NIH R01 DK55619, NIH R21 CA139063

1.. Hayvanlar <ol><li> Tüm prosedürler New Jersey Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Tıp Üniversitesi&#39;nde Komitesi ve Diş Hekimliği tarafından onaylanmıştır. </li><li> Ev grup erkek C57BL / 6, 12 saat aydınlık/12 saat karanlık programına fareler ve su ve gıda ad libitum erişim sağlar. 4-5 aylıkken kurban. Farelerin Ötenazi anestezi cerrahi düzlemi ve ötenazi ikinci bir formu (örneğin, diyafram üzerinden göğüs boşluğuna nüfuz kesi) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Bu Ötenazi üzerine AVMA Yönergeleri ile tutarlıdır. </li></ol> 2. Perfüzyon Çözüm, Lameller, Cam Pipetler ve Medya hazırlanması <ol><li> 2.5 mM KCl, 7 mM MgCl2, 1.25 mM NaH 2 PO 4, 28 mM NaHCO 3, 0.5 mM CaCl2 içeren 1 L perfüzyon çözeltisi oluşturunuz, 7 mM glikoz, 1 mM askorbat, ve damıtılmış dH 2 O. 3 mM piruvat Için ~ 30 ozmolaritesini ayarlayınYaklaşık 80 g / L sukroz kullanılarak 0 mOsm. % 95 O 2/5% CO2 kabarcıkları ve pH&#39;ı 7.4 &#39;e ayarlayın ile Oxygenate. Her deney perfüzyon çözeltisi yaklaşık 200 ml gerektirecektir. Bu süspansiyonun tam bölenleri kadar, 2 ay boyunca -20 ° C&#39;de saklanabilir. </li><li> Glukoz, 2.5 mM glükoz ve 100 U / ml penisilin streptomisin olmaksızın Neurobasal ortamı içeren 250 ml Neurobasal stokları olun. Sukroz ile 280 mOsm Neurobasal stokunun ozmolaritesini ayarlayın. 500 ml glükoz, 2.5 mM glükoz ve 100 U / ml penisilin streptomisin olmaksızın hazırda-A ortamı içeren stok hazırda bekleme olun. </li><li> Stericup vakum filtre birimleri kullanarak iyi hisse senetleri ve filtre sterilize hem karıştırın. Cam veya karıştırma çubukları ile glikoz veya diğer kirleticileri tanıtmak için dikkatli olun. Işıktan korumak ve ortam kadar, 2 ay boyunca 4 ° C de saklamak için folyo ile şişe sarın. </li><li> Ipuçları no lo böylece 4 otoklavlanmalıdır cam pipetler (9) ve ipuçlarını alevnger keskin ve açıklık çapları olan büyük (~ 0.9 mm), orta-büyük (~ 0.7 mm), orta (~ 0.5 mm) ve küçük (~ 0.3 mm). En büyük zorlukla perdahlanmalı ve en küçük çapının yaklaşık üçte biri olmalıdır. </li><li> Hasat nöronlar,% 70 etanol kullanılarak ve bir Bunsen brülör alevi üzerinden geçen temiz, dört adet 25 mm cam kapak slipleri bir gün önce. Steril 35 mm kültür çanağı her bir lamel ve 2 ml dH 2 O&#39;da steril% 1 poli-D-lisin eklemek Gece boyunca bir kuluçka makinesine (37 ° C) &#39;de yemekler koyun. Ertesi gün, steril dH 2 O 3x ile yıkayın ve lamelleri tamamen kuru izin verir. </li><li> 1 M laktik asit ve Glutamax 200 ul hacimde 75 ul alikotları; -20 ° C&#39;de saklayın Tam homojenliği sağlamak için kullanımdan önce laktik asit ve Glutamax hacimde eritin. </li><li> Hasat nöronların gününde, insülin olmadan 1 mM laktik asit, 0.5 mM Glutamax,% 2 ve B27 içeren hazırda-A stoklar oluşan taze kültür ortamı içinde 30 ml yapmak. Vortex ve 1 N NaOH ile pH 7.4 &#39;e ayarlayın. </li><li> Buz üzerinde 60 mm bir cam Petri kabındaki kültür ortamı 10 ml koyun, buz üzerinde bir 15 ml konik bir tüp içinde 2 ml koymak ve oda sıcaklığında kalan ortamı tutun. </li><li> Hasat nöronların günde, 1 mM laktik asit, 0.5 mM GlutaMAX ve insülin olmadan% 2 B27 içeren Neurobasal stoklar oluşan yeni büyüme ortamı içinde 25 ml yapmak. Vorteks ve 1 N NaOH ile pH 7.4 &#39;e ayarlayın. Taze büyüme ortamı, en az 30 dakika süreyle bir inkübatör (37 ° C,% 5 CO2) dengelenmeye bırakın. </li></ol> 3. Kardiyak perfüzyon <ol><li> Tam% 95 O 2/5, en az 15 dakika boyunca buz üzerinde% CO2 ile birlikte 200 ml perfüzyon çözeltisi ve oksijenatı eritin. </li><li> Aseton,% 70 etanol ve dH 2 O. ile vibratome bıçak yıkayın Vibratome bıçak yerleştirin. </li><li> DH 2 O. ile vibratome soğutma odası ve perfüzyon tüp durulayın Soğutma odası doldurun (4 ° C) Perfüzyon çözeltisi ve oksijen devam etmektedir. </li><li> Sodyum pentobarbital 50 mg olan bir fare anestezi / ml steril su ile 1:1 oranında seyreltildi, intraperitoneal olarak enjekte. Doğrulayın fare tam kuyruk kısma ve hiçbir yanıt gözlemleyerek anestezi. </li><li> Sadece diseksiyon önce perfüzyon rezervuar ve boru içine soğuk perfüzyon solüsyonu dökün. Beyin diseksiyon için 20-30 ml kaydedin ve buz üzerinde oksijen devam ediyor. Tüp yoluyla yüksek 60 ml şırınga gravite akışı ve bir 20 G iğne yeterli akışı sağlar. Hava kabarcıkları dışarı yıkanır kadar çözüm çalıştırmasına izin ver. Oksijen devam ediyor. </li><li> Fare göğüs kafesi üzerinde cilt geri kesti. Göğüs kafesi kaldırın ve dikkatlice diyafram üzerinden yatay bir kesim yapmak. Kalp maruz kollarına doğru göğüs kafesi yukarı doğru iki yan keser. Göğüs kafesi geri tutmak için forseps kullanın. </li><li> Kan vaskülopatili yıkanabilir için bir çıkış noktası sağlamak için sağ atrium küçük 2 mm kesim olunlar sistemi. </li><li> Yeterli iğne açıklığı eklemek için, perfüzyon iğne ile sol ventrikül delin. Tek elle iğneyi yerinde tutun ve diğer el ile perfüzyon çözeltisi akışını başlatmak. Perfüzyon solüsyonu 10-15 ml sonra, kan yıkanmalıdır ve atık temizlemek olacaktır. </li></ol> 4. Beyin Dilimleme ve Diseksiyon <ol><li> Kardiyak perfüzyon sonrasında, transfer kullanımdan hemen önce buz üzerinde bir Petri kabı soğuk perfüzyon çözeltisi oksijenli. </li><li> Çabuk, başını kesmek kafatası beyin kaldırmak ve perfüzyon çözeltisi içine beyin yerleştirin. Beyin kaldırmak için: ileri cilt çekme, göz çukurları doğru kafatasında bir orta hat kesim yapmak, her gözün doğru 2 yan keser, geri kafatasının her tarafını çekme göz çukurları arasında koronal kesim yapmak, ve forseps kullanın yavaşça perfüzyon çözeltisi içine beyin dışarı çıkarmasını için bir spatula kullanın. Gerekirse optik yolları kesmek için makas kullanın. Hipotalamuslarmdan dokunmak yokc alanı ve bu medyan eminens ve altta yatan hipotalamik doku üzerinde çok fazla baskı koyar çünkü optik yolları çekmeyin. </li><li> Doku (Bregma -3.52 mm) batık ise yanal hipotalamus beyin dokusunun yaklaşık 3 mm posterior ve anterior kesmek için jilet ve iğne kullanın. Beyin vibratome aynanın düz oturup böylece ön cephesi kesme seviyesi için özellikle önemlidir. </li><li> Çözeltisinden kalan beyin dokusu çıkarmak ve monte beyin bölümünden çözüm fitil filtre kağıdı kullanın. </li><li> Bir vibratome üzerinde ayna süper yapıştırıcı bir DAB yerleştirin ve beyin boyutuna tutkalı yaymak. Ön tarafı aşağı bakacak ve hipotalamus bıçak bakacak tutkal üstüne beyin dokusu koydu. Fitil uzak fazla tutkal ve vibratome soğutma odasına aynasını yerleştirin. Bu çözüm içine beyin çevresinde kabarcık kadar yerleştirilir zaman kadar tutkal bırakmamaya dikkatli kullanın. </li><li> Vibratom ileE yavaş hızda (düzey 2) ve yüksek genlik (level 9) ayarlanabilir, hipotalamik alan ulaşana kadar 300-500 mikron dilim olun. Şimdi anterior posterior kesim ince 100 mikron dilim olun. Aşağıdaki gibi görsel işaretler vardır. Üçüncü ventrikül (-2.70 -2.30 mm Bregma) çok küçük olacaktır hipotalamus Posterior. Bregma -2.30 mm anda, üçüncü ventrikül koronal dilim dorsal ve ventral bölümlere ayrılır. </li><li> Üçüncü ventrikül sigortanın bölümleri, (-2.18 -1.22 mm Bregma) VMH doğru bölgeyi içerecek iki 500 mikron dilim yaptıktan sonra. Anterior VMH için, üçüncü karıncık artık 8 (-1,06 -0,82 için bregma) beynin ventral yere kadar uzanır. </li><li> Buz ihtiva eden kültür ortamı üzerinde Petri kabına bu dilimleri aktarın. Şekil 1 &#39;de gösterildiği gibi VMH (VMN + ARC) ayır. Yavaşça buz üzerinde kültür ortamı içinde 2 ml VMH parçaları aktarmak için bir pipet kullanın. </li></ol> 5. Ayrışma ve Kültür <ol><li> Buz VMH çıkarın ve oda sıcaklığında yerleştirin. Kültür ortamının 4 ml 20 U / ml papain ekleyin. 34 ° C su banyosunda karıştırmak ve yer için ters. Sindirim medyası artık bulutlu kadar her dakika kontrol ve tersine çevirerek karıştırın. Steril şişe içine (0.22 um) ile filtre sindirim ortama doku aktarın. </li><li> 30 dakika boyunca 34 ° C&#39;de 100 rpm&#39;de çalkalanarak doku Digest. </li><li> Sindirim sırasında 8% sığır serum albümini (BSA) ihtiva eden ortam içinde 1 ml hazırlayın. Konik tüp içine kültür ortamı ve filtrenin 1 ml (0.22 um) 80 mg BSA çözülür. </li><li> Konik bir tüp içinde kültür ortamı içinde, 5 ml aktarılması ve yavaş yavaş bir kez ters çevrilerek doku yıkayın. </li><li> Kültür ortamı, 6 ml, 30 ul enzim DNase ilave edin ve toz haline getirme ortam yapmak için karıştırın. Yıkama ortamı aspire ve toz haline getirme ortam 3 ml ekleyin. </li><li> L sırayla çiğnemek için cam pipetler kullanarakargest küçüğüne. Yavaşça 10x çiğnemek ve sonra yerleşmek için büyük parçalar için 4 dakika bekleyin. Yeni bir konik tüp ayrışık hücre süspansiyonu ihtiva eden 2 ml En iyi aktarmak için ikinci bir pipet kullanın. , Tritürasyon medyanın 2 ml ekleyin 10x çiğnemek ve 3 dakika bekleyin. Hücre süspansiyonuna 2 ml En iyi aktarmak için üçüncü pipet kullanın. Tritürasyon medya, çiğnemek 5x 1 ml ekleyin ve 2 dakika bekleyin. Hücre süspansiyonuna 2ml iyi aktarmak için dördüncü pipet kullanın. </li><li> Karıştırmak için dikkatli olmak,% 8 BSA üstüne ayrışmış hücre süspansiyonu Katman. 5 dakika 1.000 rpm&#39;de santrifüj. </li><li> Her bir lamel merkezinde silindir klonlama otoklav 6 mm x 8 mm yerleştirin. Lameller tamamen kuru olmalıdır. Aspire ve 440 ul sıcak büyüme ortamı pelletini. 20 dakika boyunca inkübatör nöronal süspansiyon ve yer ile silindirler klonlama doldurun. </li><li> Klonlama silindirleri kaldırmak ve çok nazikçe enkaz silsin. Her yemeğin wi doldurunbüyüme ortamı, 2 ml th. Herhangi bir tahlilleri gerçekleştirilir önce hücreler, en az 1 saat boyunca geri izin verin. </li></ol> 6. MPD Görüntüleme için hazırlık <ol><li> 121 mM NaCI, 4.7 mM KCI, 2 mM CaCI2, 0.1 mM MgCI2, 1.2 mM MgSO 4, 0.97 mM K 2 HPO 4, 0.23 mM KH 2 PO 4, 5 mM NaHCO 3 ve 25 mM kapsayan kayıt çözüm olun hepes. PH&#39;ı 7.4 &#39;e ayarlayın. </li><li> Istenilen düşük glukoz test solüsyonu (0.1-2.0 mM glikoz) yapmak için glikoz eklenmektedir. İyice karıştırın ve 400 ml düşük glukoz kayıt çözümü saklıdır. 2.5 mM glükoz çözeltisi kayıt yapmak ve iyice karıştırmak için geri kalan 600 ml glikoz eklenmektedir. </li><li> Mümkün olduğunca ışıktan boya koruyun. Mavi MPD şişeye oda sıcaklığında 4 ml tampon ekleyin. İyice karıştırın ve ml kayıt çözümü başına 5 ul boya ekleyin. Çözeltilerin arasında pipet ile karıştırılarak homojen bir çözelti tutun. Floresan boya m içermektedirdepolarizasyon ile hücreleri girin ve moleküllerin söndürücü, hangi hücre zarı geçemez olecules. Alikotlar -20 ° C&#39;de saklanır ve 4 gün içinde kullanılabilmektedir. Donma-çözülme etmeyin kereden fazla. </li><li> 30 dakika boyunca 34 ° C &#39;de 2.5 mM glukoz kayıt çözeltisi artı boyanın 2 ml hücreleri inkübe edin. Kuru bir ısıtma bloğu kullanılabilir. Işıktan koruyun. </li><li> 2.5 mM ve 0.1 mM kayıt çözümleri artı boya ile şırınga pompaları ve perfüzyon sistemi hazırlayın. 60 ml şırınga Boru bir manifolda bağlı olmalıdır. </li><li> Manifoldunda anahtarlama çözümleri önce 10 sn şırınga basınç birikmesini önlemek için ~ herhangi bir pompa durdurulduktan sonra, bekle. Basınç değişiklikleri görüntülerin deney ve bozulma sırasında mikroskop odak değişikliklere neden olan, nöron içeren kapalı bölmeye akışkan teslim değiştirebilir. </li><li> Manifold çıkış boru, bir hat-içi ısıtıcı ve bir kapalı bölmeye bağlanır sonra polietilen boru, bağlı olmalıdır.<html> Kabarcıklar temizlenmiş olmalıdır ve perfüzyon hızı 0.5 ml / dk &#39;olarak ayarlanmalıdır. Işıktan koruyun. </li><li> Lamel hava kabarcıkları tanıtmak için kuru ve değil izin vermemek için dikkatli olmak, kapalı odasına yapışık nöronlar ile 25 mm lamel aktarın. Kayma alt parça oluklarından hizalanır, kayıt çözeltisinin bir kaç damla tarafına yerleştirilir, ve üst parça nazikçe yerinde tutmak için lamel yerleştirilmiştir. </li><li> Kayıt solüsyonu ile bölmeyi doldurmak ve daha sonra üstünde bir 18 mm lamel yerleştirmek için bir damlalığı kullanarak. Nazikçe yerinde tutmak için küçük bir lamel haznesine beyaz bir halka uygun. Kapalı odasına girmiş olmaktan hava kabarcıklarını engellemek için çok yavaş ve hafifçe bastırın. </li><li> 2.5 mM glükoz kayıt çözeltisi aşağı beyaz halkası üzerinde pres için şırınga pompası başlatın ve kapalı bölmeye bağlanır. Yavaş yavaş beyaz halkadan basıncı bırakın ve bir çöp konteynerine giden boruya bağlayın. </li></ol>e &quot;&gt; 7. MPD Görüntüleme <ol><li> Düşük parlak bir alan ışık kullanılarak nöronlar Merkezlenmesi. Hücreleri ışığa maruz edilmektedir süreyi en aza indirmek için deneyin. </li><li> Perfüzyon sistem sıcaklığı, odak stabilizasyonu için izin vermek için 10 dakika boyunca çalışması ve denge boya izin verin. </li><li> Emişli ederken, MetaMorph programı açmak ve nöronların parlak bir alan görüntüsü (10X) alır. Floresan görüntülerin 3 yığınlarını (150 msn&#39;den, Dar Cy3 filtresi, 10X) almak ve 5 mikron içinde odak belirlemek için Otomatik Odaklama işlevini kullanın. 10 dk hazırlama süresinin sonunda, bir kez daha odağı kontrol. </li><li> 40 dakika boyunca floresan görüntüleri her 30 sn kayıt başlar. 10 dakika süre ile 2.5 mM glukoz ile bir taban çizgisi oluşturulması, daha sonra 15 dakika boyunca glikoz azaltmak ve son olarak 15 dakika boyunca 2.5 mM glikoz geri dönün. Çözümler, bir şırınga pompası durdurma 10 sn bekliyor, manifoldu üzerinde bir port dönüm, ve başka bir şırınga pompası başlayarak değiştirilir. Değişiklikler öncesinde istenilen zaman puan ba gerçekleşmesi gerektiğinimanifoldu ve hücreler arasındaki gecikme üzerine sed. </li><li> Tüm floresan görüntüleri kaydettikten sonra, nöronların parlak bir alan görüntü almak. </li></ol> 8. MPD Görüntü Analizi <ol><li> Deneyin sonunda alınan parlak saha görüntüdeki her hücrede yaklaşık oval bölgeleri oluşturmak için MetaMorph kullanın. Bölgeler her bir nöron biraz daha büyük olması ve hücrenin karanlık kenarının dışında 1 piksel yapılabilir. , Sağlıksız örtüşen veya enkaz yakın hücreleri seçmeyin. Sağlıksız hücreler genellikle koyu görünür. Son olarak, arka plan ölçümleri için hiçbir hücreleri veya enkaz olan yerlerde 5 büyük oval bölgeler oluşturmak. </li><li> Tüm floresan görüntüleri bölgeleri aktarın ve hiçbir hareket / vardiya oluştu doğrulamak için inceleyin. Excel dosyasındaki tüm görüntüler için her bölgenin floresan yoğunluğu kaydetmek için Tedbir işlevini kullanın. Metamorph Dergilerin kullanılması tavsiye edilir. </li><li> Excel&#39;de, her fluoresc için 5 plan bölgelerin ortalama oluşturmakKBB görüntü. Bu, her bir zaman noktasında ortalama arka zemin değerini temsil eder. Her resim / zaman noktası için, tüm bölge ölçümlerden arka plan çıkarmak. Arka plan çıkarılır bundan sonra flüoresan yoğunluğu Yoğunluk olarak adlandırılacaktır. </li><li> Her bir hücre için, kayıt 2-8 dakika boyunca ortalama yoğunluk hesaplanır. Bu, 2.5 mM glikoz hücrenin Temeli temsil eder. Her tedavi her iki ucuna bir 2 dakika tampon gürültüyü en aza indirmek için kullanılır. </li><li> Her bir hücre için, başlangıçtan itibaren yüzde değişimi hesaplamak: (Yoğunluk-Baseline) / Baseline </li><li> Zamana karşı başlangıca göre yüzde değişikliği ile bir çizgi grafiği oluşturur. </li><li> Dakika 18-23 esnasında başlangıca ortalama değişim yüzde hesaplayın. Dakika 35-40 esnasında başlangıca ortalama değişim yüzde hesaplayın. Görüntü işleme kullanılmaz birlikte, gürültü her bir hücre bölge içinde yoğunluğunun ortalama alma, arka plan çıkarma, ve 5 dakika boyunca o bölge yoğunluk değerleri ortalaması yoluyla indirgenirr artık. </li><li> 2.5 mM glükoz kayıt solüsyonu 2.5 mM glukoz kayıt çözeltisi ile değiş tokuş edildiği Kontrol deneyleri gürültü eşiğini belirlemek için gerçekleştirilmelidir. En az 6 yemekler ve 3 farelerde dakika 18-23 esnasında başlangıca ortalama değişim yüzde hesaplayın. Bu değerlerin ortalama ve standart sapma belirleyin. </li><li> Ortalama artı 2 standart sapma olumlu depolarizasyon yanıt eşik ayarlayın. Ortalama + 2 standart sapma, p &lt;0.05 olan bir farka karşılık gelir. Bizim kontrol deneyleri, uygun eşik değer olarak başlangıca% 10 değişim gösterdi. </li><li> Her bir hücre için, 2 kriterlere dayalı olarak tersinir depolarizasyon yanıtını değerlendirmek. İlk olarak, 18-23 dakika boyunca taban hattından ortalama yüzde değişiklik,% 10&#39;dan daha fazla, daha önceki adımda belirlenen eşik olmalıdır. İkinci olarak, 35-40 dakika boyunca taban hattından ortalama yüzde değişiklik daha az olan ortalama yüzde değişikliği yarısından olmalıdır18-23 dakika boyunca bazal. Bu glutamat veya KCl ile uyarılması daha sıkı olduğu saptandı beri ikinci kriter seçildi. Azalmış glikoz verdikleri yanıtlara geri dönüşümlü olmasa bile sağlıksız nöronlar genellikle glutamat veya KCl ile uyarılmaya cevap. </li><li> Her yemeğin, depolarize nöronların% hesaplamak. Bu değer, farklı tedavi grupları arasında GI nöronların% ölçmek için kullanılır. </li></ol>

<ol>
	<li>Routh, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose-sensing+neurons:+are+they+physiologically+relevant?.">Glucose-sensing neurons: are they physiologically relevant?.</a> Physiol. Behav. 76, 403-413 (2002).</li><li>Canabal, D. D., Potian, J. G., Duran, R. G., McArdle, J. J., Routh, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperglycemia+impairs+glucose+and+insulin+regulation+of+nitric+oxide+production+in+glucose-inhibited+neurons+in+the+ventromedial+hypothalamus.">Hyperglycemia impairs glucose and insulin regulation of nitric oxide production in glucose-inhibited neurons in the ventromedial hypothalamus.</a> Am. J. Physiol. 293, 592-600 (2007).</li><li>Canabal, D. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucose,+insulin,+and+leptin+signaling+pathways+modulate+nitric+oxide+synthesis+in+glucose-inhibited+neurons+in+the+ventromedial+hypothalamus.">Glucose, insulin, and leptin signaling pathways modulate nitric oxide synthesis in glucose-inhibited neurons in the ventromedial hypothalamus.</a> American journal of physiology. Reg. Integr. Comp. Physiol. 292, 1418-1428 (2007).</li><li>Murphy, B. A., Fakira, K. A., Song, Z., Beuve, A., Routh, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=AMP-activated+protein+kinase+and+nitric+oxide+regulate+the+glucose+sensitivity+of+ventromedial+hypothalamic+glucose-inhibited+neurons.">AMP-activated protein kinase and nitric oxide regulate the glucose sensitivity of ventromedial hypothalamic glucose-inhibited neurons.</a> Am. J. Physiol. Cell Physiol. 297, C750-C758 (2009).</li><li>Murphy, B. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fasting+enhances+the+response+of+arcuate+neuropeptide+Y-glucose-inhibited+neurons+to+decreased+extracellular+glucose.">Fasting enhances the response of arcuate neuropeptide Y-glucose-inhibited neurons to decreased extracellular glucose.</a> Am. J. Physiol. Cell Physiol. 296, C746-C756 (2009).</li><li>Kang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glucokinase+is+a+critical+regulator+of+ventromedial+hypothalamic+neuronal+glucosensing.">Glucokinase is a critical regulator of ventromedial hypothalamic neuronal glucosensing.</a> Diabetes. 55, 412-420 (2006).</li><li>Kang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Prior+hypoglycemia+enhances+glucose+responsiveness+in+some+ventromedial+hypothalamic+glucosensing+neurons.">Prior hypoglycemia enhances glucose responsiveness in some ventromedial hypothalamic glucosensing neurons.</a> Reg. Integr. Comp. Physiol. 294, R784-R792 (2008).</li><li>Paxinos, G., Franklin, K. B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. , (2004).</li><li>Paxinos, G., Watson, 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> The Rat Brain in Stereotaxic Coordinates. , (1998).</li><li>Song, Z., Levin, B. E., McArdle, J. J., Bakhos, N., Routh, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convergence+of+pre-+and+postsynaptic+influences+on+glucosensing+neurons+in+the+ventromedial+hypothalamic+nucleus.">Convergence of pre- and postsynaptic influences on glucosensing neurons in the ventromedial hypothalamic nucleus.</a> Diabetes. 50, 2673-2681 (2001).</li><li>Song, Z., Routh, V. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+effects+of+glucose+and+lactate+on+glucosensing+neurons+in+the+ventromedial+hypothalamic+nucleus.">Differential effects of glucose and lactate on glucosensing neurons in the ventromedial hypothalamic nucleus.</a> Diabetes. 54, 15-22 (2005).</li></ol>

Biz ifşa hiçbir şey yok.

Yetişkin farelerden alınan nöronların aktivitesini incelemek mümkün olmanın anahtarı sağlıklı nöronlar ayırmak için yeteneğidir. Yetişkin farelerden hipotalamus nöronları ayrışması, çocuk farelerden nöronların kıyasla protokolde çeşitli önemli adımlardan daha zordur. Biz, bir dizi yolla, bu sorunun üstesinden gelmiştir. 500 um kalınlığında Beyin dilimleri yapmak küçük farelerden alınan beyin dokusu için kullanılan olağan 250-350 um dilimleri ile karşılaştırıldığında nör...

Beyin nöroendokrin ve otonom sinir sistemleri ile enerji homeostazisini düzenler. Ventromedial hypothalamus (VMH), ventromedial çekirdeği (VMN) ve kavisli çekirdek (ARC) oluşan, enerji homeostazının düzenlenmesinde merkezi için önemlidir. İhtisas glikoz algılama nöronlar, VMH içinde, nöron aktivitesi ve periferik glukoz homeostazını 1. bağlantı. Glikoz heyecanlı (GE) glikoz (GI) nöronlar dışı glikoz arttıkça onların aktivitesini azaltmak inhibe ederken nöronlar artırmak; nöronların algılama glikoz iki türü vardır. VMH glukoz algılama nöronlar genellikle elektrofizyoloji veya kalsiyum / zar potansiyeli duyarlı boya görüntüleme kullanılarak incelenmiştir. Elektrofizyolojik yama kenetleme tekniği ex vivo nöronal aktivitenin çalışmaya altın standart olarak kabul edilir. Bu teknikte, bir cam mikropipet elektrot yüksek direnç üzerinden hücre membranına bağlı olduğu(GΩ) mühür. Yama kelepçe elektrotlar aksiyon potansiyeli frekansı (akım kelepçe) veya iyon iletkenlik (gerilim kelepçe) gerçek zamanlı kayıt, tek bir nöronun içinde değişir sağlar. Yama kenetleme tekniği spesifik bir iyon kanal iletkenliklerini değişiklikler ile ilgili ayrıntılı bilgi sağlar birlikte, önemli bir dezavantajı, sadece bir nöron, bir süre gözlendi olmasıdır. Hatta, belirli bir deneysel tedavi başlamadan önce bir glikoz algılama nöron o bir kayıt olduğunu doğrulamak için kayıt yaklaşık 30-45 dakika sürer. Ayrıca, GI ve GE nöronlar &lt;toplam VMH nöronal nüfusun% 20&#39;sini oluşturmaktadır. Bu sorunu Bileşik bu nöronlar için tanımlayıcı bir hücre işaretleyici birçok durumda eksikliği vardır. Böylece, çok açıktır ki, diğer teknikler, yama kelepçe analiz zahmetli değil ki değerli elektrikli bilgiler, zaman alıcı ve düşük verim sağlayan rağmen. Ayrışmış VMH nöronların floresan görüntülemenin hu çalışma sağlareş zamanlı olarak nöronların ndreds. Kalsiyum duyarlı boyalar dolaylı olarak nöronal aktivitenin değişikliklere ilişkili hücre içi kalsiyum değişiklikleri ölçmek için kullanılabilir. Membran potansiyeli duyarlı boyalar zar potansiyel değişiklikleri izlemek için kullanılır. Hücre membran potansiyelinin ölçülmesi, hücre içi kalsiyum seviyelerinde değişiklik ile karşılaştırıldığında nöronal aktivitenin daha doğrudan bir endeksidir. Ayrıca, membran potansiyeli boya (MPD) görüntüleme potansiyel aksiyon potansiyeli ateşleme değişmiş değildir ve hücre içi kalsiyum düzeyleri değişiklik olmayabilir membran potansiyeli küçük değişiklikleri algılar. Bu flüoresan görüntüleme teknikleri Hem genç farelerde 2-7 dan VMH glikoz algılama nöronlar incelemek için kullanılmıştır. Sonuçlar yama klempi elektrofizyoloji ile elde edilenden daha az ayrıntılı olarak olsa da, görüntüleme deneylerin kuvveti, aynı anda, kaçınılmaz olarak glikoz algılama nöronların önemli bir sayısını içerir hücrelerin geniş bir popülasyonu değerlendirmek olmasıdır. MPD görüntüleme idaha düzgün olarak VMH boyunca lokalize GI nöronlar çalışmak için özellikle kullanışlıdır, böylece ayrışmış VMH (~ 15% GI) olarak çalışmak üzere yeterli bir popülasyonu sağlanır. GE nöronlar yoğun ventrolateral-VMN ve ARC ve VMN arasında hücre zayıf bölgede lokalize ise aksine, bunlar VMH içinde nöronların önemli sayıda (&lt;% 1 GE) temsil etmemektedir. Ayrıca, izole nöronların inceleyerek, Astrositik ve presinaptik etkileri ortadan kalkar. Fizyolojik bağlantılar ve işlemler kaybolur beri bu ilk sipariş nöron etkilerini inceleyerek bir avantaj, hem de dezavantaj olabilir. Yama kelepçe elektrofizyoloji ve MPD / kalsiyum boya görüntülemede hem de sınırlayıcı faktör, daha küçük hayvanların (örneğin,. Fareler veya sıçanlar &lt;yaşı 8 hafta) kullanmak için ihtiyaç vardır. Bunun nedeni, yaşla birlikte ortaya çıkar azalma nöronal canlılığı ile bir arada artan bağ dokusu için ağırlıklı olarak. Beyin dilim elektrofizyoloji saplamaler, artan bağlayıcı doku daha zor nöronlar görselleştirmek için yapar. Artan bağ dokusu da zor görüntüleme çalışmaları için sağlıklı nöron çok sayıda ayırmak için yapar. Ayrıca, genç hayvanların nöronlar yama kelepçe kayıt veya görüntüleme sırasında da uzun süre hayatta. Ancak genç farelerin kullanımı, önemli bir sınırlama olabilir. Nöronal etkinliği ve / veya nörotransmiterler ya da dolaşım besin tepkiler yaş ile değiştirin. Enerji dengesi yakından üreme durumuna bağlı olduğundan Örneğin, enerji dengesini düzenleyen hipotalamik nöronlar postpubescent hayvanların öncesi vs farklı yanıt verebilir. Ayrıca, birçok hastalıkların uzun süreli tedavi gerektiren ya da yetişkinliğe kadar tezahür yok. Bu tür hastalıkların Başbakanı örnekleri beslenme obezite ve Tip 2 Diabetes Mellitus vardır. Glikoz algılama nöronlar, bu hastalıklarda bir rol oynadığına inanılmaktadır beri başarıyla MPD görüntüleme exp kullanılmak için sağlıklı yetişkin VMH nöronların kültür için bir yöntem geliştirdieriments.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="947">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Neurobasal-A Medium (Custom)</td>
			<td style="width:115px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:180px;">0050128DJ</td>
			<td style="width:427px;">custom made glucose free</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Hibernate-A Medium (Custom)</td>
			<td style="width:115px;">BrainBits</td>
			<td style="width:180px;"></td>
			<td>custom made glucose free</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:225px;">Penicillin streptomycin (20,000 U/ml)</td>
			<td style="width:115px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:180px;">15140</td>
			<td>other vendors acceptable</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:225px;">Stericup vacuum filter units (0.22 &#956;m)</td>
			<td style="width:115px;">Millipore</td>
			<td style="width:180px;"></td>
			<td>other vendors acceptable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">25 mm Glass coverslips</td>
			<td style="width:115px;">Warner</td>
			<td style="width:180px;">#1 25mm round</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">18 mm Glass coverslips</td>
			<td style="width:115px;">Warner</td>
			<td style="width:180px;">#1 18mm round</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">GlutaMAX</td>
			<td style="width:115px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:180px;">35050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">B27 minus insulin (50x)</td>
			<td style="width:115px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:180px;">0050129SA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Razor blade</td>
			<td style="width:115px;">VWR</td>
			<td style="width:180px;">55411</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:225px;">Vibratome &#38; cooling chamber</td>
			<td style="width:115px;">Vibratome</td>
			<td style="width:180px;">Series 1000 Sectioning system</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Vibratome blades</td>
			<td style="width:115px;">Polysciences</td>
			<td style="width:180px;">22370</td>
			<td>injector or double edge blades from other vendors acceptable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Papain, suspension</td>
			<td style="width:115px;">Worthington</td>
			<td style="width:180px;">LS003124</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">BSA, suitable for cell culture</td>
			<td style="width:115px;">Sigma</td>
			<td style="width:180px;"></td>
			<td>other vendor acceptable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">DNAse, for cell culture</td>
			<td style="width:115px;">Invitrogen</td>
			<td style="width:180px;"></td>
			<td>other vendor acceptable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">cloning cylinders, 6 mm x 8 mm</td>
			<td style="width:115px;">Bellco Glass</td>
			<td style="width:180px;">2090-00608</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:225px;">Membrane Potential Dye (blue)</td>
			<td style="width:115px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:180px;">R8042</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">In-line heater</td>
			<td style="width:115px;">Warner</td>
			<td style="width:180px;">SF-28</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Syringe pumps</td>
			<td style="width:115px;">WPI</td>
			<td style="width:180px;">sp100i</td>
			<td>other vendor acceptable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Closed chamber</td>
			<td style="width:115px;">Warner</td>
			<td style="width:180px;">RC-43C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Polyethylene tubing</td>
			<td style="width:115px;">Warner</td>
			<td style="width:180px;">PE-90</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:225px;">Metamorph</td>
			<td style="width:115px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:180px;"></td>
			<td>alternate image analysis software acceptable</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Microscope</td>
			<td style="width:115px;">Olympus</td>
			<td style="width:180px;">BX61 WI</td>
			<td>
			used with 10X&#160;objective
			</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Camera</td>
			<td style="width:115px;">Photometrics</td>
			<td style="width:180px;">Cool Snap HQ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:225px;">Narrow Cy3 Filter Set</td>
			<td style="width:115px;">Chroma</td>
			<td style="width:180px;">41007a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:225px;">Illumination System</td>
			<td style="width:115px;">Sutter Instruments</td>
			<td style="width:180px;">Lambda DG-4</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

membrane potential dye imaging of ventromedial hypothalamus neurons from adult mice to study glucose sensing

Nöronal aktivite çalışmaları nedeniyle sık sık artan bağ dokusu ile ilgili teknik zorluklar kemirgenler yaş en az 2 ay nöronları kullanılarak gerçekleştirildi ve yaş ile oluşan nöronal canlılığı azalmıştır. Burada, yetişkin yaşlı farelerin sağlıklı hipotalamik nöronların ayrışma için bir metodoloji tarif eder. Yetişkin-yaşlı farelerin nöronların çalışma yeteneği daha geç bir yaşta tezahür ve bazı çalışmalar için daha fazla gelişimsel doğru olabilir hastalık modellerinin kullanımına izin verir. Tek bir nöron çalışma elektrofizyoloji kullanarak karşıt olarak ayrışmış nöron Floresan Görüntüleme, nöronların nüfusu aktivitesini incelemek için kullanılabilir. Istenen nöronal tipi, hipotalamik glikoz algılama nöronlar için nadir olan bir heterojen popülasyonu nöronal okuyan bu özellikle yararlıdır. Biz cha onların yanıtları incelemek için yetişkin ventromedial hipotalamik nöronların membran potansiyeli boya görüntüleme kullanılmaktadırhücre dışı glükoz nges. Glikoz algılama nöronlar enerji dengesi düzenlenmesinde merkezi bir rol oynadığına inanılmaktadır. Yetişkin kemirgenler glikoz algılamayı çalışma yeteneği işlevsiz enerji dengesi (örn.. Obezite) yaşla birlikte artış ile ilişkili hastalıkların baskın beri özellikle yararlıdır.

Hipotalamik uzak diğer alanlardan VMH kesin diseksiyon tutarlı sonuçlar elde etmek için önemlidir. Diğer alanların dahil hesaplanan depolarize nöronların% değişen VMH nöron popülasyonu seyreltik olabilir. Ayrıca, glikoz algılama nöronlar gibi VMH glikoz algılama nöronlardan işlevsel ve mekanistik farklılıklar olabilir yan hipotalamus, hipotalamik ve diğer bölgelerde belirlenmiştir. 1 Uygun diseksiyon için doğru anatomik konumlarını göstermektedir Şekil. Yuk...

Watch this Scientific Journal Video about Membrane Potential Dye Imaging of Ventromedial Hypothalamus Neurons From Adult Mice to Study Glucose Sensing at JoVE.com

Membrane Potential Dye Imaging of Ventromedial Hypothalamus Neurons From Adult Mice to Study Glucose Sensing

Yetişkin-yaşlı farelerin tek nöronların aktivitesi belirli beyin bölgelerinde nöronları dissociating ve floresan membran potansiyeli boya görüntüleme kullanılarak incelenebilir. Glikoz değişikliklere test yanıtlar olarak, bu teknik, yetişkin ventromedial hipotalamus nöronları glikoz duyarlılığını belirlemek için kullanılabilir.

Membran Yetişkin farelerin ventromedial Hipotalamus Nöronlar Potansiyel Boya Görüntüleme Glikoz Algılama Çalışması için

Studies of neuronal activity are often performed using neurons from rodents less than 2 months of age due to the technical difficulties associated with ...

membrane-potential-dye-imaging-ventromedial-hypothalamus-neurons-from

Research

JoVE Journal

Neuroscience

13.6K Görüntüleme.  Rutgers New Jersey Medical School.  Yetişkin-yaşlı farelerin tek nöronların aktivitesi belirli beyin bölgelerinde nöronları dissociating ve floresan membran potansiyeli boya görüntüleme kullanılarak incelenebilir. Glikoz değişikliklere test yanıtlar olarak, bu teknik, yetişkin ventromedial hipotalamus nöronları glikoz duyarlılığını belirlemek için kullanılabilir. 

Video: Membrane Potential Dye Imaging of Ventromedial Hypothalamus Neurons From Adult Mice to Study Glucose Sensing

Laser Capture Microdissection of Drosophila Peripheral Neurons

The dendritic arborization (da) neurons of the Drosophila peripheral nervous system (PNS) provide an excellent model system in which to investigate the molecular mechanisms underlying class-specific dendrite morphogenesis1,2. To facilitate molecular analyses of class-specific da neuron development, it is vital to obtain these cells in a pure population. Although a range of different cell, and tissue-specific RNA isolation techniques exist for Drosophila cells, including magnetic bead based cell purification3,4, Fluorescent Activated Cell Sorting (FACS)5-8, and RNA binding protein based strategies9, none of these methods can be readily utilized for isolating single or multiple class-specific Drosophila da neurons with a high degree of spatial precision. Laser Capture Microdissection (LCM) has emerged as an extremely powerful tool that can be used to isolate specific cell types from tissue sections with a high degree of spatial resolution and accuracy. RNA obtained from isolated cells can then be used for analyses including qRT-PCR and microarray expression profiling within a given cell type10-16. To date, LCM has not been widely applied in the analysis of Drosophila tissues and cells17,18, including da neurons at the third instar larval stage of development. 
Here we present our optimized protocol for isolation of Drosophila da neurons using the infrared (IR) class of LCM. This method allows for the capture of single, class-specific or multiple da neurons with high specificity and spatial resolution. Age-matched third instar larvae expressing a UAS-mCD8::GFP19 transgene under the control of either the class IV da neuron specific ppk-GAL420 driver or the pan-da neuron specific 21-7-GAL421 driver were used for these experiments. RNA obtained from the isolated da neurons is of very high quality and can be directly used for downstream applications, including qRT-PCR or microarray analyses. Furthermore, this LCM protocol can be readily adapted to capture other Drosophila cell types a various stages of development dependent upon the cell type specific, GAL4-driven expression pattern of GFP.

Laser Capture Microdissection of Drosophila Peripheral Neurons

In this video-article we present a method for isolating single or multiple Drosophila da neurons from third instar larvae using the infrared capture (IR) class of Laser Capture Microdissection (LCM). RNA obtained from the isolated neurons can be readily used for downstream applications including qRT-PCR or microarray analyses.

Lazer Yakalama Mikrodisseksiyon Drosophila Periferik Nöronlar

The dendritic arborization (da) neurons of the Drosophila peripheral nervous system (PNS) provide an excellent model system in which to investigate the ...

Nörobilim

Determination of Mitochondrial Membrane Potential and Reactive Oxygen Species in Live Rat Cortical Neurons

Mitochondrial membrane potential (&Delta;&Psi;m) is critical for maintaining the physiological function of the respiratory chain to generate ATP. A significant loss of &Delta;&Psi;m renders cells depleted of energy with subsequent death. Reactive oxygen species (ROS) are important signaling molecules, but their accumulation in pathological conditions leads to oxidative stress. The two major sources of ROS in cells are environmental toxins and the process of oxidative phosphorylation. Mitochondrial dysfunction and oxidative stress have been implicated in the pathophysiology of many diseases; therefore, the ability to determine &Delta;&Psi;m and ROS can provide important clues about the physiological status of the cell and the function of the mitochondria. 
Several fluorescent probes (Rhodamine 123, TMRM, TMRE, JC-1) can be used to determine &Delta;&psi;m in a variety of cell types, and many fluorescence indicators (Dihydroethidium, Dihydrorhodamine 123, H2DCF-DA) can be used to determine ROS. Nearly all of the available fluorescence probes used to assess &Delta;&Psi;m or ROS are single-wavelength indicators, which increase or decrease their fluorescence intensity proportional to a stimulus that increases or decreases the levels of &Delta;&Psi;m or ROS. Thus, it is imperative to measure the fluorescence intensity of these probes at the baseline level and after the application of a specific stimulus. This allows one to determine the percentage of change in fluorescence intensity between the baseline level and a stimulus. This change in fluorescence intensity reflects the change in relative levels of &Delta;&Psi;m or ROS. In this video, we demonstrate how to apply the fluorescence indicator, TMRM, in rat cortical neurons to determine the percentage change in TMRM fluorescence intensity between the baseline level and after applying FCCP, a mitochondrial uncoupler. The lower levels of TMRM fluorescence resulting from FCCP treatment reflect the depolarization of mitochondrial membrane potential. We also show how to apply the fluorescence probe H2DCF-DA to assess the level of ROS in cortical neurons, first at baseline and then after application of H2O2. This protocol (with minor modifications) can be also used to determine changes in &#x2206;&#x03A8;m and ROS in different cell types and in neurons isolated from other brain regions.

We demonstrate application of the fluorescence indicator, TMRM, in cortical neurons to determine the relative changes in TMRM fluorescence intensity before and after application of a specific stimulus. We also show application of the fluorescence probe H2DCF-DA to assess the relative level of reactive oxygen species in cortical neurons.

Mitokondrial Membran Potansiyeli ve Reaktif Oksijen Türleri Canlı Rat Kortikal nöronlar Belirlenmesi

Mitochondrial membrane potential (&Delta;&Psi;m) is critical for maintaining the physiological function of the respiratory chain to generate ATP.  A ...

Vibrodissociation of Neurons from Rodent Brain Slices to Study Synaptic Transmission and Image Presynaptic Terminals

Mechanical dissociation of neurons from the central nervous system has the advantage that presynaptic boutons remain attached to the isolated neuron of interest. This allows for examination of synaptic transmission under conditions where the extracellular and postsynaptic intracellular environments can be well controlled. A vibration-based technique without the use of proteases, known as vibrodissociation, is the most popular technique for mechanical isolation. A micropipette, with the tip fire-polished to the shape of a small ball, is placed into a brain slice made from a P1-P21 rodent. The micropipette is vibrated parallel to the slice surface and lowered through the slice thickness resulting in the liberation of isolated neurons. The isolated neurons are ready for study within a few minutes of vibrodissociation. This technique has advantages over the use of primary neuronal cultures, brain slices and enzymatically isolated neurons including: rapid production of viable, relatively mature neurons suitable for electrophysiological and imaging studies; superior control of the extracellular environment free from the influence of neighboring cells; suitability for well-controlled pharmacological experiments using rapid drug application and total cell superfusion; and improved space-clamp in whole-cell recordings relative to neurons in slice or cell culture preparations. This preparation can be used to examine synaptic physiology, pharmacology, modulation and plasticity. Real-time imaging of both pre- and postsynaptic elements in the living cells and boutons is also possible using vibrodissociated neurons. Characterization of the molecular constituents of pre- and postsynaptic elements can also be achieved with immunological and imaging-based approaches.

This report demonstrates a technique for mechanical isolation of individual viable neurons retaining attached presynaptic boutons. Vibrodissociated neurons have the advantages of rapid production, excellent pharmacological control and improved space-clamp without influence from neighboring cells. This method can be used for imaging of synaptic elements and patch-clamp recording.

Kemirgen Beyin Dilimleri Nöronlar Vibrodissociation Sinaptik İletim ve Görüntü Presinaptik Terminalleri Eğitim

Mechanical dissociation of neurons from the central nervous system has the advantage that presynaptic boutons remain attached to the isolated neuron of ...

