Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Этот протокол описывает мышиную модель с поражением дорсального ядра рафа (DRN) (>90% выживаемость у экспериментальных мышей) со стабильной потерей серотонинергических нейронов дорсального рапа путем стереотаксической инъекции 5,7-дигидрокситриптамина в DRN с использованием углового подхода для предотвращения повреждения верхнего сагиттального синуса.
Стереотаксическая инъекция широко используется для прямой доставки соединений или вирусов в целевые области мозга у грызунов. Прямое нацеливание на серотонинергические нейроны в дорсальном ядре рафе (DRN) может вызвать чрезмерное кровотечение и смерть животного из-за его расположения ниже верхнего сагиттального синуса (SSS). Этот протокол описывает создание мышиной модели с серотонинергическим поражением нейронов DRN (выживаемость >90%) со стабильной потерей >70% 5-HT-положительных клеток в DRN. Поражение индуцируется стереотаксическим введением селективного серотонинергического нейротоксина 5,7-дигидрокситриптамина (5,7-ДГТ) в ДРН с использованием углового доступа (30° в переднем/заднем направлении) во избежание повреждения ССС. У мышей с серотонинергическим поражением нейронов DRN наблюдаются тревожные изменения в поведении, что помогает подтвердить успех операции по удалению DRN. Этот метод используется здесь при поражениях DRN, но он также может быть использован для других стереотаксических инъекций, требующих угловых инъекций для избежания срединных структур. Эта мышиная модель с серотонинергическим поражением нейронов DRN представляет собой ценный инструмент для понимания роли серотонинергических нейронов в патогенезе психических расстройств, таких как генерализованное тревожное расстройство и большое депрессивное расстройство.
Серотонин, или 5-гидрокситриптамин (5-HT), является важным нейромедиатором, в основном вырабатываемым в кишечнике и мозге и влияющим на различные психологические функции. В центральной нервной системе (ЦНС) серотонинергическая система играет центральную роль в регуляции настроения и социального поведения, сна и бодрствования, аппетита, памяти и сексуального желания. В ЦНС серотонин синтезируется серотонинергическими нейронами, которые можно разделить на следующие две группы: ростральная группа, которая имеет восходящие проекции, иннервирующие практически весь мозг; и каудальная группа, которая в основном проецируется на спинной мозг1. Ростральная группа, которая содержит около 85% серотонинергических нейронов в мозге, состоит из каудального линейного ядра, срединного ядра рафа и DRN, в котором находится самая большая популяция серотонинергических нейронов в мозге.
Считается, что нарушение регуляции серотонинергической системы связано с патогенезом большого депрессивного расстройства (БДР) и генерализованных тревожных расстройств (ГТР)2. Это связано с тем, что селективные ингибиторы обратного захвата серотонина (СИОЗС) являются эффективным фармакологическим лечением этих психических расстройств 3,4. Кроме того, накопленные данные свидетельствуют о том, что мания5 и суицидальное поведение6 могут быть связаны с более низкими уровнями функционирования серотонина в ДРН. Также сообщалось, что Pet1-Cre; Мыши Lmx1bflox/flox и мыши hTM-DTAiPet1 (генетические модели мышей, в которых отсутствует большинство центральных серотонинергических нейронов поздней эмбриональной стадии7 и взрослого возраста8 соответственно) демонстрируют улучшенную контекстуальную память на страх. Однако, несмотря на обширные исследования, точное участие серотонинергических нейронов DRN в этих психических расстройствах еще предстоит выяснить.
Для изучения механизмов, с помощью которых серотонинергические нейроны DRN регулируют патогенез серотониновых психических расстройств, связанных с серотонином, были созданы животные модели. Оптогенетические инструменты были применены для ингибирования серотонинергических нейронов у крыс DRN, и эти животные демонстрируютповышенное тревожное поведение. Однако оптогенетика имеет ограничения. Например, устройство для доставки света должно быть имплантировано в целевую область глубоко внутри мозга, и окружающие ткани могут быть повреждены во время операции по имплантации или теплом, излучаемым световым устройством. Даже если изменение температуры может и не вызвать заметного повреждения тканей мозга, оно все равно может вызвать замечательные физиологические и поведенческиеэффекты.
Фармакологические манипуляции могут быть более простым подходом к созданию моделей животных с серотонинергическими нейронами DRN. В некоторых группах у крыс с поражением серотонинергических нейронов ДРН были получены путем стереотаксической микроинъекции серотонинового нейротоксина 5,7-ДГТ в ДРН. Тем не менее, эти модели крыс демонстрируют различные поведенческие изменения, такие как анксиолитическое поведение11, повышенное тревожное поведение12 и нарушение памяти на объекты13. Несмотря на множество исследований на крысах, было проведено меньше исследований о влиянии 5,7-ДГТ на мышей. Одна группа сообщила о чрезмерной смертности (>50%) и ограниченном истощении серотонина у подопытных мышей, получавших стереотаксические микроинъекции 5,7-ДГТ в DRN14. Другая группа сообщила, что непредсказуемый хронический легкий стресс (UCMS) может вызвать значительное изменение латентности атаки у мышей, пораженных 5,7-DHT-индуцированным DRN. Тем не менее, не было предоставлено гистологических результатов, подтверждающих точную потерю серотонинергических нейронов в DRN15. Стереотаксическое введение в ДРН с использованием стандартных процедур может привести к массивному кровотечению и высокой смертности мышей, учитывая тот факт, что анатомическое расположение ДРН находится ниже ССС16.
