A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
מאמר זה מתאר מתודולוגיה מפורט כדי להשיג מקטעים וצורניים שעברו שיטוח של יונקים cortices והמחש מודולים בקליפת המוח באמצעות פתולוגיה ושיטות immunohistochemical.
קליפת בתרבית של מוח הוא parcellated לתוך substructures ברורים או מודולים. מודולים בקליפת המוח בדרך כלל לשקר מקבילה לגליון קורטיקלית, יכול להיות המותווית על ידי מסוימים פתולוגיה ושיטות immunohistochemical. במחקר זה, אנו מדגישים שיטה כדי לבודד את קליפת המוח של המוח יונקים ולשטח אותם לקבל במקביל סעיפים בגיליון קורטיקלית. אנחנו עוד גולת הכותרת שנבחרה פתולוגיה, immunohistochemical שיטות לעיבוד אלה משוטחים מקטעים וצורניים להמחיש מודולים קורטיקלית. בתוך קליפת המגע של יונקים שונים, אנו מבצעים להסטולוגיה אוקסידאז ציטוכרום כדי לחשוף את הגוף מפות או מודולים קורטיקלית המייצגים חלקים שונים של הגוף של החיה. בתוך קליפת entorhinal המדיאלי, אזור שבו נוצרים תאי הרשת, אנו מנצלים immunohistochemical שיטות לסימון מודולים של נוירונים נקבע גנטית אשר מסודרים בתבנית-רשת בגליון בקליפת המוח על פני מספר מינים. בסך הכל, אנו מספקים מסגרת כדי לבודד ולהכין layer-wise משוטחים חלקים קורטיקליים, ותנסו לדמיין את המודולים בקליפת המוח באמצעות פתולוגיה ושיטות immunohistochemical במגוון רחב של יונקים את המוח.
חלק מהשינויים המשמעותיים במבנה המוח על פני האמיניות נראים גם קליפת המוח. למרות הבדלים משמעותיים, קליפת המוח של בעלי חיים עוקב אחר תבנית משותפת, ניתן לחלק בשתי דרכים נפרדות, על-ידי שכבות ואזורי1. שכבות קורטיקלית לשקר מקביל פני השטח של המוח, משתנים מספר 3 שכבות cortices הזוחלים2 על 6 שכבות cortices בתרבית של1. אזורים קורטיקליים לעומת אזורים הנבדלים זה מזה של קליפת המקבילים במידה רבה פונקציות שונות, למשל, קליפת המגע מעורב התחושה של מגע או קליפת הראיה בעיבוד חזותי תשומות. אזורים קורטיקליים אלה לעיתים קרובות נחלקים תיקונים או מודולים3, אשר נמצאים באופן קבוע חוזרות מבנים אנטומיים, בעיקרו של דבר מצא מקבילות אל פני השטח pial של המוח. מודולים בקליפת המוח עשוי להיות מוגבל רובד4, או להרחיבו על-גבי שכבות מספר5.
אופטים בשיטות הרגילות של המוח לערב מקטעים רגילים על פני השטח של המוח, כמו הילתית או הווריד. בעוד שיטות אלה ניתן להשתמש כדי להמחיש מודולים קורטיקלית, שפע של תכונות מעניינות יכול להתגלות כאשר המודולים בקליפת המוח הם דמיינו tangentially, במישור מקביל פני השטח של המוח. למשל, מודולים המגע במוח מכרסמים המייצג שפם, מופיעות כמו חביות כאשר visualized נורמלי השטח במוח, ולכן האזורים להפיק קליפת חבית שם. עם זאת, בלהמחיש את החביות בכיוון משיק, הם מגלים שפם-מפה, עם הקנים להיות אצלה כיוון טופוגרפית שיקוף את המבנה המדוייק של נכון על פני גוף חיצוני. במקרים מסוימים, אפילו ברח הסידור המודולרי זיהוי לתקופות ניכר, כאשר visualized באופן שאינו סוטה. קליפת entorhinal המדיאלי, ידועה הנוכחות של תאי הרשת, נוירונים אשר אש בתבנית משושה הרגילה כאשר חיים הוא וחוצה סביבה. למרות שזה אזור ובדוקים בכבדות, עד לאחרונה, הנוכחות של תיקונים או מודולים של תאים בקליפת entorhinal המדיאלי, אשר נפרסות פיזית בתוך תבנית משושה6, נמלט זיהוי. הנוכחות ואת הסידור של המודולים במוח עכברוש, היה בהנחייתם עושה קטעים וקולו של קליפת entorhinal המדיאלי, חוקרת את cytoarchitecture באופן layer-wise.
לאחר חלוקתה, ההיבט המסוים של ויזואליזציה של מודולים בקליפת המוח גם ניתן למימוש בדרכים רבות. בסגנון קלאסי, יש לימודי התחום מודולים מבוסס על התא צפיפות או סיבים פריסה1. גישה פופולרית נוספת היא השימוש ציטוכרום אוקסידאז להסטולוגיה, אשר חושף את תחומי פעילות גבוהה יותר8. גישות חדשות יותר כוללים מסתכל על סוגי תאים נקבע גנטית, מכובד על בסיס שלהם חלבון ביטוי פרופילים6,8.
במחקר זה, אנו מדגישים שיטות כדי לבודד את קליפת המוח של המוח יונקים, להשיג חלקים וצורניים שעברו שיטוח להמחיש מודולים קורטיקלית המבוסס על להסטולוגיה אוקסידאז ציטוכרום אימונוהיסטוכימיה של חלבונים מסוימים סוג התא.
כל ההליכים ניסיוני בוצעו על פי הנחיות גרמני על רווחת בעלי חיים תחת פיקוחו של ועדות האתיקה המקומית (LaGeSo). האדם ואת נתוני המוח בת נגזר נאומן. et al. 5 בהליך שלהלן מבוצע על עכבר Wistar זכר בוגר (זן: RJHan:WI).
1. זלוף והפקת המוח
הערה: על מנת לקבל מוח למשל קבוע ללא דם, transcardial זלוף של החיה הוא מעודדים, כמו שרידי דם מגביר את האות רקע לא ספציפי במהלך צביעת. בכל זאת, זה גם ניתן להשיג חלקים שעברו שיטוח של הדגימה perfused לא תכתים אותם. הקלות של טיפול הדגימה משתנה עם ריכוז מקבע בשימוש. קיבוע מעט מדי מגביר את הסיכון של טיפול נזק למוח במהלך השטחת ו גזירה, בעוד ריכוזים גבוהים מדי להוריד את הגמישות לשיטוח והאיכות של האות מוכתמים.
2. המוח לנתיחה ושיטוח
איור 1: ייצוג סכמטי של זרימת עבודה עבור שיטוח של האונה קורטיקלית עכברוש ו ויזואליזציה של מודולי קליפה המגע. מיד לאחר transcardial זלוף, המוח של עכבר היה גזור (A). מבנים subcortical הוסרו, קליפת שוטח בין שתי שקופיות זכוכית במאגר פוספט (B). שעברו שיטוח האונה (C) היה פוסט קבוע, tangentially למחלקה, והוא ישאר לכל פעילות ציטוכרום אוקסידאז (D). גודל ברים = 1 ס מ. ר: Rostral, c: Caudal, l: לרוחב, מ ': המדיאלי. איור מקורי לאואר. et al. 23 אנא לחץ כאן כדי להציג גירסה גדולה יותר של הדמות הזאת.
3. חיתוך קטעים וצורניים
הערה: בהתאם לדרישות של הפרוטוקולים מוכתמים, בתהליך חיתוך ועובי ניתן להתאים. Vibratome שימש לחתוך את ההמיספרות לעיבוד נוסף פתולוגיה (שלב 3.2) ב- 80-150 מיקרומטר. אולם, לצורך עיבוד immunohistochemical, סעיפים דקים הם הרצויה, מיקרוטום הקפאה שימש אופטים (שלב 3.3) ב 10-60 מיקרומטר. ראה וידאו 1.
1 וידאו: וידאו סכמטי של חלוקתה וצורניים עכברוש המדיאלי entorhinal קליפת, הפריסה של parasubicular ומודולי entorhinal. קליפת entorhinal המדיאלי של מוח מכרסמים ממוקם בקצה האחורי של קליפת המוח, מטים כלפי הצד המדיאלי של הגחון. סעיפים וצורניים מתקבלים על ידי המכוונת סכין לאורך זווית זו. כתוצאה מכך, סוג התא המתאים ספציפית מכתים מגלה מבנים מודולריים המדיאלי entorhinal קליפת ו parasubiculum הסמוך. וידאו מותאם ברכט וריי8. אנא לחץ כאן כדי לצפות בסרטון. (לחיצה ימנית כדי להוריד.)
4. ויזואליזציה של מודולים בקליפת המוח באמצעות צביעת ציטוכרום אוקסידאז
הערה: בפרוטוקולי מכתימים שונים יש פותחה לצורך זיהוי פתולוגיה של פעילות ציטוכרום אוקסידאז, למשל, קודם על ידי וונג-ריילי17 , שונה מאוחר יותר על-ידי דיבאץ. ואח 18 לפרוטוקול זה מבוסס על האחד על ידי דיבאץ. et al. 18, מאז השימוש של ניקל-אמוניום סולפט (NiAS) גורמת להגברת הניגודיות ומודולים כדאי שהוגדר באזורים קורטיקליים מוכתם.
5. ויזואליזציה של מודולים בקליפת המוח באמצעות נוגדן
הערה: פרוטוקולים מרובים זמינים עבור אימונוהיסטוכימיה, אופטימיזציה עבור הדגימה ואת הסוג של בדיקה. מספרות לקולנוע שניתן יהיה כנדרש, על ידי ריכוזים שונים של נוגדנים, סוכנים permeabilizing ושעות הדגירה. להלן כללי התנהגות מוביל לתוצאות טובות לגילוי מגוון גדול של נוגדנים והדמיה מאת הגששים פלורסנט.
אנו להשיג חלקים קורטיקליים שעברו שיטוח של קליפת המגע במגוון של המוח, לעבד אותם להסטולוגיה אוקסידאז ציטוכרום להמחיש את המודולים somatotopic המייצגים את חלקי הגוף השונים. גישה השוואתית זו מאפשרת לימוד כוחות האבולוציוני הזה cortex צורה, למשל, מראה מאוד שנשמרת ייצוג mystacial vibrissae ...
מודולריות ב קליפת התגלתה תוך שימוש במגוון טכניקות. המודולים המוקדם של קורטיקלית מחקרים בדרך כלל מזוהה גם דמיין תא אזורים צפופים או היעדרות של סיבים1. שיטות עוקבות נעזרו הנוכחות של חבילות דנדריטים24, afferents אזור מסוים25, או העשרה של נוירוטרנסמיטורים
המחברים מצהירים כי המחקר בוצע בהיעדר יחסים מסחריים או פיננסי שיכול להחשב בתור ניגוד אינטרסים פוטנציאליים.
עבודה זו נתמך על ידי Humboldt Universität זו ברלין, המרכז ברנשטיין לברלין Neuroscience חישובית, המרכז הגרמנית עבור מחלות ניווניות (DZNE), הגרמני הפדרלי במשרד החינוך, המחקר (BMBF, Förderkennzeichen 01GQ1001A), NeuroCure, של גוטפריד וילהלם לייבניץ פרס DFG. אנו מודים Shimpei אישיאמה לעיצוב גרפי מצוין, ניגן Diederichs לסיוע טכני מעולה.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Cytochrome oxidase staining | |||
Cytochrome c from equine heart | Sigma-Aldrich | C2506 | |
3,3'Diaminobenzidine tetrahydrochloride hydrate | Sigma-Aldrich | D5637 | |
D(+)-Saccharose | Carl Roth | 4621.1 | |
Ammonium nickel(II) sulfate hexahydrate | Sigma-Aldrich | A1827 | |
HEPES | Carl Roth | 9105.4 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Antigen retrieval | |||
Trisodium citrate dihydrate | Sigma-Aldrich | S1804 | |
Citric acid monohydrate | Sigma-Aldrich | C1909 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Phosphate buffer/phosphate-buffered saline/prefix/PFA | |||
Potassium dihydrogen phosphate | Carl Roth | 3904.2 | |
Sodium chloride | Carl Roth | 9265.1 | |
Di-Sodium hydrogen phosphate dihydrate | Carl Roth | 4984.3 | |
Paraformaldehyde | Carl Roth | 0335.3 | |
TRITON-X 100 | Carl Roth | 3051.3 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Immunohistochemistry | |||
Calbindin D-28k puriefied from chicken gut, Mouse monoclonal | Swant | RRID: AB_10000347 | |
Calbindin D-28k from recombinant rat calbindin D-28k, Rabbit polyclonal | Swant | RRID: AB_10000340 | |
Albumin Fraction V, biotin free | Carl Roth | 0163.4 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Mounting or freezing media | |||
Fluoromount (immunofluorescence) | Sigma-Aldrich | F4680 | |
Eukitt (histochemistry) | Sigma-Aldrich | 03989 | |
Tissue freezing medium | Leica Biosystems | NC0696746 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Alcohol dehydration | |||
Ethanol 100% | Carl Roth | 9065.3 | |
Ethanol 96% | Carl Roth | P075.3 | |
2-Propanol | Carl Roth | 6752.4 | |
Xylene substitute | Fluka | 78475 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Devices/tools | |||
Microm HM 650V | Thermo Scientific | ||
Jung RM2035 | Leica Biosystems | ||
Dumont #55 Forceps - Inox | Fine Science Tools | 11255-20 | |
Dumont #5 Forceps - Inox Biology Tip | Fine Science Tools | 11252-30 | |
Dumont #5SF Forceps - Inox Super Fine Tip | Fine Science Tools | 11252-00 | |
Bone Shears - 24 cm | Fine Science Tools | 16150-24 | |
Friedman Rongeur | Fine Science Tools | 16000-14 | |
Blunt Scissors | Fine Science Tools | 14000-18 | |
Surgical Scissors - Large Loops | Fine Science Tools | 14101-14 | |
Surgical Scissors - Sharp-Blunt | Fine Science Tools | 14001-13 | |
Fine Iris Scissors | Fine Science Tools | 14094-11 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionExplore More Articles
This article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved