JoVE Logo

Войдите в систему

Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.

В этой статье

  • Резюме
  • Аннотация
  • Введение
  • протокол
  • Результаты
  • Обсуждение
  • Раскрытие информации
  • Благодарности
  • Материалы
  • Ссылки
  • Перепечатки и разрешения

Резюме

Деятельность отдельных нейронов мышей взрослых возраста можно изучать с помощью диссоциации нейроны от конкретных областях мозга и использованием изображений потенциальную красителя люминесцентные мембраны. По тестирования реакциям на изменения глюкозы, этот метод может быть использован для изучения чувствительности к глюкозе взрослых вентромедиальных нейронов гипоталамуса.

Аннотация

Исследования активности нейронов часто выполняются с использованием нейроны от грызунов менее 2-месячного возраста в связи с техническими трудностями, связанными с увеличением соединительной ткани и снижение нейронов жизнеспособность, которые происходят с возрастом. Здесь мы описываем методологию для диссоциации здоровых нейронов гипоталамуса мышей взрослых возраста. Способность к обучению нейроны от взрослого возраста мышей позволяет использовать моделей заболеваний, которые проявляются в более позднем возрасте и может быть более умственно точным для некоторых исследований. Флуоресценции визуализации диссоциированных нейронов могут быть использованы для изучения деятельности населением нейронов, в отличие от использования электрофизиологии изучать один нейрон. Это особенно полезно при исследовании гетерогенную популяцию нейронов, в котором желаемый тип нейронов является редким, таких как, гипоталамических глюкозы зондирования нейронов. Мы использовали мембранного потенциала красителя визуализации взрослых вентромедиальных нейронов гипоталамуса изучать свои ответы на чаНГРЭС в внеклеточной глюкозы. Нейроны Глюкоза зондирования, как полагают, играют определенную роль в центральной регуляции энергетического баланса. Способность к обучению зондирования глюкозы у взрослых грызунов особенно полезно с преобладанием заболеваний, связанных с неблагополучной энергетического баланса (например. Ожирение) увеличивается с возрастом.

Введение

Мозг регулирует энергетического гомеостаза через нейроэндокринной и вегетативной нервной системы. Вентромедиального гипоталамус (VMH), состоит из вентромедиального ядра (ВМН) и дугообразного ядра (ARC), имеет важное значение для центральной регуляции энергетического гомеостаза. Специализированный нейроны зондирования глюкозы, в VMH, ссылаются активность нейронов и периферийного гомеостаза глюкозы 1. Есть два типа глюкозы зондирования нейронов; глюкозы, возбуждаемые (GE) нейроны расти, а уровень глюкозы ингибирует (GI) нейроны уменьшить свою деятельность как внеклеточных глюкозы увеличивается. Нейроны VMH глюкозы зондирования, как правило, изучены с помощью электрофизиологии или потенциальную изображений чувствительный краситель кальция / мембраны.

Электрофизиологические техника патч зажим считается золотым стандартом при изучении экс естественных нейронной активности. В этой технике, стекло микропипетки электрод прикреплен к клеточной мембране с помощью высокой устойчивостью(ГОм) печать. Патч зажим электроды позволяют в режиме реального времени записи потенциала действия частоты (ток зажима) или ион проводимости (зажим напряжения) меняет в пределах одного нейрона. В то время как техника патч зажим предоставляет подробную информацию об изменениях в конкретных проводимостей ионных каналов, основным недостатком является то, что только один нейрон может наблюдаться одновременно. Это занимает примерно 30-45 мин записи, чтобы убедиться, что один находится в режиме записи от чувствительного к глюкозе нейрона даже до начала конкретного экспериментальное лечение. Кроме того, GI и GE нейроны составляют <20% от общей численности населения нейронов VMH. Усугубляет эту проблему, является отсутствие во многих случаях, из идентифицирующего сотовой маркера для этих нейронов. Таким образом, ясно, что, несмотря на ценную информацию электрический что другие методы не могут, анализ патч зажим является трудоемким, трудоемким и низкий выход.