Этот протокол описывает протокол для создания модели мыши, пораженной серотонинергическими нейронами DRN (выживаемость >90% экспериментальных мышей) со стабильной потерей серотонинергических нейронов DRN путем стереотаксической инъекции 5,7-DHT. При инъекции в DRN используется угловой подход для предотвращения повреждения SSS. Эта операция неизменно вызывает потерю серотонинергических нейронов на >70% в DRN мышей и приводит к изменениям поведения, связанным с тревогой. Используемый здесь протокол предназначен для индукции поражений DRN, но он также может быть полезен исследователям, которые хотят выполнять стереотаксические инъекции в другие срединные структуры. Кроме того, эта мышиная модель с поражением серотонинергических нейронов DRN является ценным инструментом для понимания роли серотонинергических нейронов при психических расстройствах (т.е. БДР и ГТР) и оценки потенциальных нейропротекторных агентов или терапевтических стратегий для этих состояний.
Все хирургические вмешательства и процедуры по уходу за животными были одобрены Комитетом по животным Школы наук о жизни и технологий Университета Тунцзи, Шанхай, Китай.
1. Содержание животных
2. Приготовление реагентов
ПРИМЕЧАНИЕ: Во избежание загрязнения все этапы приготовления препарата должны выполняться в ламинарном вытяжном шкафу. Все приготовленные растворы хранятся в морозильной камере при температуре -80 °C. Рекомендуется использовать по одной аликвоте за один раз, полностью разморозить, хорошо перемешать перед использованием, выбросить остатки в тюбик и избегать повторного замораживания и размораживания.
3. Подготовка инструментов и мышей
4. Стереотаксический впрыск
5. Послеоперационный уход за мышами
6. Испытание Т-образного лабиринта с приподнятым уровнем
ПРИМЕЧАНИЕ: Выполните тест так, как описано ранее19,20.
7. Перфузия, фиксация, иммуногистохимическое окрашивание и количественное определение
8. Статистический анализ
В корональном разрезе расположение DRN находится чуть ниже SSS и акведука (рис. 1B,C); таким образом, нацеливание на DRN с использованием стандартных процедур может привести к массивному кровотечению и высокой смертности у мышей16. Поэто...
Этот протокол успешно описывает создание надежной модели мыши, пораженной серотонинергическими нейронами DRN, с высокой воспроизводимостью поражения и низким уровнем смертности. Наведение на ДРН является сложной задачей, поскольку оно может повредить ССС, расположе?...
Авторам нечего раскрывать.
Эта работа была поддержана Национальной программой ключевых исследований и разработок Китая [Номер гранта 2017YFA0104100]; Национальный фонд естественных наук Китая [Гранты No 31771644, 81801331 и 31930068]; и Фонды фундаментальных исследований для центральных университетов.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
0.22micron syringe filter | Millipore | SLGPRB | |
3% hydrogen peroxide | Caoshanhu Co.,Ltd, Jiangxi, China | ||
5,7-Dihydroxytryptamine | Sigma-Aldrich | SML2058 | 3ug/ul, 2ul |
Compact small animal anesthesia machine | RWD Life Science Co., Ltd | R500 series | |
Cryostat | Leica Biosystems, Wetzlar, Germany | CM1950 | |
Cy 3 AffiniPure Donkey Anti-Goat IgG (H+L) | Jackson ImmunoResearch | 705-165-003 | 1:2,000 |
dapi | Sigma-Aldrich | D8417 | |
desipramine hydrochloride | Sigma-Aldrich | PHR1723 | 25mg/kg |
Eppendorf tube | Quality Scientific Plastics | 509-GRD-Q | |
goat anti-5-HT antibody | Abcam | ab66047 | 1:800 |
GraphPad Prism | Graphpad Software Inc, CA, US | ||
Hamilton Microliter syringe | Hamilton | 87943 | |
Ketoprofen | Sigma-Aldrich | K1751-1G | 5mg/kg |
L-ascorbic acid | BBI Life Sciences | A610021-0500 | 0.10% |
lidocaine ointment | Tsinghua Tongfang Pharmaceutical Co. Ltd | H20063466 | |
ofloxacin eye ointment | Shenyang Xingqi Pharmaceutical Co.Ltd, China | H10940177 | |
peristaltic pump | Huxi Analytical Instrument Factory Co., Ltd, Shanghai, China | HL-1D | |
stereotaxic apparatus | RWD Life Science Co., Ltd | 68018 | |
ultra-low temperature freezer | Haier | DW-86L388 | |
Vortex | Kylin-bell | VORTEX-5 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены