterior. Esboço da estrutura (ie axonal, dendríticas, glial) em um filme de transparência, aposta no ecrã do computador. </li><li> Zoom em 8x da imagem ao vivo e definir o pan coordenadas para os parâmetros de imagem primeiro dia. Dependendo da precisão de alinhar a localização de baixa ampliação, pode ser necessário também ajustar o ângulo da imagem ligeiramente. Uma vez que a estrutura desejada, igualar-se a estrutura para o seu padrão de ampliação esboçou alta. Recolher o z-stack com o tamanho do passo idêntico e número de z-stack imagens para análise posterior. </li><li> Repita os passos 29 e 30 até todas as imagens de alta ampliação são recolhidas. </li><li> Quando imagem é completo, repita os passos 22-24. Re-imagem pode ser repetido em até 2 pontos no tempo separados. </li><li> Experimentos em animais foram realizados de acordo com as diretrizes e regulamentos estabelecidos pela Divisão de Biotério e Laboratório de Medicina Animal da Universidade de Rochester Faculdade de Medicina e Odontologia, na acreditação plena pela Associação para a Avaliação e Acreditação do Laboratório Animal Care, internacional (AAALAC) e estão em conformidade com a lei estadual, lei federal e da política NIH. </li></ol> Resultados representante Em GFP-M camundongos expressando, um subconjunto de células piramidais da camada 5 e correspondentes processos dendríticos podem ser facilmente visualizadas usando dois-fotão microscopia de varredura a laser (2PLSM) 1. Aqui nós demonstramos uma preparação diluída crânio-em que o crânio sobre a localização de imagem desejada é diluído em ~ 1-30 mM. Realizado corretamente, o nosso protocolo permitiu visualizar claramente dendritos corticais e espinhas no córtex intacto visual para análise aguda ou crônica (Figura 2). <img src="/files/ftp_upload/2060/2060fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. Cabeça personalizado e placa de base. (A) Vista de cima da cabeça feitos sob encomenda e placa de base utilizado para desbaste crânio-preparação da cirurgia. (B) Vista lateral do feito por cabeça e placa de base. (C, D) esquemático detalhado e imagem da placa de cabeça. <img src="/files/ftp_upload/2060/2060fig2.jpg" alt="Figura 2" /> <strong&gt; Figura 2. Resultados representativos da 2PLSM seguintes preparação crânio fino. (A) Dendrites imaged in vivo no córtex visual de um rato GFP-M transgênicos utilizando dois fótons de microscopia. Imagem é uma projecção de imagem única obtidas a cada 5 mM da pia a uma profundidade final de 175 mM. A área de box em A representa a região ampliada em (B) e (C) com imagens no dia 0 (D0) e quatro dias depois (D4). (D, E) Maior aumento do ramo dendríticas encaixotado em B e C demonstrando espinhas estável (cabeças de seta branca), perdeu as espinhas / retracção (cabeças de seta vermelha) e espinhas novo (cabeças de seta verde). Barra de escala = 200 mM A., B, C. 20 M, D, E. 5 mm.

<ol>
	<li>Feng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+neuronal+subsets+in+transgenic+mice+expressing+multiple+spectral+variants+of+GFP.">Imaging neuronal subsets in transgenic mice expressing multiple spectral variants of GFP.</a> Neuron. 28 (1), 41-51 (2000).</li><li>Holtmaat, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=high-resolution+imaging+in+the+mouse+neocortex+through+a+chronic+cranial+window.">high-resolution imaging in the mouse neocortex through a chronic cranial window.</a> Nat Protoc. 4 (8), 1128-1144 (2009).</li><li>Majewska, A. K., Newton, J. R., Sur, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Remodeling+of+synaptic+structure+in+sensory+cortical+areas+in+vivo.">Remodeling of synaptic structure in sensory cortical areas in vivo.</a> J Neurosci. 26 (11), 3021-3029 (2006).</li><li>Mostany, R., Portera-Cailliau, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Craniotomy+Surgery+Procedure+for+Chronic+Brain+Imaging.">A Craniotomy Surgery Procedure for Chronic Brain Imaging.</a> J Vis Exp. , (2008).</li><li>Yang, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thinned-skull+cranial+window+technique+for+long-term+imaging+of+the+cortex+in+live+mice.">Thinned-skull cranial window technique for long-term imaging of the cortex in live mice.</a> Nat Protocols. 5 (2), 201-208 (2010).</li><li>Xu, H. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Choice+of+cranial+window+type+for+in+vivo+imaging+affects+dendritic+spine+turnover+in+the+cortex.">Choice of cranial window type for in vivo imaging affects dendritic spine turnover in the cortex.</a> Nat Neurosci. 10 (5), 549-551 (2007).</li></ol>

Não há conflitos de interesse declarados.

Imagem crônica utilizando dois fótons de microscopia está se tornando uma técnica cada vez mais popular para estudar alterações morfológicas desencadeadas durante 2-5 plasticidade. Aqui nós demonstramos uma preparação diluída crânio-a seguir identificados espinhas dendríticas no cérebro do rato intacta nos dias de imagens diferentes. Neste protocolo, o crânio é deixada intacta, causando danos mínimos para o córtex, resultando em níveis muito baixos de neuroinflamação que podem alterar a f...

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		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Fentanyl Citrate</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>In-house pharmacy</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fentanyl Cocktail: Anesthesic Cocktail; 
IP Dose: 0.0125 ml/g
 Final cocktail conc.: 0.05 mg/kg</td>
</tr>
<tr>
<td>Medetomindine Hydrochloride</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>In-house pharmacy</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fentanyl Cocktail: Anesthesic Cocktail; 
IP Dose: 0.0125 ml/g
 Final cocktail conc.: 0.05 mg/kg</td>
</tr>
<tr>
<td>Midazolam HCL</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>In-house pharmacy</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fentanyl Cocktail: Anesthesic Cocktail; 
IP Dose: 0.0125 ml/g
 Final cocktail conc.: 0.05 mg/kg</td>
</tr>
<tr>
<td>2,2,2-tribromoethanol </td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Avertin Cocktail: Anesthetic; 
IP Dose: 0.0075 cc/ g Final cocktail conc.: 1%
</td>
</tr>
<tr>
<td>2-methyl-2-butanol (Final concentration: 0.775%)</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Avertin Cocktail: Anesthetic; 
IP Dose: 0.0075 cc/ g Final cocktail conc.: .775%
</td>
</tr>
<tr>
<td>TC-1000 Temp. Control System for Mice</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>CWE, Inc.</td>
<td>TC-1000 Mouse</td>
<td>Body Temp. Regulation</td>
</tr>
<tr>
<td>Toberadex</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>In-house pharmacy</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Eye Ointment</td>
</tr>
<tr>
<td>10% Ferric Chloride</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ricca Chemical, Inc.</td>
<td>3120-32</td>
<td>Thin-skull preparation</td>
</tr>
<tr>
<td>Microsurgical Blade</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sable Industries</td>
<td>S-6400</td>
<td>Thin-skull preparation</td>
</tr>
<tr>
<td>Cyanoacrylate 404,401</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Loctite</td>
<td>P/N 46551</td>
<td>Thin-skull preparation</td>
</tr>
<tr>
<td>Cyanoacrylate 401</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Loctite</td>
<td>P/N 40140</td>
<td>Thin-skull preparation</td>
</tr>
<tr>
<td>Zip Kicker Glue Accelerator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Pacer Technology</td>
<td>PT-29</td>
<td>Thin-skull preparation</td>
</tr>
<tr>
<td>Micro Drill Steel Burrs 0.7mm tip diameter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Fine Science Tools</td>
<td>19008-07</td>
<td>Thin-skull preparation</td>
</tr>
<tr>
<td>Microtorque Control Box and Tech2000 Handpiece</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ram Products, Inc.</td>
<td>TECH2000ON/OFF</td>
<td>Thin-skull preparation</td>
</tr>
<tr>
<td>#6-0 (0.7 metric ) silk suture</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Ethicon</td>
<td>K8894H</td>
<td>Taper C-1</td>
</tr>
<tr>
<td>Eye Dressing Forceps, 10cm, tip width 0.5mm, curved</td>
<td>Surgical Tools</td>
<td>Fine Science Tools</td>
<td>11152-10</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Extra Fine Bonn Scissors, 8.5cm, straight tip, cutting edge 13mm</td>
<td>Surgical Tools</td>
<td>Fine Science Tools</td>
<td>14084-08</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Standard Pattern Forceps, straight, 2.5mmx1.35mmtip, 12cm</td>
<td>Surgical Tools</td>
<td>Fine Science Tools</td>
<td>11000-12</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

chronic imaging of mouse visual cortex using a thinned-skull preparation

In vivo de imagens utilizando dois fótons microscopia de varredura a laser (2PLSM) permite o estudo de células vivas e processos neuronais no cérebro intacto. A técnica apresentada aqui permite que a imagem da mesma área do cérebro em momentos diversos (imagem crônica) com resolução microscópica permitindo o rastreamento de espinhas dendríticas, que são as pequenas estruturas que representam a maioria dos pós-sináptica excitatória locais no sistema nervoso central. A capacidade de resolver claramente multa estruturas cortical sobre vários intervalos de tempo tem muitas vantagens, especificamente no estudo da plasticidade do cérebro em que as alterações morfológicas nas sinapses e remodelação do circuito pode ajudar a explicar os mecanismos subjacentes. Neste material de vídeo e suplementares, mostramos um protocolo para a crônica in vivo de imagens do cérebro intacto utilizando uma preparação diluída crânio. A preparação diluída crânio-se de uma abordagem minimamente invasiva, o que evita possíveis danos à dura e / ou córtex, reduzindo assim o aparecimento de uma resposta inflamatória. Quando este protocolo é realizado corretamente, é possível monitorar claramente mudanças nas características espinha dendrítica no cérebro intacto por um período prolongado de tempo.

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Chronic Imaging of Mouse Visual Cortex Using a Thinned-skull Preparation

Neste material de vídeo e suplementar, vamos mostrar um protocolo para a crônica<em&gt; In vivo</em&gt; Imagem do cérebro intacto utilizando uma preparação diluída crânio.

Imagem crônica de rato Visual Cortex usando uma preparação diluída crânio-

In vivo imaging using two-photon laser scanning microscopy (2PLSM) allows the study of living cells and neuronal processes in the intact brain. The ...

chronic-imaging-mouse-visual-cortex-using-thinned-skull

Research

JoVE Journal

Neuroscience

13.7K visualizações.  University of Rochester. Neste material de vídeo e suplementar, vamos mostrar um protocolo para a crônica In vivo Imagem do cérebro intacto utilizando uma preparação diluída crânio.