Использование визуализации флуоресценции диссоциированных нейронов ВМХ позволяет для изучения хуndreds нейронов одновременно. Кальций чувствительные красители могут быть использованы для измерения внутриклеточного кальция изменений, которые косвенно коррелируют с изменением активности нейронов. Мембранный потенциал чувствительные красители используются для мониторинга изменений мембранного потенциала. Измерение сотовой мембранный потенциал является более прямой индекс активности нейронов по сравнению с изменениями в внутриклеточных уровней кальция. Кроме того, мембранный потенциал краситель (MPD) изображений потенциально распознает малейшие изменения мембранного потенциала, где потенциал действия стрельбы не изменяется и внутриклеточные уровни кальция может не измениться. Оба этих методов визуализации флуоресценции были использованы для изучения VMH нейроны чувствительных к глюкозе у мышей с ювенильного 2-7. В то время как результаты менее подробная, чем полученные с патч зажим электрофизиологии, прочность экспериментов изображений является то, что они одновременно оценить большое популяцию клеток, которые неизбежно включают в себя значительное количество глюкозы нейронами зондирования. MPD изображений яы особенно полезны для изучения GI нейроны, которые более равномерно локализован по всей VMH; таким образом обеспечивая адекватное население учиться в диссоциированной VMH (~ 15% GI). В отличие от этого, в то время как GE нейроны плотно локализованы в вентролатеральной-VMN и клеточной бедном регионе между АРК и VMN, они не представляют значительное число нейронов в пределах VMH (<1% GE). Кроме того, изучая изолированные нейроны, астроцитов и пресинаптические эффекты устраняются. Это может быть преимуществом в изучении последствий первого порядка нейронов, а также недостатком, поскольку физиологические соединений и процессов, будут потеряны.

Ограничивающим фактором в обоих патч зажим электрофизиологии и визуализации MPD / кальция красителя является необходимость использовать более молодых животных (например,. Мышей или крыс <возрасте 8 недель). Это преимущественно за счет увеличения соединительной ткани в сочетании с пониженной нейронной жизнеспособности, которое происходит с возрастом. В мозг-среза электрофизиологии шпильких годов, увеличилось соединительной ткани делает его более трудным для визуализации нейронов. Увеличение соединительной ткани также затрудняет отделить большое количество здоровых нейронов для визуальных исследований. Кроме того, нейроны от молодых животных живут дольше во время или записи патч зажим или изображений. Тем не менее, использование молодых мышей может быть основным ограничением. Активность нейронов и / или ответы на нейротрансмиттеров или циркулирующих питательных веществ меняются с возрастом. Например, так как энергетический баланс тесно связана с репродуктивного статуса, гипоталамуса нейроны, регулирующие энергетический баланс может иначе реагировать в предварительном против postpubescent животных. Кроме того, многие болезни требуют длительного лечения или не никак не проявляют до совершеннолетия. Ярким примером таких заболеваний являются пищевые ожирение или сахарный диабет 2 типа. Поскольку нейроны зондирования глюкозы, как полагают, играют определенную роль в этих болезней мы разработали методологию успешно культивирование здоровых взрослых VMH нейроны для использования в визуализации MPD ехрeriments.

протокол

1. Животные

  1. Все процедуры были одобрены Комитетом Институциональная уходу и использованию животных в Университете медицины и стоматологии Нью-Джерси на.
  2. Группа дом мужской мышей C57BL / 6 на 12 ч light/12 ч графику темной и позволяют вволю доступ к воде и пище. Жертвоприношение на 4-5 месяцев. Euthanasia из мышей проводили с использованием хирургической анестезии плоскость и вторичную форму эвтаназии (т.е. проникающей разрез в грудную полость через мембрану). Это согласуется с AVMA Руководящие принципы по эвтаназии.

2. Подготовка перфузии решение, покровные, стеклянных пипеток и СМИ

  1. Сделать 1L перфузии раствор, состоящий из 2,5 мМ KCl, 7 мм MgCl 2, 1,25 мМ NaH 2 PO 4, 28 мМ NaHCO 3, 0,5 мМ CaCl 2, 7 мМ глюкозы, 1 мМ аскорбата и 3 мМ пирувата в дистиллированной дН 2 O. Отрегулируйте осмолярность до ~ 300 мосм использованием приблизительно 80 г / л сахарозы. Кислородсодержащих путем пропускания с 95% O 2/5% СО 2 и доведения рН до 7,4. Каждый эксперимент потребует приблизительно 200 мл раствора перфузии. Аликвоты могут храниться при температуре -20 ° С в течение до 2 месяцев.
  2. Сделать 250 мл Neurobasal семенного материала, Neurobasal носитель без глюкозы, 2,5 мМ глюкозы и 100 ед / мл пенициллина стрептомицин. Отрегулируйте осмолярность акции Neurobasal до 280 мосм с использованием сахарозы. Сделать 500 мл Hibernate семенного материала, Hibernate-медиа без глюкозы, 2,5 мМ глюкозы и 100 ед / мл пенициллина стрептомицин.
  3. Перемешать обе акции также и фильтр-стерилизовать с помощью Stericup единиц вакуум-фильтра. Будьте осторожны, чтобы не вводить глюкозу или другие загрязнения через посуды или размешивать баров. Оберните бутылки в фольгу, чтобы защитить СМИ от света и хранить при температуре 4 ° С в течение до 2 месяцев.
  4. Пламя кончики 4 автоклавного стеклянных пипеток (9 в) так, чтобы кончики не являются лоNger острые и открытие диаметры большие (~ 0,9 мм), средний большой (~ 0,7 мм), средние (~ 0,5 мм), а мала (~ 0,3 мм). Крупнейший следует едва полированный и наименьший должно быть около трети этого диаметра.
  5. За день до сбора урожая нейронов, чистые четырех 25 мм покровные стекла с использованием 70% этанола и проходящих над пламенем горелки Бунзена. Место каждого покровное в стерильной 35 мм культуры блюдо и добавить 2 мл стерильной 1% поли-D-лизина в дН 2 O. Положите посуду в инкубаторе (37 ° C) в течение ночи. На следующий день, мыть стерильной дН 2 O 3-кратным и позволяют покровные, чтобы полностью высохнуть.
  6. Сделать 75 мкл аликвоты 1 М молочной кислоты и 200 мкл аликвоты Glutamax; хранить при -20 ° С Полностью разморозить аликвоты молочной кислоты и глютамаксом перед использованием, чтобы гарантировать однородность.
  7. В день нейронов уборки, составит 30 мл свежей культуральной среды, состоящие из Hibernate-семенного материала, 1 мМ молочную кислоту, 0,5 мм Glutamax, и 2% B27 без инсулина. ВоRTEX и отрегулировать рН до 7,4 с помощью 1 N NaOH.
  8. Поместите 10 мл культуральной среды в 60 мм стекл нную чашку Петри на льду, положить 2 мл в 15 мл коническую пробирку на льду и держать остальные носители при комнатной температуре.
  9. В день нейронов заготовки, сделать 25 мл свежей питательной среды, состоящие из Neurobasal сырья, содержащего 1 мМ молочной кислоты, 0,5 мМ глютамаксом и 2% B27 без инсулина. Vortex и отрегулировать рН до 7,4 с помощью 1 N NaOH. Разрешить свежий СМИ роста, чтобы уравновесить в инкубаторе (37 ° С, 5% СО 2) в течение не менее 30 мин.

3. Сердечная перфузии

  1. Полностью разморозить 200 решение перфузии мл и оксигенат с 95% O 2/5% СО 2 на льду в течение не менее 15 мин.
  2. Вымойте Vibratome лезвие с ацетоном, 70% этанолом, и ЦТ 2 O. Расположите лезвие в Vibratome.
  3. Промойте камеру охлаждения Vibratome и перфузии трубки с немецкой шкале 2 O. Заполните камеру охлаждения (4 ° С) С перфузии раствора и продолжают кислородом.
  4. Обезболить мышь пентобарбиталом натрия 50 мг / мл, разбавленный 1:01 стерильной водой, вводили внутрибрюшинно. Убедитесь, что мышь полностью под наркозом, зажимая хвост и не соблюдая никакой реакции.
  5. Налейте холодный раствор перфузии в резервуар перфузии и трубки непосредственно перед вскрытием. Сохранить 20-30 мл для мозга вскрытия и продолжают кислородом на льду. Гравитация поток от повышенной шприц 60 мл через трубки и 20 G игла обеспечивает достаточный поток. Разрешить решение работать до пузырьки воздуха не вымываются. Продолжайте кислородом.
  6. Сократите кожу над грудной клетки мыши. Поднимите грудную клетку и осторожно сделать горизонтальный разрез через диафрагму. Сделать две боковые порезы через грудную клетку вверх к оружию, чтобы разоблачить сердце. Используйте пинцет, чтобы сдержать грудную клетку.
  7. Сделайте небольшой 2 мм разрез в правом предсердии, чтобы обеспечить точку выхода для крови, чтобы быть вымыты из vascuЛар система.
  8. Прокол левого желудочка с перфузии иглы, достаточно вставить открытие иглы. Удерживая иглу в месте с одной стороны, и начать поток перфузии раствора с другой стороны. Через 10-15 мл перфузии раствора, кровь следует промыть и сточные воды очистит.

4. Мозг нарезки и Рассечение

  1. После сердечного кровоснабжения, передача кислородом холодной перфузии решение чашку Петри на льду непосредственно перед использованием.
  2. Быстро обезглавить, удалить мозг от черепа и поместить мозг в перфузии раствора. Чтобы удалить мозг: тянуть кожу вперед, сделать разрез по средней линии в черепе к глазниц, сделать 2 боковые порезы в сторону каждого глаза используйте щипцы, чтобы вытащить обратно каждую сторону черепа, сделать корональной разрез между глазниц, и использовать шпатель, чтобы мягко уговорить мозг из в перфузии раствора. Используйте ножницы, чтобы вырезать зрительные тракты при необходимости. Не прикасайтесь к гипоталамусас площади и не тяните зрительных трактов, потому что это ставит слишком много давления на срединного возвышения и подстилающей ткани гипоталамуса.
  3. Используйте лезвие и иглу для боков обрезать ткани мозга примерно на 3 мм задней и передней в гипоталамус то время как ткань погружают (брегма -3,52 мм). Это особенно важно для передней боковой вырез быть на одном уровне, так что мозг будет сидеть прямо на Vibratome патрона.
  4. Удалите остатки ткани мозга из раствора и использовать фильтровальную бумагу, чтобы фитиль от решения от установленного разделе мозга.
  5. Поместите каплю супер клей на Vibratome патрона и распространять клей с размером мозга. Положите ткань мозга в верхней части клея с передней стороной вниз и гипоталамус перед лезвие. Вика от избытка клея и поместить патрон в камеру охлаждения Vibratome. Будьте осторожны, чтобы не оставить много клея, как он будет пузыриться вокруг мозга при размещении в раствор.
  6. С vibratomэ установлен на малой скорости (уровень 2) и высокой амплитудой (9 уровень), не делают 300-500 мкм ломтиками до достижения гипоталамической области. Теперь сделайте тонкие 100 мкм ломтиками резки от задней к передней. Визуальные сигналы в следующем. Позади гипоталамуса третий желудочек будет очень мала (брегма -2,70 до -2,30 мм). В брегмы -2.30 мм, третий желудочек разделяется на спинной и брюшной разделов на корональной среза.
  7. После того, как участки третьего желудочка предохранителя, сделать два 500 мкм ломтиками, которые будут содержать правильный область VMH (брегмы -2,18 до -1,22 мм). не Передней к VMH, третий желудочек больше не распространяется на вентральной этаже головного мозга (брегма -1,06 до -0,82) 8.
  8. Передача этих срезов в чашку Петри на льду, содержащий культуральную среду. Рассеките VMH (ВМН + ARC), как показано на рисунке 1. С помощью пипетки осторожно переносить куски VMH в 2 мл культуральной среды на льду.

5. Разобщенность и культура

  1. Снимите VMH ото льда и поместите при комнатной температуре. Добавить 20 Ед / мл папаин в 4 мл культуральной среды. Обратить смешивать и место в водяной бане при 34 °. Проверьте и перемешать с помощью инверсии каждую минуту, пока пищеварение СМИ уже не дождь. Фильтр (0,22 мкм) в стерильной колбе и передачи ткани на пищеварение массовой информации.
  2. Дайджест ткани путем встряхивания при 100 оборотах в минуту при 34 ° С в течение 30 мин.
  3. Подготовка 1 мл среды, содержащей 8% бычьего сывороточного альбумина (BSA) в течение пищеварения. Растворите 80 мг BSA в 1 мл культуральной среды и фильтр (0,22 мкм) в конической трубе.
  4. Промыть ткань путем передачи в 5 мл культуральной среды в коническую пробирку и медленно переворачивая один раз.
  5. Добавить 30 мкл ДНКазы фермента в 6 мл культуральной среды и смешать, чтобы сделать Растирание носитель. Аспирируйте стирке медиа и добавьте 3 мл тритурационного СМИ.
  6. Используйте стеклянные пипетки, обрабатывать в порядке лargest к меньшему. Аккуратно растирают 10x, а затем ждать 4 мин для больших кусков по урегулированию. С помощью второй пипетки для передачи верхние 2 мл, содержащие диссоциированной клеточной суспензии в новую коническую трубку. Добавить 2 мл Растирание СМИ, растирают в 10 раз и ждать 3 мин. С помощью третьего пипетки для передачи верхние 2 мл в клеточной суспензии. Добавьте 1 мл растирания СМИ, растирают 5x и ждать 2 мин. С помощью четвертого пипетки для передачи верхний 2 мл в клеточной суспензии.
  7. Слой диссоциированную клеточной суспензии в верхней части 8% BSA, стараясь не смешивать. Центрифуге при 1000 оборотах в минуту в течение 5 мин.
  8. Поместите автоклавного 6 мм х 8 мм клонирующих цилиндров в центре каждого покровное. Покровные должна быть полностью сухой. Аспирируйте и ресуспендируют осадок в 440 мкл теплой питательной среды. Заполните клонирования цилиндров с нейронным подвески и место в инкубаторе в течение 20 мин.
  9. Удалите клонирования цилиндров и очень аккуратно смыть мусор. Заполните каждое блюдо шго 2 мл питательной среды. Разрешить клетки для восстановления в течение по крайней мере 1 часа до того, как анализы выполняются.

6. Подготовка к MPD изображений

  1. Сделать запись раствор, состоящий из 121 мм NaCl, 4,7 мМ KCl, 2 мМ CaCl 2, 0,1 мМ MgCl 2, 1,2 мм MgSO 4, 0,97 мМ K 2 HPO 4, 0,23 мм KH 2 PO 4, 5 мМ NaHCO 3, и 25 мм HEPES. Отрегулируйте рН до 7,4.
  2. Добавить глюкозы, чтобы сделать желаемое решение низким тест глюкозы (0,1-2,0 ммоль глюкозы). Тщательно перемешать и зарезервировать 400 мл низкий решение для записи глюкозы. Добавить глюкозы в остальных 600 мл, чтобы сделать решение для записи 2,5 мМ глюкозы и тщательно перемешать.
  3. Защита от света краситель, насколько это возможно. Добавить 4 мл комнатной температуры буфера во флакон Синий MPD. Тщательно перемешать и добавить 5 мкл красителя за решение для записи мл. Хранить раствор гомогенным смешением с пипеткой между ними растворов. Краситель содержит флуоресцентный мolecules, которые входят клетки с деполяризации, и жажду молекул, которые не могут пересечь клеточную мембрану. Аликвоты можно хранить при -20 ° С и использовать в течение 4 дней. Не замораживания-оттаивания более одного раза.
  4. Инкубируйте клетки в 2 мл 2,5 мМ раствора глюкозы записи плюс красителя при 34 ° С в течение 30 мин. Сухой нагревательный блок может быть использован. Защита от света.
  5. Подготовка шприцевые насосы и системы перфузии с 2,5 мм и 0,1 мм решений записи плюс красителя. Трубки от 60 мл шприцы должны быть подключены к коллектору.
  6. После остановки любой насос, ждать ~ 10 сек перед включением решений в коллекторе для предотвращения повышения давления в шприце. Изменение давления подачи текучей среды изменять в закрытой камере, содержащей нейроны, вызывая изменения в фокусе микроскопа в ходе эксперимента и искажение изображений.
  7. Многообразие выход трубки должны быть подключены к нагревателя в линию, а затем полиэтиленовой трубкой, которая соединяется с закрытой камере. Пузырьки должны быть очищены и скорость перфузии должен быть установлен на 0,5 мл / мин. Защита от света.
  8. Трансфер 25 мм покровное с прилипшие нейронов в закрытой камере, стараясь не позволить покровное высохнуть и не вводить пузырьков воздуха. Скольжения выравнивается в пазах нижней части, пару капель раствора записи помещается по сторонам, а верхняя часть слегка установлены провести покровное на месте.
  9. Используйте капельницу, чтобы заполнить камеру раствором записи, а затем разместить 18 мм покровное на вершине. Осторожно подходит белое кольцо в камеру, чтобы держать меньший покровное на месте. Нажмите вниз очень медленно и слегка предотвращает образование воздушных пузырей из внедряются в закрытой камере.
  10. Запустите шприцевой насос для 2,5 мМ раствора записи глюкозы, надавите на белом кольце, и подключиться к закрытой камере. Медленно отпустите давление из белого кольца и соединить с трубкой приводит к контейнер для отходов.
е "> 7. MPD изображений

  1. Сосредоточьте нейроны использовании низкого светлое поле свет. Постарайтесь свести к минимуму количество времени, клетки подвергаются воздействию света.
  2. Позвольте системе перфузии запустить в течение 10 мин, чтобы обеспечить стабилизацию температуры, фокус, и красить равновесие.
  3. В то время как грунтовки, откройте программу Метаморф и взять яркий поля файл (10X) нейронов. Используйте функцию автофокусом взять 3 стеки флуоресцентных изображений (150 мсек, узкий Cy3 фильтр, 10x) и определяют основные направления в пределах 5 мкм. В конце 10 мин грунтовочного период, проверить фокусировку еще раз.
  4. Начните записывать флуоресцентные изображения каждые 30 сек в течение 40 мин. Установить базовую линию в 2,5 мМ глюкозы в течение 10 мин, затем уменьшить уровень глюкозы в течение 15 мин и, наконец, вернуться в 2,5 мМ глюкозы в течение 15 мин. Решения меняются, остановив шприцевой насос, ожидая 10 сек, превращая порт на многообразии, а начиная еще шприцевой насос. Изменения должны произойти впереди желаемых временных точках басед на лага между коллектором и клеток.
  5. После записи все флуоресцентные изображения, взять яркий поля файл нейронов.

8. Анализ MPD изображений

  1. Используйте Metamorph создать овальные районов вокруг каждой ячейки в светлом поле изображении, полученном в конце эксперимента. Регионы должны быть немного больше, чем каждого нейрона и могут быть сделаны 1 пиксель за пределами темного края клетки. Не выбирайте клетки, нездоровый, перекрытие, или близко к мусора. Нездоровые клетки часто выглядят темными. Наконец, создать 5 больших овальных регионов в районах, не имеющих клеток или их остатков для фоновых измерений.
  2. Перенесите регионы для всех флуоресцентных изображений и осмотрите, чтобы убедиться, что никакого движения / смена не произошло. Используйте функцию Measure для записи интенсивности флуоресценции каждого региона для всех изображений в файл Excel. Использование журналов в Metamorph рекомендуется.
  3. В Excel, создавать в среднем на 5 фоновых районах для каждого fluorescЛОР изображения. Это представляет собой среднее фоновое значение в каждый момент времени. Для каждого изображения / момент времени, вычитания фона от всех измерений региона. Фон вычитается интенсивность флуоресценции будет называться интенсивности будущей жизни.
  4. Для каждой ячейки, вычислить среднюю интенсивность во время минуты 2-8 записи. Это представляет собой базовый план ячейки в 2,5 мМ глюкозы. 2 минут буфер на обоих концах каждой обработки используется, чтобы минимизировать шум.
  5. Для каждой ячейки, рассчитать изменение по сравнению с исходным процентов: (Интенсивность базовым) / Базовый
  6. Создайте линейный график с изменением процента по сравнению с исходным против времени.
  7. Рассчитайте среднее процентное изменение по сравнению с исходным во время минуты 18-23. Рассчитайте среднее процентное изменение по сравнению с исходным во время минуты 35-40. В то время как обработка изображений не используется, шум снижается за счет усреднения интенсивности в каждом регионе клеток, вычитание фона и усреднения интенсивности области в течение 5 мин Oг больше.
  8. Контрольные эксперименты, в которых 2,5 мМ раствор глюкозы записи обменивается с 2,5 мМ раствора глюкозы записи должны быть выполнены, чтобы определить порог шума. Рассчитайте среднее процентное изменение по сравнению с исходным во время минуты 18-23 течение не менее 6 блюд и 3 мышей. Определить среднее значение и стандартное отклонение этих значений.
  9. Установите порог на положительный ответ деполяризации к среднему плюс 2 стандартных отклонения. Среднее плюс 2 стандартных отклонения соответствует разнице с р <0,05. Наши контрольные эксперименты показали изменения 10% от исходного уровня в качестве соответствующего порогового значения.
  10. Для каждой ячейки, оценить обратимый отклик деполяризации на основе 2 критериев. Во-первых, среднее изменение в процентах по сравнению с исходным в течение 18-23 минут должно быть больше 10%, порог определяется на предыдущем этапе. Во-вторых, среднее изменение в процентах от исходных условий в течение минуты 35-40 должно быть меньше половины среднего изменения от процентовисходных условий в течение минуты 18-23. Второй критерий был выбран, так как это было установлено, что более строгими, чем стимуляции глутамата или KCl. Нездоровые нейроны часто отвечают на стимуляцию глутамат или KCl, хотя их ответы на пониженной глюкозы не обратимы.
  11. Для каждого блюда, вычислить% от деполяризованных нейронов. Это значение используется для количественного определения% от GI нейронов между различными группами.

Результаты

Точная рассечение VMH от других гипоталамуса областях важно получить устойчивые результаты. Включение других местах может разбавить нейронов население VMH, изменяя% от деполяризованных нейронов расчетных. Кроме того, глюкозы нейроны зондирования были определены в других гипоталамуса р...

Обсуждение

Ключ к возможности изучить активность нейронов от взрослых мышей является возможность отделить здоровые нейроны. Разобщенность нейронов гипоталамуса от взрослых мышей сложнее в нескольких ключевых шагов в протоколе по сравнению с нейронами мышей несовершеннолетних. Мы преодолели э...

Раскрытие информации

Нам нечего раскрывать.