Quantitative Analysis of Synaptic Vesicle Pool Replenishment in Cultured Cerebellar Granule Neurons using FM Dyes

After neurotransmitter release in central nerve terminals, SVs are rapidly retrieved by endocytosis. Retrieved SVs are then refilled with neurotransmitter and rejoin the recycling pool, defined as SVs that are available for exocytosis1,2. The recycling pool can generally be subdivided into two distinct pools - the readily releasable pool (RRP) and the reserve pool (RP). As their names imply, the RRP consists of SVs that are immediately available for fusion while RP SVs are released only during intense stimulation1,2. It is important to have a reliable assay that reports the differential replenishment of these SV pools in order to understand 1) how SVs traffic after different modes of endocytosis (such as clathrin-dependent endocytosis and activity-dependent bulk endocytosis) and 2) the mechanisms controlling the mobilisation of both the RRP and RP in response to different stimuli.
FM dyes are routinely employed to quantitatively report SV turnover in central nerve terminals3-8. They have a hydrophobic hydrocarbon tail that allows reversible partitioning in the lipid bilayer, and a hydrophilic head group that blocks passage across membranes. The dyes have little fluorescence in aqueous solution, but their quantum yield increases dramatically when partitioned in membrane9. Thus FM dyes are ideal fluorescent probes for tracking actively recycling SVs. The standard protocol for use of FM dye is as follows. First they are applied to neurons and are taken up during endocytosis (Figure 1). After non-internalised dye is washed away from the plasma membrane, recycled SVs redistribute within the recycling pool. These SVs are then depleted using unloading stimuli (Figure 1). Since FM dye labelling of SVs is quantal10, the resulting fluorescence drop is proportional to the amount of vesicles released. Thus, the recycling and fusion of SVs generated from the previous round of endocytosis can be reliably quantified.
Here, we present a protocol that has been modified to obtain two additional elements of information. Firstly, sequential unloading stimuli are used to differentially unload the RRP and the RP, to allow quantification of the replenishment of specific SV pools. Secondly, each nerve terminal undergoes the protocol twice. Thus, the response of the same nerve terminal at S1 can be compared against the presence of a test substance at phase S2 (Figure 2), providing an internal control. This is important, since the extent of SV recycling across different nerve terminals is highly variable11.
Any adherent primary neuronal cultures may be used for this protocol, however the plating density, solutions and stimulation conditions are optimised for cerebellar granule neurons (CGNs)12,13.

A live fluorescence imaging technique to quantify the replenishment and mobilisation of specific synaptic vesicle (SV) pools in central nerve terminals is described. Two rounds of SV recycling are monitored in the same nerve terminals providing an internal control.

FM Boyalar Kültür Serebellar Granül Nöronlar Synaptic veziküllü Havuzu Yenileme Kantitatif Analiz

After neurotransmitter release in central nerve terminals, SVs are rapidly retrieved by endocytosis.  Retrieved SVs are then refilled with ...

Isolation and Culture of Hippocampal Neurons from Prenatal Mice

Primary cultures of rat and murine hippocampal neurons are widely used to reveal cellular mechanisms in neurobiology. By isolating and growing individual neurons, researchers are able to analyze properties related to cellular trafficking, cellular structure and individual protein localization using a variety of biochemical techniques. Results from such experiments are critical for testing theories addressing the neural basis of memory and learning. However, unambiguous results from these forms of experiments are predicated on the ability to grow neuronal cultures with minimum contamination by other brain cell types. In this protocol, we use specific media designed for neuron growth and careful dissection of embryonic hippocampal tissue to optimize growth of healthy neurons while minimizing contaminating cell types (i.e. astrocytes). Embryonic mouse hippocampal tissue can be more difficult to isolate than similar rodent tissue due to the size of the sample for dissection. We show detailed dissection techniques of hippocampus from embryonic day 19 (E19) mouse pups. Once hippocampal tissue is isolated, gentle dissociation of neuronal cells is achieved with a dilute concentration of trypsin and mechanical disruption designed to separate cells from connective tissue while providing minimum damage to individual cells. A detailed description of how to prepare pipettes to be used in the disruption is included. Optimal plating densities are provided for immuno-fluorescence protocols to maximize successful cell culture. The protocol provides a fast (approximately 2 hr) and efficient technique for the culture of neuronal cells from mouse hippocampal tissue.

We provide a protocol for the culture of highly purified hippocampal neurons from prenatal mouse brains without the use of a feeder glial cell layer.

Prenatal Fareler gelen Hipokampal Nöronlar izolasyonu ve Kültürü

Primary cultures of rat and murine hippocampal neurons are widely used to reveal cellular mechanisms in neurobiology. By isolating and growing individual ...

Genetic Study of Axon Regeneration with Cultured Adult Dorsal Root Ganglion Neurons

It is well known that mature neurons in the central nervous system (CNS) cannot regenerate their axons after injuries due to diminished intrinsic ability to support axon growth and a hostile environment in the mature CNS1,2. In contrast, mature neurons in the peripheral nervous system (PNS) regenerate readily after injuries3. Adult dorsal root ganglion (DRG) neurons are well known to regenerate robustly after peripheral nerve injuries. Each DRG neuron grows one axon from the cell soma, which branches into two axonal branches: a peripheral branch innervating peripheral targets and a central branch extending into the spinal cord. Injury of the DRG peripheral axons results in substantial axon regeneration, whereas central axons in the spinal cord regenerate poorly after the injury. However, if the peripheral axonal injury occurs prior to the spinal cord injury (a process called the conditioning lesion), regeneration of central axons is greatly improved4. Moreover, the central axons of DRG neurons share the same hostile environment as descending corticospinal axons in the spinal cord. Together, it is hypothesized that the molecular mechanisms controlling axon regeneration of adult DRG neurons can be harnessed to enhance CNS axon regeneration. As a result, adult DRG neurons are now widely used as a model system to study regenerative axon growth5-7.
Here we describe a method of adult DRG neuron culture that can be used for genetic study of axon regeneration in vitro. In this model adult DRG neurons are genetically manipulated via electroporation-mediated gene transfection6,8. By transfecting neurons with DNA plasmid or si/shRNA, this approach enables both gain- and loss-of-function experiments to investigate the role of any gene-of-interest in axon growth from adult DRG neurons. When neurons are transfected with si/shRNA, the targeted endogenous protein is usually depleted after 3-4 days in culture, during which time robust axon growth has already occurred, making the loss-of-function studies less effective. To solve this problem, the method described here includes a re-suspension and re-plating step after transfection, which allows axons to re-grow from neurons in the absence of the targeted protein. Finally, we provide an example of using this in vitro model to study the role of an axon regeneration-associated gene, c-Jun, in mediating axon growth from adult DRG neurons9.

An in vitro model for genetic study of axon regeneration using cultured adult mouse dorsal root ganglion neurons is described. The method includes a re-suspension/re-plating step to allow axon re-growth from neurons undergoing genetic manipulation. This approach is especially useful for loss-of-function studies of axon regeneration using RNAi-based protein knockdown.

Kültür Yetişkin Dorsal Root Ganglion Nöronlar ile Axon Rejenerasyon Genetik Çalışma

It is well known that mature neurons in the central nervous system (CNS) cannot regenerate their axons after injuries due to diminished intrinsic ability ...

Voltage-sensitive Dye Recording from Axons, Dendrites and Dendritic Spines of Individual Neurons in Brain Slices

Understanding the biophysical properties and functional organization of single neurons and how they process information is fundamental for understanding how the brain works. The primary function of any nerve cell is to process electrical signals, usually from multiple sources. Electrical properties of neuronal processes are extraordinarily complex, dynamic, and, in the general case, impossible to predict in the absence of detailed measurements. To obtain such a measurement one would, ideally, like to be able to monitor, at multiple sites, subthreshold events as they travel from the sites of origin on neuronal processes and summate at particular locations to influence action potential initiation. This goal has not been achieved in any neuron due to technical limitations of measurements that employ electrodes. To overcome this drawback, it is highly desirable to complement the patch-electrode approach with imaging techniques that permit extensive parallel recordings from all parts of a neuron. Here, we describe such a technique - optical recording of membrane potential transients with organic voltage-sensitive dyes (Vm-imaging) - characterized by sub-millisecond and sub-micrometer resolution. Our method is based on pioneering work on voltage-sensitive molecular probes 2. Many aspects of the initial technology have been continuously improved over several decades 3, 5, 11. Additionally, previous work documented two essential characteristics of Vm-imaging. Firstly, fluorescence signals are linearly proportional to membrane potential over the entire physiological range (-100 mV to +100 mV; 10, 14, 16). Secondly, loading neurons with the voltage-sensitive dye used here (JPW 3028) does not have detectable pharmacological effects. The recorded broadening of the spike during dye loading is completely reversible 4, 7. Additionally, experimental evidence shows that it is possible to obtain a significant number (up to hundreds) of recordings prior to any detectable phototoxic effects 4, 6, 12, 13. At present, we take advantage of the superb brightness and stability of a laser light source at near-optimal wavelength to maximize the sensitivity of the Vm-imaging technique. The current sensitivity permits multiple site optical recordings of Vm transients from all parts of a neuron, including axons and axon collaterals, terminal dendritic branches, and individual dendritic spines. The acquired information on signal interactions can be analyzed quantitatively as well as directly visualized in the form of a movie.

An imaging technique for monitoring of membrane potential changes with sub-micrometer spatial and sub-millisecond temporal resolution is described. The technique, based on laser excitation of voltage-sensitive dyes, allows measurements of signals in axons and axon collaterals, terminal dendritic branches, and individual dendritic spines.

Aksonlar, Dendrit ve Beyin Dilimleri Bireysel Nöron Dendritik Spine kaynaklanan voltaj duyarlı Boya Kaydı

Understanding the biophysical properties and functional organization of single neurons and how they process information is fundamental for understanding ...

Imaging pHluorin-tagged Receptor Insertion to the Plasma Membrane in Primary Cultured Mouse Neurons

A better understanding of the mechanisms governing receptor trafficking between the plasma membrane (PM) and intracellular compartments requires an experimental approach with excellent spatial and temporal resolutions. Moreover, such an approach must also have the ability to distinguish receptors localized on the PM from those in intracellular compartments. Most importantly, detecting receptors in a single vesicle requires outstanding detection sensitivity, since each vesicle carries only a small number of receptors. Standard approaches for examining receptor trafficking include surface biotinylation followed by biochemical detection, which lacks both the necessary spatial and temporal resolutions; and fluorescence microscopy examination of immunolabeled surface receptors, which requires chemical fixation of cells and therefore lacks sufficient temporal resolution1-6 . To overcome these limitations, we and others have developed and employed a new strategy that enables visualization of the dynamic insertion of receptors into the PM with excellent spatial and temporal resolutions 7-17 . The approach includes tagging of a pH-sensitive GFP, the superecliptic pHluorin 18, to the N-terminal extracellular domain of the receptors. Superecliptic pHluorin has the unique property of being fluorescent at neutral pH and non-fluorescent at acidic pH (pH &lt; 6.0). Therefore, the tagged receptors are non-fluorescent when within the acidic lumen of intracellular trafficking vesicles or endosomal compartments, and they become readily visualized only when exposed to the extracellular neutral pH environment, on the outer surface of the PM. Our strategy consequently allows us to distinguish PM surface receptors from those within intracellular trafficking vesicles. To attain sufficient spatial and temporal resolutions, as well as the sensitivity required to study dynamic trafficking of receptors, we employed total internal reflection fluorescent microscopy (TIRFM), which enabled us to achieve the optimal spatial resolution of optical imaging (~170 nm), the temporal resolution of video-rate microscopy (30 frames/sec), and the sensitivity to detect fluorescence of a single GFP molecule. By imaging pHluorin-tagged receptors under TIRFM, we were able to directly visualize individual receptor insertion events into the PM in cultured neurons. This imaging approach can potentially be applied to any membrane protein with an extracellular domain that could be labeled with superecliptic pHluorin, and will allow dissection of the key detailed mechanisms governing insertion of different membrane proteins (receptors, ion channels, transporters, etc.) to the PM.

By tagging the extracellular domains of membrane receptors with superecliptic pHluorin, and by imaging these fusion receptors in cultured mouse neurons, we can directly visualize individual vesicular insertion events of the receptors to the plasma membrane. This technique will be instrumental in elucidating the molecular mechanisms governing receptor insertion to the plasma membrane.

Görüntüleme İlköğretim Kültürlü Fare Nöronlar içinde Plazma Membran Reseptör Yerleştirme pHluorin etiketli

A better understanding of the mechanisms governing receptor trafficking between the plasma membrane (PM) and intracellular compartments requires an ...

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Regulated endocytic trafficking is the central mechanism facilitating a variety of neuromodulatory events, by dynamically controlling receptor, ion channel, and transporter cell surface presentation on a minutes time scale.&#160;There is a broad diversity of mechanisms that control endocytic trafficking of individual proteins. Studies investigating the molecular underpinnings of trafficking have primarily relied upon surface biotinylation to quantitatively measure changes in membrane protein surface expression in response to exogenous stimuli and gene manipulation.&#160;However, this approach has been mainly limited to cultured cells, which may not faithfully reflect the physiologically relevant mechanisms at play in adult neurons.&#160;Moreover, cultured cell approaches may underestimate region-specific differences in trafficking mechanisms.&#160;Here, we describe an approach that extends cell surface biotinylation to the acute brain slice preparation.&#160;We demonstrate that this method provides a high-fidelity approach to measure rapid changes in membrane protein surface levels in adult neurons.&#160;This approach is likely to have broad utility in the field of neuronal endocytic trafficking.

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Neuronal membrane trafficking dynamically controls plasma membrane protein availability and significantly impacts neurotransmission.&#160;To date, it has been challenging to measure neuronal endocytic trafficking in adult neurons.&#160;Here, we describe a highly effective, quantitative method to measure rapid changes in surface protein expression ex vivo in acute brain slices.

Beyin Dilim Biyotinilasyonu: An<em&gt; Ex Vivo</emYetişkin Nöronlar Bölge özgü Plazma Membran Protein Ticaretiyle Tedbir&gt; Yaklaşım

Regulated endocytic trafficking is the central mechanism facilitating a variety of neuromodulatory events, by dynamically controlling receptor, ion ...

Imaging Intracellular Ca2+ Signals in Striatal Astrocytes from Adult Mice Using Genetically-encoded Calcium Indicators

Astrocytes display spontaneous intracellular Ca2+ concentration fluctuations ([Ca2+]i) and in several settings respond to neuronal excitation with enhanced [Ca2+]i signals. It has been proposed that astrocytes in turn regulate neurons and blood vessels through calcium-dependent mechanisms, such as the release of signaling molecules. However, [Ca2+]i imaging in entire astrocytes has only recently become feasible with genetically encoded calcium indicators (GECIs) such as the GCaMP series. The use of GECIs in astrocytes now provides opportunities to study astrocyte [Ca2+]i signals in detail within model microcircuits such as the striatum, which is the largest nucleus of the basal ganglia. In the present report, detailed surgical methods to express GECIs in astrocytes in vivo, and confocal imaging approaches to record [Ca2+]i signals in striatal astrocytes in situ, are described. We highlight precautions, necessary controls and tests to determine if GECI expression is selective for astrocytes and to evaluate signs of overt astrocyte reactivity. We also describe brain slice and imaging conditions in detail that permit reliable [Ca2+]i imaging in striatal astrocytes in situ. The use of these approaches revealed the entire territories of single striatal astrocytes and spontaneous [Ca2+]i signals within their somata, branches and branchlets. The further use and expansion of these approaches in the striatum will allow for the detailed study of astrocyte [Ca2+]i signals in the striatal microcircuitry.

Imaging Intracellular Ca2+ Signals in Striatal Astrocytes from Adult Mice Using Genetically-encoded Calcium Indicators

The properties and functions of astrocyte intracellular Ca2+ signals in the striatum remain incompletely explored. We describe methods to express genetically encoded calcium indicators in striatal astrocytes using adeno-associated viruses of serotype 2/5 (AAV2/5), as well as procedures to reliably image Ca2+ signals within striatal astrocytes in situ.

Görüntüleme hücre içi Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Genetik olarak kodlanmış Kalsiyum Göstergelerini Kullanma Yetişkin fareler ile Striatal Astrositler Sinyalleri