JoVE Logo
Faculty Resource Center

Sign In

Summary

Abstract

Introduction

Protocol

Representative Results

Discussion

Acknowledgements

Materials

References

Neuroscience

Potentiel de membrane Dye Imaging de ventromédian hypothalamus neurones de souris adulte à étudier Glucose Sensing

Published: November 27th, 2013

DOI:

10.3791/50861

1Department of Pharmacology and Physiology, Rutgers New Jersey Medical School, 2Center for Taste and Feeding Behavior, Universite de Bourgogne

L'activité des neurones isolés à partir de souris adultes, âgées peut être étudiée en dissociant les neurones à partir de régions spécifiques du cerveau et en utilisant l'imagerie de colorant potentiel de membrane fluorescent. Par les réponses de test à des changements dans le glucose, cette technique peut être utilisée pour étudier la sensibilité au glucose des neurones hypothalamiques ventromédians adultes.

Les études de l'activité neuronale sont souvent effectuées à l'aide de neurones rongeurs moins de 2 mois d'âge en raison des difficultés techniques liées à l'augmentation du tissu conjonctif et une diminution de la viabilité neuronale qui se produisent avec l'âge. Ici, nous décrivons une méthodologie pour la dissociation des neurones hypothalamiques sains provenant de souris adultes âgés. La possibilité d'étudier les neurones de souris adultes d'âge permet l'utilisation de modèles de maladies qui se manifestent à un âge plus avancé et peut-être plus de développement précis pour certaines études. L'imagerie par fluorescence des neurones dissociés peut être utilisé pour étudier l'activité d'une population de neurones, par opposition à l'aide d'électrophysiologie pour étudier un seul neurone. Ceci est particulièrement utile lors de l'étude d'une population neuronale hétérogène dans lequel le type désiré neuronale est rare tel que de neurones hypothalamiques de détection de glucose. Nous avons utilisé le potentiel de membrane imagerie de colorant de neurones hypothalamiques ventromédian adultes d'étudier leurs réponses à changes de glucose extracellulaire. Neurones glucose de détection sont soupçonnés de jouer un rôle dans la régulation centrale de l'équilibre énergétique. La possibilité d'étudier la détection du glucose chez les rongeurs adultes est particulièrement utile, car la prédominance des maladies liées à l'équilibre de l'énergie dysfonctionnel (par exemple. L'obésité) augmente avec l'âge.

Le cerveau régule l'homéostasie énergétique par la neuro-endocrinien et nerveux autonome. L'hypothalamus ventromédian (VMH), composé du noyau ventromédian (VMN) et le noyau arqué (ARC), est important pour la régulation centrale de l'homéostasie énergétique. Neurones spécialisés de détection du glucose, dans le VMH, lien l'activité neuronale et l'homéostasie du glucose périphérique 1. Il existe deux types de glucose détection neurones; glucose excités (GE) neurones augmentent tandis que le glucose inhibe (GI) neurones diminuent leur activité glucose augmente extracellulaires. Neurones VMH glucose de détection sont généralement étudiés en....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Une. Animaux

  1. Toutes les procédures ont été approuvées par l'établissement de soins et d'utilisation des animaux Comité à l'Université de médecine et de dentisterie du New Jersey.
  2. maison de groupe mâle C57BL / 6 sur un programme de sombre lumière/12 h 12 h et de permettre l'accès ad libitum à l'eau et de la nourriture. Sacrifier à l'âge de 4-5 mois. L'euthanasie des souris a été effectuée en utilisant le plan de l'anesthésie chirurgicale et .......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

La dissection précise du VMH l'écart des autres zones hypothalamiques est important d'obtenir des résultats cohérents. L'inclusion d'autres domaines pourrait diluer la population neuronale VMH, changer le% de neurones dépolarisés calculées. En outre, les neurones de détection de glucose ont été identifiées dans d'autres régions hypothalamiques, tels que l'hypothalamus latéral, qui peut différer fonctionnellement et mécaniquement à partir de la détection de glucose dans les neuron.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

La clé pour être en mesure d'étudier l'activité des neurones de souris adultes est la capacité de dissocier les neurones sains. La dissociation des neurones hypothalamiques de souris adultes est plus difficile à plusieurs étapes clés du protocole par rapport aux neurones de souris juvéniles. Nous avons surmonté ce problème dans un certain nombre de façons. Faire des tranches épaisses de 500 um de cerveau minimise les dégâts mécaniques aux neurones par rapport aux habituels 250-350 um tranches uti.......

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

NIH R01 DK55619, NIH R21 CA139063

....

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

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

  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).

Tags

Neuroscience

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2024 MyJoVE Corporation. All rights reserved