Благодарности

NIH R01 DK55619, NIH R21 CA139063

Материалы

NameCompanyCatalog NumberComments
Neurobasal-A Medium (Custom)Invitrogen0050128DJcustom made glucose free
Hibernate-A Medium (Custom)BrainBitscustom made glucose free
Penicillin streptomycin (20,000 U/ml)Invitrogen15140other vendors acceptable
Stericup vacuum filter units (0.22 μm)Milliporeother vendors acceptable
25 mm Glass coverslipsWarner#1 25mm round
18 mm Glass coverslipsWarner#1 18mm round
GlutaMAXInvitrogen35050
B27 minus insulin (50x)Invitrogen0050129SA
Razor bladeVWR55411
Vibratome & cooling chamberVibratomeSeries 1000 Sectioning system
Vibratome bladesPolysciences22370injector or double edge blades from other vendors acceptable
Papain, suspensionWorthingtonLS003124
BSA, suitable for cell cultureSigmaother vendor acceptable
DNAse, for cell cultureInvitrogenother vendor acceptable
cloning cylinders, 6 mm x 8 mmBellco Glass2090-00608
Membrane Potential Dye (blue)Molecular DevicesR8042
In-line heaterWarnerSF-28
Syringe pumpsWPIsp100iother vendor acceptable
Closed chamberWarnerRC-43C
Polyethylene tubingWarnerPE-90
MetamorphMolecular Devicesalternate image analysis software acceptable
MicroscopeOlympusBX61 WI

used with 10X objective

CameraPhotometricsCool Snap HQ
Narrow Cy3 Filter SetChroma41007a
Illumination SystemSutter InstrumentsLambda DG-4

Ссылки

  1. Routh, V. H. Glucose-sensing neurons: are they physiologically relevant?. Physiol. Behav. 76, 403-413 (2002).
  2. Canabal, D. D., Potian, J. G., Duran, R. G., McArdle, J. J., Routh, V. H. Hyperglycemia impairs glucose and insulin regulation of nitric oxide production in glucose-inhibited neurons in the ventromedial hypothalamus. Am. J. Physiol. 293, 592-600 (2007).
  3. Canabal, D. D., et al. Glucose, insulin, and leptin signaling pathways modulate nitric oxide synthesis in glucose-inhibited neurons in the ventromedial hypothalamus. American journal of physiology. Reg. Integr. Comp. Physiol. 292, 1418-1428 (2007).
  4. Murphy, B. A., Fakira, K. A., Song, Z., Beuve, A., Routh, V. H. AMP-activated protein kinase and nitric oxide regulate the glucose sensitivity of ventromedial hypothalamic glucose-inhibited neurons. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 297, C750-C758 (2009).
  5. Murphy, B. A., et al. Fasting enhances the response of arcuate neuropeptide Y-glucose-inhibited neurons to decreased extracellular glucose. Am. J. Physiol. Cell Physiol. 296, C746-C756 (2009).
  6. Kang, L., et al. Glucokinase is a critical regulator of ventromedial hypothalamic neuronal glucosensing. Diabetes. 55, 412-420 (2006).
  7. Kang, L., et al. Prior hypoglycemia enhances glucose responsiveness in some ventromedial hypothalamic glucosensing neurons. Reg. Integr. Comp. Physiol. 294, R784-R792 (2008).
  8. Paxinos, G., Franklin, K. B. J. . The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2004).
  9. Paxinos, G., Watson, C. . The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , (1998).
  10. Song, Z., Levin, B. E., McArdle, J. J., Bakhos, N., Routh, V. H. Convergence of pre- and postsynaptic influences on glucosensing neurons in the ventromedial hypothalamic nucleus. Diabetes. 50, 2673-2681 (2001).
  11. Song, Z., Routh, V. H. Differential effects of glucose and lactate on glucosensing neurons in the ventromedial hypothalamic nucleus. Diabetes. 54, 15-22 (2005).

Перепечатки и разрешения

Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи

Запросить разрешение

Смотреть дополнительные статьи

81

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Исследования

Образование

О JoVE

Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены