We are grateful for the support of the NREF foundation.

NOT: Etik Açıklama: Bu yazıda ele tüm işlemler (Laboratuvar Hayvanları Bakım ve Kullanım Kılavuzu için) Hayvan Araştırma NIH kurallarına uygun ve Harvard Tıp Fakültesi IACUC Komitesi tarafından onaylanmıştır. 1. Ön cerrahi hazırlanması <ol><li> Tüm cerrahi aletler ya otoklav ile veya gerektiğinde antiseptik solüsyon ve / veya etanol ile temizlik sterilize emin olun. Mümkünse, bu tür neşter, iğne ve şırıngalar gibi steril tek kullanımlık ekipman kullanın. </li><li> Cerrahi örtüler ile tezgah Kapak ve mevcut bir biyolojik tehlikeli atık bertaraf var olduğundan emin olun. </li><li> Sıçan tartılır ve anestezi dozu hesaplamak. Fareler uyutmak için Ketamin / Ksilazin karışımı (Ketamin 75 mg / kg ve Xylazine 10 mg / kg) kullanın. Not: 200-250 gr stereotaktik çerçeve içinde hayvanın uygun sabitleme için hem de ATN tam bir hedeflemenin yapılması için en uygun ağırlık arasında. Isoflurane da anestezi maddesi olarak kullanılabilir. </li><li> Dağı ve güvenli iki steril elektrotlar elektrot tutucu üzerine (otoklav veya etilen oksit ile sterilize) stereotaktik cerrahi çerçeve ve bir mikroskop (10-40X büyütme) yardımı ile (Şekil 2), düzgün için elektrodun ipuçları incelemek hizalama. İki elektrotlar arayla 3,0 mm sabitleyin. NOT: sert yüzeylere dokunarak elektrot ucu zarar vermemek için özen gösterin. </li></ol> 2. DBS Cerrahisi <ol><li> Ketamin / Xylazine hayvana intraperitoneal karıştırın ve hayvan (ayak-tutam refleks, solunum hızı ve derinliği ve solunum düzenliliği kontrol ederek) anestezi cerrahi uçağı ulaştığını teyit enjekte. Çizi edilecek kafa derisi bölgesinden saç çıkarın ve her Betadin ve alkol ya da steril serum fizyolojik ya 3 alternatif scrubs ile kafa derisi dezenfekte edin. Güvenli ve stereotaktik Fram üzerinde hayvan yerleştirinör. </li><li> Optimal düzeyde hayvanın vücut ısısını korumak için dolaşan sıcak su yastıkları kullanın. Aşırı kurumasını korumak için hayvanın gözlerine göz yağlayıcı. </li><li> Anterioposterior -1.6 mm, mediyolateral 1,5 mm ve 5,2 mm 1 dorsoventral aşağıdaki stereotaktik ATN (anterior talamik çekirdek) hedefleme için koordinat kullanın. NOT: stereotaktik koordinatlar Paxinos ve Watson (6 th edition) sıçan beyin atlas 36 dayanmaktadır. </li><li> Kafa derisi bir kesi sagittally kafatasını ortaya olun. Retraktörler bir çift kazıma derisi güvenceye kullanma kafatası ortaya çıkarmak. Kesi temizlemek için steril tuzlu su kullanın. Kesi çok ıslak ise, kurumaya steril pamuklu bezlerden kullanın. Bregma bulun ve siyah marker ile işaretleyin. Coron sagital sütür ve 1,6 mm posterior mediolaterally her iki tarafta yaklaşık 1.5 mm iki işaretleri yapmak, çapak delik konumunu rehberlik etmekal sütür. </li><li> Çapak delik yapmak için bir el matkabı kullanın. Çapak delik ucu etanol ile sterilize steril olduğundan emin olun. Delerken kafatası yüzeyine 45 ° yaklaşık bir açıyla matkap tutun. Sıkça herhangi bir çapak delik yerde aşırı ısı önlemek için iki çapak delik arasındaki geçiş. </li><li> Dura maruz kadar sondaj devam edin. Ucu bükülmüş bir &#39;L&#39; şeklini andıran bir iğne kullanarak, elektrot ekleme engel olur kemik herhangi bir kırık parçalarını çıkartın. Bükülmüş bir iğne kullanılarak kemik parçaları çıkarırken yatan dura ve / veya beyin dokusu zarar vermemek için özen gösterin. NOT: Bir körleşmiş iğne veya ince künt forseps kullanarak da bir seçenektir. </li><li> Stereotaktik çerçeve dönen sapa çift elektrot düzeneğini Fix ve 90 ° açıyla kolu sabitleyin. Stereotaktik çerçeve ayarlamaları kullanarak, tam bregmadan yukarıda sol elektrot yerleştirin. </li><li> Stereo kullanmataktik ayarlamalar mediyolateral konumlandırma için, tam şimdi mükemmel koronal sütür boyunca hizalanmış iki elektrot vardır ama bregmadan mediolaterally 1,5 mm aralıklı şekilde bregmadan sol tarafına sol elektroda 1.5 mm hareket. </li><li> Anterioposterior stereotaktik ayarlamalar kullanarak, koronal sütür elektrotlar 1,6 mm posterior taşıyın. </li><li> Çapak çapak delik delik kaba kenarları dokunmadan, elektrotlar kolaylıkla eklenebilir böyle doğru yerde yapılmış ise ilk onay için elektrotlar düşürmek için dorsoventral ayarlamaları kullanın. Bu durumda, kafatasının yüzeyine 5.2 mm derinliğe kadar elektrotlar yerleştirin. </li><li> 130 Hz ayarlanmış bir uyarıcısı, 2.5 V ve 90 mikro saniye pulsewidth 1 açar aracılığıyla elektrotlar bağlayın. </li><li> Bir saat süre ile yüksek frekans uyarımı teslim (veya deney sisteminde göre istenen bir zaman periyodu için). Stimülasyon sırasında, s sağlamak unutmayındüzenli bir ayak tutam yanıt olarak ayak çekilmesi yokluğu kontrol ederek roper anestezi derinliği. Anestezi ikna etmek için kullanılan yaklaşık yarısı ilk dozu ile anestezi Supplement. Anestezi derinliği kontrol ederken senin steril eldiven kirlenmesini önlemek ve gerekirse bunları değiştirin. Kişinin deneysel ihtiyaçlarına göre tek veya çift taraflı uyarımı gerçekleştirin. Gibi düşük frekanslı stimülasyon gibi kontrolleri (eg., 10 Hz) ve (sonradan stimülasyon ile elektrotlar yerleştirerek) uyarılmamış hayvanlar dahil. </li><li> Stimülasyon yapıldıktan sonra, dikkatlice elektrotlar kaldırmak ve 3-0 dikiş ile veya steril cerrahi zımba ile kesi dikiş. </li><li> Deri altına analjezi olarak buprenorfin (0.05 mg / kg) uygulayınız. Normal aktiviteye dönene kadar hayvan Monitör ve ardından konut tesisine geri. </li><li> Deneysel tasarım dayalı zaman belirli bir süre sonra (örneğin, 0, 3, 6 veya 12 saat sonrası DBS cerrahisi), Anestezi doz aşımı ile hayvan euthanize. Vital bulguların yokluğu onayladıktan sonra, hayvan başını kesmek. </li><li> İlk makas kullanılarak cilt kaldırarak beyin parçalara ayır. Diseksiyon makas kullanarak sagital sütür boyunca kemik kesti. Her iki yan tarafta kemik yoluyla iki kesiler (yaklaşık bir inç her) yapın. Forseps kullanarak, beyin maruz kafatasının üst kemik kısmen kopmuş parça kaldırın. </li><li> Ince makas veya forseps kullanarak, kafatası beyni yerinden ve buz üzerinde soğuk PBS ile bir Petri kabı transfer. NOT: kemiğin içinden kesiler yaparken beyne zarar vermemek için özen gösterin. </li></ol> 3. Hippocampus İzolasyon NOT: buz üzerinde bu bölümdeki tüm sonraki adımları uygulayın. <ol><li> Buz üzerinde önceden soğutulmuş bir akrilik beyin matrisi üzerinde beyin yerleştirin. Bir jilet kullanarak, ön-çoğu ed gelen koronal yaklaşık 7-8 mm beyin kesmekbeyin ge. Ilk kesme ikinci koronal kesme ve posterior yapmak şekilde yaklaşık 5 mm kalınlığında beyin kesiti çıkarılabilir. </li><li> Buz soğukluğunda PBS ile bir petri tabağına beyin dilim aktarın. Jilet kullanarak, iki yarım küre bölümleri sever ve sırasıyla sol ve sağ taraflarına karşılık gelen hemisfer dikkat etmeye özen gösterin. Tek taraflı uyarılmalara yaparken bu özellikle önemlidir. </li><li> Ince forseps ve makas kullanılarak dikkatli bir şekilde hipokampus çıkarın. </li><li> Flaş sonraki RNA ekstraksiyon adımlar için hazır olana kadar -20 ° C derin dondurucuda kuru buz ve mağaza hipokampal doku dondurma. NOT: Uzun süreli depolama için, -80 ° C derin dondurucuda saklamak doku önerilir. </li></ol> 4. RNA Ekstraksiyon ve Kantitatif PCR <ol><li> Doku homojenizasyon için hazır olana kadar kuru buz dondurulmuş kalır emin olun. </li><li> NOT: kaputu bu adımı gerçekleştirin. <ol><li> Hipp Tri reaktif 1 ml ekleyinDoku küçük parçalar halinde kırılır kadar 1,5 ml santrifüj tüpü içinde ocampal doku ve birinci pipetleme birden çok kez de homojen hale getirilir. Ayrıca görünür hiçbir kırılmamış doku kalmayıncaya kadar bir 25 G iğne ile bir şırınga geçerek doku homojenize. Buz üzerinde homojenleştirme adımları uygulayın. </li><li> Doku homojenize edildikten sonra, hücre parçalanmasını sağlamak için hücre süspansiyonu, 5 dakika boyunca oda sıcaklığında bekletin. NOT: Bu noktadan sonra, hücre süspansiyonu dondurulmuş ve daha sonra işlenene kadar -70 ° C&#39;de saklanır hızlı olabilir. </li></ol></li><li> 0.2 mi kloroform eklenir ve 20 saniye boyunca vorteks ile karıştırın ve 15 dakika için oda sıcaklığında çözelti dinlendirin. </li><li> 4 ° C&#39;de 15 dakika boyunca 12,000 x g&#39;de örnekleri santrifüjleyin. Santrifüj işleminden sonra, görünür olacak üç ayrı katmanları bozmadan dikkatlice tüpleri çıkarın. NOT: Alt (kırmızı) faz proteinleri içeren, orta bulutlu faz DNA içerir ve üst berrak faz R içeriyorNA. </li><li> Yeni bir 1.5 ml&#39;lik bir santrifüj tüpüne, berrak fazı (RNA) aktarın (tipik olarak faz ihtiva eden RNA, 500 ul elde edilir). Buna, 0.5 ml izopropanol ilave edildi ve vorteks yoluyla karıştırılır. Buna RNA için taşıyıcı olarak 2-3 ul glikojen (20 mg / ml) ilave edilmektedir. Örnek 10 dakika süreyle oda sıcaklığında masaya dinlenmeye bırakın. </li><li> 4 ° C&#39;de 1 saat süre ile 12,000 x g&#39;de santrifüjleyin. RNA pelet tüpün alt kısmında görünür olduğundan emin olun. </li><li> Süpernatantı atın ve% 75 etanol 1 ml ekleyerek RNA pelet yıkayın (nukleaz ücretsiz su ile yapılan). Topak, tüp altından boşaltır ve çözelti içinde yüzer kadar örneği, birden çok kez ters yüz edin. 4 ° C&#39;de 10 dakika boyunca 12,000 x g&#39;de çözeltisi santrifüjleyin. Not:% 75 etanol içinde topak daha başka aşamalar kadar -20 ° C&#39;de muhafaza edilebilir. </li><li> Oda sıcaklığında 5 dakika boyunca açık tüpler bırakarak kuru hava RNA pelet izin verir. Ove önlemek için önlem alınBu sonraki aşamada su içinde çözülmesini etkileyebilecek olarak Pelet kurutulduktan r. </li></ol> 5. RNA Hazırlık DNA Çıkarma <ol><li> RNA pelet nükleaz ücretsiz su 9 ul ekleyin ve pelet tüp hafifçe karıştırın geçmeden önce çözülür emin olun. Bu 10x Dnaz i Tampon 1 ul, 1 ul (DNase I kit) yeniden birleştirici DNase eklemek için, kısa bir süre için, hafifçe tüpler hafifçe vurarak karıştırın tüpleri spin ve 30 dakika için bir su banyosu içinde 37 ° C&#39;de inkübe edin. </li><li> Örnek (DNase I kit) 2 ul DNaz inaktivasyonu reaktif ilave edin ve 2 dakika boyunca oda sıcaklığında inkübe edilir ve tüp hafifçe iterek genellikle karıştırın. Yeni bir 1.5 ml&#39;lik bir santrifüj tüpüne, 10 dakika ve Üstte yüzen berrak madde içinde yaklaşık 10 ul transfer için 12,000 x g&#39;de santrifüjleyin. </li><li> Bir Nanodrop veya spektrofotometre kullanılarak RNA konsantrasyonu ölçün. </li></ol> 6. RNA&#39;dan cDNA yapmak <ol><li> Gerekli hacim th ekleRNA 1 ug içerir ve nükleaz ücretsiz su ekleyerek 8 ul toplam hacmi getirmek de. Buna 1 ul 10 mM dNTP karışımı Superscrıpt içine First Strand Synthesis Kit rasgele heksamerlerin 1 ul ekle. Yavaşça karıştırın ve ya bir su banyosunda ya da bir önceden-programlanmış bir ısıl üzerinde 5 dakika boyunca 65 ° C sıcaklıkta inkübe edilir. </li><li> 10x RT tampon maddesi, 25 uM MgCl2, 0.1 M DTT ve 2 ul RNaz OUT 1 ul (40 U / ul), 4 ul 2 ul: Aşağıdaki reaktifler içeren bir ön-karışım hazırlanması. NOT: Verilen Birimleri reaksiyon başına, kullanıcı kişinin deneysel ihtiyaçlarına göre büyütmek gerekir. </li><li> 65 ° C ila örneğini içeren RNA çıkardıktan sonra, bir dakika süre ile, oda sıcaklığında tüp ayarlayın. 9 ul ön-karışım çözeltisi ilave edin ve 2 dakika boyunca oda sıcaklığında inkübe edin. Superscript II ters transkriptaz enzimi ve 1 ul (50 U / ul) ilave edilir ve daha sonra 10 dakika oda sıcaklığında inkübe edin. </li><li> 50 için 42 ° C&#39;de inkübe edinen az bir ters transkripsiyon gerçekleşmesi için. </li><li> 15 dakika reaksiyonu sona erdirmek için 70 ° C&#39;de inkübe edin. </li><li> Buz örnekleri kısaca yerleştirin ve 1 ul RNaseH (2 U / ml) ekleyin ve 20 dakika boyunca 37 ° C&#39;de inkübe edin. </li><li> Kısaca yoğuşma sıvı aşağı dönmeye 3.000 xg&#39;de tüpler santrifüj. NOT: Bu kantitatif PCR için kullanılacak cDNA&#39;dır. cDNA kurulumu kadar -20 ° C&#39;de derin dondurucuda saklanabilir. cDNA, PCR ile devam etmeden önce, nükleaz içermeyen su ile seyreltilebilir. </li></ol> 7. Kantitatif PCR <ol><li> Takip eden maddeler içeren bir ana karışım (verilen miktarlar reaksiyon başına olan) İmalat: 2x SYBR Yeşil Mix 6.3 ul ileri primer (10 uM), 0.6 ul ters Primer (10 uM), 0.6 ul Nükleaz serbest su, 0.5 ul . NOT: Primer tasarımı kullanılarak yapıldı ilgi geni için NCBI nükleotid dizisi sayfasında seçeneği &#39;Primer seçin&#39;. </li><li> 96 iyi-PCR plakanın her oyuğuna 10 ul Mastermix ekleyin. Daha önce de MasterMix içeren yapılan cDNA 2.5 ul ekleyin. Her bir numune için üç PCR reaksiyonları kurmak için emin olun. </li><li> Master ve cDNA eklenmesi tamamladıktan sonra, kuyu mühür bir optik yapışkan sayfasını kullanarak PCR plaka kapsamaktadır. Kuyunun dibine tüm sıvı yerleşmek için bir masaüstü santrifüj 500 xg&#39;de 5 dakika boyunca kısaca plaka Spin. </li><li> Önceden programlanmış RT-PCR makine üzerine PCR plakasını yükleyin. Tablo 1&#39;de verilmiştir PCR parametrelerini kullanın. </li><li> Veri analizi: diğer hesaplamalar için qPCR çıkışından Cı t değerleri kullanın. İç kontrol genleri için PCR reaksiyonları ayarlanmış test geni ile birlikte, 18S rRNA ve β-aktin (negatif kontrol) (eşit giriş temin etmek üzere). ΔΔCt yöntemi 37 göre kat değişiklik hesaplayın. </li></ol>

The authors have no disclosures.

Benabid ark dönüm çalışmanın ardından. Parkinson hastalığı ve esansiyel tremor tedavisi için derin beyin stimülasyonu kullanarak, DBS cerrahi teknik, birçok nörolojik bozukluklar 6,10,43 tedavisinde son on yılda çok ilgi ile incelenmiştir. Beyin devrelerinin çeşitli nöro-anatomik bölgeleri hedefleyen DBS çalışmalar halen büyük bir sinirsel hastalıklar ele için birçok gruplar tarafından gerçekleştirilen ve klinik çalışmaların çeşitli aşamalarında içind...

elektriksel beyin devrelerini uyarıcı olasılığı 2 araştırılmıştır zaman nöroşirürji tekniği olarak Derin Beyin Uyarım gelişiminin arkasındaki geçmişi 1870&#39;lerin kadar uzanmaktadır. sinirsel bozuklukların tedavisi gibi kronik yüksek frekanslı stimülasyon kullanılması 1960&#39;lı 3 başlamıştır. Daha sonra kronik implantasyonu DBS elektrotlar 4-6 gelişine 1990&#39;larda, DBS tarafından tedavi edildi sinirsel bozuklukların sayısı artmaya devam etmiştir. Derin Beyin Stimülasyonu ilk esansiyel tremor 6 için bir tedavi olarak Amerika Birleşik Devletleri&#39;nde kullanıldı. Bugün ameliyat halen farmakolojik müdahale ile tedavi edilemez olan nöronal bozuklukların tedavisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. DBS anda, Parkinson hastalığı ve distoni 7-9 hareketi bozuklukları tedavi etmek için kullanılmıştır. Alzheimer tipi demans, Huntington hastalığı, epilepsi, ağrı ve nöropsikiyatrik hastalıklar, depresyon, obsesif kompulsif bozukluk, Tourette sendromu,7 sendromu ve bağımlılık DBS 10-12 ile tedaviye uygun koşullar bazılarıdır. DBS cerrahi FDA Parkinson hastalığı, distoni ve temel titreme tedavisi için onaylanmıştır birlikte, yukarıda sözü edilen diğer durumların tedavisi için DBS kullanılması, hastaların 13,14 çok umut vermektedir laboratuar çeşitli aşamalarında ve klinik çalışmalar bulunmaktadır. Klinik, DBS cerrahi iki aşamada yapılır. Birinci aşama cerrahi radyolojik konumlandırma bir arada kullanarak hedeflenen anatomik konumda DBS elektrotlar konumlandırma içerir, CT, MRI yanı sıra gelişmiş hassasiyet için mikroelektrot okumaları. İkinci aşama, hastanın üst göğüste bir darbe jeneratörü implante içerir ve yükleme uzatma darbe jeneratör derisi açar. Nörolojik durumuna göre, darbe üreteci için birçok programlama düzenleri standardize edilmiş ve istenen gerilim teslim kullanılacaktır. Son volMinimal gerilimi 15 ile en iyi klinik yanıt alacak şekilde tage kademeli bir şekilde ulaşılır. Ancak, bizim çalışmalarda, kronik DBS implantların aksine basitlik uğruna, klinik olarak kullanılan, bizim hayvan modellerinde (1 saat), bir defalık yüksek frekanslı stimülasyon okuyan başvurdular. Bizim grubun araştırma Parça tedaviye dirençli epilepsi için DBS cerrahisi kullanımını araştıran üzerinde duruluyor. Yüksek frekanslı stimülasyon ile Stereotaktik cerrahi yaklaşımlar epilepsi 10,16,17 tüm insidansı yaklaşık% 30&#39;unu oluşturmaktadır medikal-dirençli epilepsi tedavisi için etkili bir seçenek olarak diğerleri tarafından incelenmiştir. Derin serebellar çekirdekler hem de kortikal yüzey hedefleme serebellar uyarım epilepsi 10,18,19 tedavisi için hedef olarak geçmişte kullanılmıştır. Buna ek olarak, hipokampus uyarımı da denedim ama karışık sonuçlar 20,21 ile olmuştur. Diğer Bazı incelenmiştirEpilepsi için DBS hedefleri serebral korteks, talamus, subtalamik nukleus ve vagus siniri 8 bulunmaktadır. Ancak, son birkaç yıl içinde çeşitli çalışmalar aşağıdaki sonuçları, ön talamik nükleus (ATN) epilepsi tedavisi 10,22 için en yaygın DBS hedef olarak ortaya çıkmıştır. Nöroanatomik devresi ve hayvan modellerinde elde edilen bulgular hakkında bilgilere dayanarak, çeşitli çalışmalar epilepsi 23-26 tedavisinde ATN derin beyin stimülasyonu tedavi edici etkisi üzerinde yoğunlaşmıştır. ATN limbik devrenin parçasıdır ve nöbet sıklığı etki beyin bölgesinde yer almaktadır. Tarafından Hamani ark. Çalışmalar, bir pilokarpin kaynaklı epilepsi modelinde ATN-DBS etkinliğini test edilmiş ve ikili ATN stimülasyon pilokarpin kaynaklı nöbetler ve status epileptikus 24 gecikmeleri uzamış bulduk. Ayrıca, ATN yüksek frekanslı stimülasyon ep bir Pentilentetrazol (PTZ) modelinde nöbet sıklığını azaltmak için bulunmuştur25,27-29 ilepsy. Lee ve ark., Geçmeyen kısmi epilepsi 30 iyileştirilmesinde ATN kronik derin beyin uyarımı üzerine yaklaşık% 75 nöbet sıklığında ortalama azalma bildirilmiştir. Tedaviye dirençli epilepsi üzerine yeni bir klinik çalışmada ön talamik nükleus (ATN) 22 hedef DBS ameliyat sonrası umut verici sonuçlar göstermiştir. Tedaviye dirençli epilepsi (SANTE deneme) için ATN ikili DBS uygulanan 110 hasta ile bir çok merkezli randomize klinik çalışma yaklaşık% 40 31 kadar nöbet sıklığında bir düşüş göstermiştir. Bu çalışmanın sonuçları da 2-3 ay sonra ameliyat gözlenen gecikmiş optimum bir anti-epileptik etkisi ima etti. Toda ve arkadaşları tarafından ileri çalışmalar., Onlar hayvan modellerinde 1 bir sonraki zaman sonrası DBS (gün 3-5) oluyor nörogenezi gösterdi nerede bu bulgular ile doğrulanmıştır. Buna ek olarak, Encinas ve diğ., Hipokampal neurogene bildirmiştirATN 32 yüksek frekanslı stimülasyon sonra erişkin fare dentat girus sis. Önceki çalışmalar 33-35 gibi kronik temporal lob epilepsisi ve öğrenme açıkları ile bir dernek, hafıza bozukluğu ve spontan tekrarlayan nöbetler motorlu gibi bazı epileptik durumlarda hipokampal nöron düşüş bildirdi. Ayrıca, bu tür hayvan modelleri 33 kronik epileptik hipokampus FGF2 ve IGF-1 nöral kök hücre progenitör faktörleri bir azalma oldu. Bu göz önüne alındığında, dentat girus nöron bir büyüklüğe göstermek gibi DBS gibi girişimsel stratejileri araştırma için heyecan verici yollar vardır. Bu bulgular epilepsi mekanizması altında yatan nöron sonrası DBS tedaviye daha derinden keşfetmek için bizi teşvik etmiştir. Biz (temsilci sonuçlarında) (veri rapor değil) yanı sıra ikili hem tek taraflı ATN hedefli ve sıçan dentat girus görülen yüksek nörotrofın (BDNF) ifadesi var. Bizim ceçerli hipotezi BDNF ifadesi DBS cerrahi anti-epileptik etkisi çevirir nöron ile sonuçlanacak bir gen ifadesi zincirini başlatır olmasıdır. Bu yazıda, DBS faydalarını altında yatan mekanizma çalışmak için cazip bir yaklaşım olarak gen ifadesi analizi ile takip sıçanlarda ATN hedefleyen DBS ameliyat için bizim yöntemleri sunuyoruz.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1211">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:236px;">Deep Brain Stimulation Surgery</td>
			<td style="width:229px;"></td>
			<td style="width:143px;"></td>
			<td style="width:604px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Reagent/Equipment</td>
			<td>Vendor Name</td>
			<td>Catalog No.&#160;</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Stereotactic frame</td>
			<td>Kopf Instruments</td>
			<td>Model 900</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Drill&#160;</td>
			<td>Dremmel</td>
			<td>7700, 7.2 V</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Scalpel</td>
			<td>BD</td>
			<td>372610</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ketamine</td>
			<td>Patterson Veterinary</td>
			<td>07-803-6637</td>
			<td>Schedule III Controlled Substance, procurement, use and storage according to institutional rules</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Xylazine</td>
			<td>Patterson Veterinary</td>
			<td>07-808-1947</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Buprenorphine</td>
			<td>Patterson Veterinary</td>
			<td>07-850-2280</td>
			<td>Schedule III Controlled Substance, procurement, use and storage according to institutional rules</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Surgical staples</td>
			<td>ConMed Corporation</td>
			<td>8035</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Sutures (3-0)&#160;</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>72-3333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Syringe (1 ml, 29 1/2 G)</td>
			<td>BD</td>
			<td>329464</td>
			<td>Sterile, use for Anesthesia administration intraperitoneally</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Syringe (3 ml, 25 G)</td>
			<td>BD</td>
			<td>309570</td>
			<td>Sterile, use for Analgesia administration subcutaneously</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Needles</td>
			<td>BD</td>
			<td>305761</td>
			<td>Sterile, use for clearing broken bone pieces from the burr holes</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ethanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>S25309B</td>
			<td>Use for general sterilization&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Eye Lubricant</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>19-898-350</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Stimulator</td>
			<td>Medtronic</td>
			<td>Model 3628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">DBS electrodes</td>
			<td>Rhodes Medical Instruments, CA</td>
			<td>SNEX100x-100mm</td>
			<td>Electrodes are platinum, concentric and bipolar</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Betadine (Povidone-Iodine)&#160;</td>
			<td>PDI</td>
			<td>S23125</td>
			<td>Single use swabsticks, use for sterilizing the scalp before making incision&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td colspan="2" height="25" style="height:25px;">&#160;Brain Dissection and Hippocampal tissue isolation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Reagent/Equipment</td>
			<td>Vendor Name</td>
			<td>Catalog No.&#160;</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Acrylic Rodent Brain Matrix</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>175-300</td>
			<td>www.emsdiasum.com</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Razor Blade</td>
			<td>V W R</td>
			<td>55411-050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Guillotine Scissors</td>
			<td>Clauss</td>
			<td>18039</td>
			<td>For decapitation, make sure these scissors are maintained in clean and working condition</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Scissors</td>
			<td>Codman Classic</td>
			<td>34-4098</td>
			<td>Use for removing the brain from the skull</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Forceps</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>72957-06</td>
			<td>Use for removing the brain from the skull and for handling during dissection</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Phosphate Buffered Saline&#160;</td>
			<td>Boston Bioproducts</td>
			<td>BM-220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td colspan="2" height="25" style="height:25px;">&#160;RNA Extraction and cDNA Preparation</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Reagent/Equipment</td>
			<td>Vendor Name</td>
			<td>Catalog No.&#160;</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tri Reagent</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>T9424</td>
			<td>Always use in a fume hood and wear protective goggles while handling; avoid contact with skin</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Syringe (3 ml, 25 G)</td>
			<td>BD</td>
			<td>309570</td>
			<td>Use for tissue homogenization</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Chloroform</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>BP1145-1</td>
			<td>Always use in a fume hood and wear protective goggles while handling; avoid contact with skin</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Isopropanol</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>A416-1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Glycogen</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>R0561</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Dnase I Kit</td>
			<td>Ambion</td>
			<td>AM1906</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Superscript First Strand Synthesis Kit</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>11904-018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tabletop Microcentrifuge</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>5415D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;"></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;">&#160;Quantitative PCR</td>
			<td>&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Reagent/Equipment</td>
			<td>Vendor Name</td>
			<td>Catalog No.&#160;</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">SYBR Green PCR Kit</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>204143</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Custom Oligos</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>10668051</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">PCR Plates (96 wells)</td>
			<td>Denville Scientific</td>
			<td>C18080-10</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Optical Adhesive Sheets</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>AB1170</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Nuclease free Water</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>SH30538-02</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Real Time PCR Machine</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td>7500</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

analysis of gene expression changes in the rat hippocampus after deep brain stimulation of the anterior thalamic nucleus

Derin beyin stimülasyonu (DBS) cerrahisi, örneğin bazal ganglionlar, talamus ve subtalamik bölgeler gibi beynin çeşitli bölgelerini hedefleyen, ilaca yanıt vermeyen birkaç hareket bozuklukları için etkili bir tedavidir. DBS cerrahisi alanında son gelişmeler morbid obezite, depresyon ve obsesif kompulsif bozukluk gibi çeşitli diğer koşullara bu cerrahi tekniğin uygulama genişletmek başladı. Bu genişleyen endikasyonlar rağmen, küçük DBS cerrahi yararlı etkilerini kolaylaştıran altta yatan fizyolojik mekanizmalar hakkında bilinmektedir. Bu sorunun bir yaklaşım, elektriksel stimülasyon almak nöronlarda gen ekspresyonu analiz etmektir. Daha önce yapılan çalışmalar, sıçan dentat girus bu nöron talamus 1 ön çekirdeğin hedef DBS ortaya olduğunu göstermiştir. ATN hedefleyen DBS cerrahi tedaviye dirençli epilepsi için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu nedenle çok interes aitBizim için t elektriksel ATN uyararak bağlı transkripsiyonel değişiklikleri keşfetmek için. Bu yazıda, erişkin erkek Wistar sıçanlarda ATN hedefleyen stereotaksi-güdümlü DBS cerrahisi için metodolojileri tarif. Ayrıca gen ekspresyonu değişimlerinin ölçülmesi için doku diseksiyon, RNA izolasyonu cDNA hazırlanması ve nicel RT-PCR için takip eden adımları tartışır. Bu yöntem, uygulanan ve yaygın olarak klinik olarak hedef bazal gangliyonlar ve beynin diğer bölgelere uyarılması için modifiye edilebilir. Burada tarif edilen gen ifadesi çalışması DBS mekanizması yönetmenlik olabilir moleküler oyuncular keşfetmek için bir aday hedef gen yaklaşımı varsayar.

Şekil 1A ve 1B, kontrol geni β-aktin için BDNF ve GABRD izafi ifadesi olduğunu gösterir. BDNF, bir nörotrofinin genellikle birçok nöronal hastalıklar 38-41 nöroprotektif etkileri ile ilişkilidir. Epileptik hastalara terapötik fayda sağlar ATN uyarılmaya yanıt olarak BDNF tanımlama profili analiz etmek ilginçtir. Belirtilen zaman noktalarında BDNF gen ifadesi profilini gösterir Şekil 1A DBS stimülasyon sonrası, BDNF up-regülasyonu 3 saat...

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Gene Expression Changes in the Rat Hippocampus After Deep Brain Stimulation of the Anterior Thalamic Nucleus at JoVE.com

Analysis of Gene Expression Changes in the Rat Hippocampus After Deep Brain Stimulation of the Anterior Thalamic Nucleus

The mechanism underlying the therapeutic effects of Deep Brain Stimulation (DBS) surgery needs investigation. The methods presented in this manuscript describe an experimental approach to examine the cellular events triggered by DBS by analyzing the gene expression profile of candidate genes that can facilitate neurogenesis post DBS surgery.

Ön Talamusun Çekirdek Derin Beyin Stimülasyon sonra Sıçan Hippocampus Gen İfade Değişim Analizi

Deep brain stimulation (DBS) surgery, targeting various regions of the brain such as the basal ganglia, thalamus, and subthalamic regions, is an effective ...

analysis-gene-expression-changes-rat-hippocampus-after-deep-brain

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.8K Görüntüleme.  Brigham & Women's Hospital, Harvard Medical School. The mechanism underlying the therapeutic effects of Deep Brain Stimulation (DBS) surgery needs investigation. The methods presented in this manuscript describe an experimental approach to examine the cellular events triggered by DBS by analyzing the gene expression profile of candidate genes that can facilitate neurogenesis post DBS surgery.

Video: Analysis of Gene Expression Changes in the Rat Hippocampus After Deep Brain Stimulation of the Anterior Thalamic Nucleus

TMS: Using the Theta-Burst Protocol to Explore Mechanism of Plasticity in Individuals with Fragile X Syndrome and Autism

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS display abnormalities in the expression of FMR1 - a protein required for typical, healthy neural development.3 Recent data has suggested that the loss of this protein can cause the cortex to be hyperexcitable thereby affecting overall patterns of neural plasticity.4,5
In addition, Fragile X shows a strong comorbidity with autism: in fact, 30% of children with FXS are diagnosed with autism, and 2 - 5% of autistic children suffer from FXS.6
Transcranial Magnetic Stimulation (a non-invasive neurostimulatory and neuromodulatory technique that can transiently or lastingly modulate cortical excitability via the application of localized magnetic field pulses 7,8) represents a unique method of exploring plasticity and the manifestations of FXS within affected individuals. More specifically, Theta-Burst Stimulation (TBS), a specific stimulatory protocol shown to modulate cortical plasticity for a duration up to 30 minutes after stimulation cessation in healthy populations, has already proven an efficacious tool in the exploration of abnormal plasticity.9,10 
Recent studies have shown the effects of TBS last considerably longer in individuals on the autistic spectrum - up to 90 minutes.11 This extended effect-duration suggests an underlying abnormality in the brain's natural plasticity state in autistic individuals - similar to the hyperexcitability induced by Fragile X Syndrome.
In this experiment, utilizing single-pulse motor-evoked potentials (MEPs) as our benchmark, we will explore the effects of both intermittent and continuous TBS on cortical plasticity in individuals suffering from FXS and individuals on the Autistic Spectrum.

In this article, we examine the effects of Theta-Burst TMS stimulation on cortical plasticity in individuals suffering from Fragile X syndrome and individuals on the autistic spectrum.

TMS: Fragile X Sendromu ve Otizm Bireylerde Plastisite, Mechasnism keşfedin Theta-Burst Protokolü kullanma

Fragile X Syndrome (FXS), also known as Martin-Bell Syndrome, is a genetic abnormality found on the X chromosome.1,2 Individuals suffering from FXS ...

Nörobilim

The NeuroStar TMS Device: Conducting the FDA Approved Protocol for Treatment of Depression

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic fields. These rapidly alternating fields induce electrical currents within localized, targeted regions of the cortex which are associated with various physiological and functional brain changes.1,2,3
In 2007, O'Reardon et al., utilizing the NeuroStar device, published the results of an industry-sponsored, multisite, randomized, sham-stimulation controlled clinical trial in which 301 patients with major depression, who had previously failed to respond to at least one adequate antidepressant treatment trial, underwent either active or sham TMS over the left dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC). The patients, who were medication-free at the time of the study, received TMS five times per week over 4-6 weeks.4
The results demonstrated that a sub-population of patients (those who were relatively less resistant to medication, having failed not more than two good pharmacologic trials) showed a statistically significant improvement on the Montgomery-Asberg Depression Scale (MADRS), the Hamilton Depression Rating Scale (HAMD), and various other outcome measures. In October 2008, supported by these and other similar results5,6,7, Neuronetics obtained the first and only Food and Drug Administration (FDA) approval for the clinical treatment of a specific form of medication-refractory depression using a TMS Therapy device (FDA approval K061053).
In this paper, we will explore the specified FDA approved NeuroStar depression treatment protocol (to be administered only under prescription and by a licensed medical profession in either an in- or outpatient setting).

In this article, we examine the methodology and considerations relevant to the FDA approved depression treatment protocol using the Neuronetics NeuroStar TMS device.

NeuroStar TMS Aygıt: FDA yürütülmesi Depresyon Tedavisinde Protokolü Onaylandı

The Neuronetics NeuroStar Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) System is a class II medical device that produces brief duration, pulsed magnetic ...

Spinal Cord Electrophysiology II: Extracellular Suction Electrode Fabrication

Development of neural circuitries and locomotion can be studied using neonatal rodent spinal cord central pattern generator (CPG) behavior. We demonstrate a method to fabricate suction electrodes that are used to examine CPG activity, or fictive locomotion, in dissected rodent spinal cords. The rodent spinal cords are placed in artificial cerebrospinal fluid and the ventral roots are drawn into the suction electrode. The electrode is constructed by modifying a commercially available suction electrode. A heavier silver wire is used instead of the standard wire given by the commercially available electrode. The glass tip on the commercial electrode is replaced with a plastic tip for increased durability. We prepare hand drawn electrodes and electrodes made from specific sizes of tubing, allowing consistency and reproducibility. Data is collected using an amplifier and neurogram acquisition software. Recordings are performed on an air table within a Faraday cage to prevent mechanical and electrical interference, respectively.

A demonstration of the fabrication and use of an extracellular suction electrode used to measure electrophysiological recordings of neonatal rodent spinal cords in vitro

Omurilik Elektrofizyoloji II: Ekstrasellüler Emiş Elektrot İmalatı

Development of neural circuitries and locomotion can be studied using neonatal rodent spinal cord central pattern generator (CPG) behavior. We demonstrate ...

Optimized Analysis of DNA Methylation and Gene Expression from Small, Anatomically-defined Areas of the Brain

Exposure to diet, drugs and early life adversity during sensitive windows of life 1,2 can lead to lasting changes in gene expression that contribute to the display of physiological and behavioural phenotypes. Such environmental programming is likely to increase the susceptibility to metabolic, cardiovascular and mental diseases 3,4.
DNA methylation and histone modifications are considered key processes in the mediation of the gene-environment dialogue and appear also to underlay environmental programming 5. In mammals, DNA methylation typically comprises the covalent addition of a methyl group at the 5-position of cytosine within the context of CpG dinucleotides.
CpG methylation occurs in a highly tissue- and cell-specific manner making it a challenge to study discrete, small regions of the brain where cellular heterogeneity is high and tissue quantity limited. Moreover, because gene expression and methylation are closely linked events, increased value can be gained by comparing both parameters in the same sample.
Here, a step-by-step protocol (Figure 1) for the investigation of epigenetic programming in the brain is presented using the 'maternal separation' paradigm of early life adversity for illustrative purposes. The protocol describes the preparation of micropunches from differentially-aged mouse brains from which DNA and RNA can be simultaneously isolated, thus allowing DNA methylation and gene expression analyses in the same sample.

A streamlined workflow to study DNA methylation and gene expression changes upon early-life stress is shown. Starting from maternal separation of newborn mice and isolation of discrete brain tissues, we represent a protocol to simultaneously isolate DNA and RNA from brain tissue punches for subsequent bisulfite sequencing and RT-PCR analysis.

Beyin Küçük, Anatomik tanımlı alanları DNA metilasyon ve Gen İfade Optimize Analizi

Exposure to diet, drugs and early life adversity during sensitive windows of life 1,2 can lead to lasting changes in gene expression that contribute to ...

Laser Capture Microdissection of Enriched Populations of Neurons or Single Neurons for Gene Expression Analysis After Traumatic Brain Injury

Long-term cognitive disability after TBI is associated with injury-induced neurodegeneration in the hippocampus-a region in the medial temporal lobe that is critical for learning, memory and executive function.1,2 Hence our studies focus on gene expression analysis of specific neuronal populations in distinct subregions of the hippocampus. The technique of laser capture microdissection (LCM), introduced in 1996 by Emmert-Buck, et al.,3 has allowed for significant advances in gene expression analysis of single cells and enriched populations of cells from heterogeneous tissues such as the mammalian brain that contains thousands of functional cell types.4 We use LCM and a well established rat model of traumatic brain injury (TBI) to investigate the molecular mechanisms that underlie the pathogenesis of TBI. Following fluid-percussion TBI, brains are removed at pre-determined times post-injury, immediately frozen on dry ice, and prepared for sectioning in a cryostat. The rat brains can be embedded in OCT and sectioned immediately, or stored several months at -80 &deg;C before sectioning for laser capture microdissection. Additionally, we use LCM to study the effects of TBI on circadian rhythms. For this, we capture neurons from the suprachiasmatic nuclei that contain the master clock of the mammalian brain. Here, we demonstrate the use of LCM to obtain single identified neurons (injured and degenerating, Fluoro-Jade-positive, or uninjured, Fluoro-Jade-negative) and enriched populations of hippocampal neurons for subsequent gene expression analysis by real time PCR and/or whole-genome microarrays. These LCM-enabled studies have revealed that the selective vulnerability of anatomically distinct regions of the rat hippocampus are reflected in the different gene expression profiles of different populations of neurons obtained by LCM from these distinct regions. The results from our single-cell studies, where we compare the transcriptional profiles of dying and adjacent surviving hippocampal neurons, suggest the existence of a cell survival rheostat that regulates cell death and survival after TBI.

We describe how to use laser capture microdissection (LCM) to obtain enriched populations of hippocampal neurons or single neurons from frozen sections of the injured rat brain for subsequent gene expression analysis using quantitative real time PCR and/or whole-genome microarrays.

Travmatik Beyin Hasarı Sonrası Nöronlar veya gen ekspresyon analizi için Tek Nöron zenginleştirilmiştir Populasyonlarının Lazer Yakalama Mikrodisseksiyon

Long-term cognitive disability after TBI is associated with injury-induced neurodegeneration in the hippocampus-a region in the medial temporal lobe that ...

Micromanipulation of Gene Expression in the Adult Zebrafish Brain Using Cerebroventricular Microinjection of Morpholino Oligonucleotides

Manipulation of gene expression in tissues is required to perform functional studies. In this paper, we demonstrate the cerebroventricular microinjection (CVMI) technique as a means to modulate gene expression in the adult zebrafish brain. By using CVMI, substances can be administered into the cerebroventricular fluid and be thoroughly distributed along the rostrocaudal axis of the brain. We particularly focus on the use of antisense morpholino oligonucleotides, which are potent tools for knocking down gene expression in vivo. In our method, when applied, morpholino molecules are taken up by the cells lining the ventricular surface. These cells include the radial glial cells, which act as neurogenic progenitors. Therefore, knocking down gene expression in the radial glial cells is of utmost importance to analyze the widespread neurogenesis response in zebrafish, and also would provide insight into how vertebrates could sustain adult neurogenesis response. Such an understanding would also help the efforts for clinical applications in human neurodegenerative disorders and central nervous system regeneration. Thus, we present the cerebroventricular microinjection method as a quick and efficient way to alter gene expression and neurogenesis response in the adult zebrafish forebrain. We also provide troubleshooting tips and other useful information on how to carry out the CVMI procedure.

In this article, we demonstrate a method for manipulation of gene expression in the ventricular cells of the adult zebrafish telencephalon using antisense morpholino oligonucleotides. We present this method as an efficient and quick protocol that can be used for functional studies in the adult vertebrate brain.

Morfolino Oligonükleotidler bir Cerebroventricular Mikroenjeksiyon kullanarak Yetişkin Zebra balığı Beyin Gen İfade Mikromanipülasyon

Manipulation of gene expression in tissues is  required to perform functional studies. In this paper, we demonstrate the  cerebroventricular ...

Deep Brain Stimulation with Simultaneous fMRI in Rodents

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for using blood oxygen level dependent (BOLD) functional magnetic resonance imaging (fMRI) to image rodents with simultaneous DBS. DBS fMRI presents a number of technical challenges, including accuracy of electrode implantation, MR artifacts created by the electrode, choice of anesthesia and paralytic to minimize any neuronal effects while simultaneously eliminating animal motion, and maintenance of physiological parameters, deviation from which can confound the BOLD signal.&#160;Our laboratory has developed a set of procedures that are capable of overcoming most of these possible issues. For electrical stimulation, a homemade tungsten bipolar microelectrode is used, inserted stereotactically at the stimulation site in the anesthetized subject. In preparation for imaging, rodents are fixed on a plastic headpiece and transferred to the magnet bore. For sedation and paralysis during scanning, a cocktail of dexmedetomidine and pancuronium is continuously infused, along with a minimal dose of isoflurane; this preparation minimizes the BOLD ceiling effect of volatile anesthetics. In this example experiment, stimulation of the subthalamic nucleus (STN) produces BOLD responses which are observed primarily in ipsilateral cortical regions, centered in motor cortex. Simultaneous DBS and fMRI allows the unambiguous modulation of neural circuits dependent on stimulation location and stimulation parameters, and permits observation of neuronal modulations free of regional bias. This technique may be used to explore the downstream effects of modulating neural circuitry at nearly any brain region, with implications for both experimental and clinical DBS.

This protocol describes a standard method for simultaneous functional magnetic resonance imaging and deep brain stimulation in the rodent. The combined use of these experimental tools allows for the exploration of global downstream activity in response to electrical stimulation at virtually any brain target.

Kemirgenler Eşzamanlı fMRI ile derin beyin stimülasyonu

In order to visualize the global and downstream neuronal responses to deep brain stimulation (DBS) at various targets, we have developed a protocol for ...

Using Fluorescence Activated Cell Sorting to Examine Cell-Type-Specific Gene Expression in Rat Brain Tissue

The brain is comprised of four primary cell types including neurons, astrocytes, microglia and oligodendrocytes. Though they are not the most abundant cell type in the brain, neurons are the most widely studied of these cell types given their direct role in impacting behaviors. Other cell types in the brain also impact neuronal function and behavior via the signaling molecules they produce. Neuroscientists must understand the interactions between the cell types in the brain to better understand how these interactions impact neural function and disease. To date, the most common method of analyzing protein or gene expression utilizes the homogenization of whole tissue samples, usually with blood, and without regard for cell type. This approach is an informative approach for examining general changes in gene or protein expression that may influence neural function and behavior; however, this method of analysis does not lend itself to a greater understanding of cell-type-specific gene expression and the effect of cell-to-cell communication on neural function. Analysis of behavioral epigenetics has been an area of growing focus which examines how modifications of the deoxyribonucleic acid (DNA) structure impact long-term gene expression and behavior; however, this information may only be relevant if analyzed in a cell-type-specific manner given the differential lineage and thus epigenetic markers that may be present on certain genes of individual neural cell types. The Fluorescence Activated Cell Sorting (FACS) technique described below provides a simple and effective way to isolate individual neural cells for the subsequent analysis of gene expression, protein expression, or epigenetic modifications of DNA. This technique can also be modified to isolate more specific neural cell types in the brain for subsequent cell-type-specific analysis.

The goal of this protocol is to use the fluorescence activated cell sorting (FACS) technique to sort specific types of neural cells for subsequent analysis of cell-type-specific gene expression, epigenetic markers, and or protein expression.

Sıçan beyin dokusunda incelemek için THP kullanılarak hücre-tipi-spesifik gen ifadesi

The brain is comprised of four primary cell types including neurons, astrocytes, microglia and oligodendrocytes. Though they are not the most abundant ...

Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the over-production of amyloid-beta and the deposition of amyloid-beta plaques in brain regions of the afflicted individuals. Throughout the years scientists have generated numerous Alzheimer&#8217;s disease mouse models that attempt to replicate the amyloid-beta pathology. Unfortunately, the mouse models only selectively mimic the disease features. Neuronal death, a prominent effect in the brains of Alzheimer&#8217;s disease patients, is noticeably lacking in these mice. Hence, we and others have employed a method of directly infusing soluble oligomeric species of amyloid-beta - forms of amyloid-beta that have been proven to be most toxic to neurons - stereotaxically into the brain. In this report we utilize male C57BL/6J mice to document this surgical technique of increasing amyloid-beta levels in a select brain region. The infusion target is the dentate gyrus of the hippocampus because this brain structure, along with the basal forebrain that is connected by the cholinergic circuit, represents one of the areas of degeneration in the disease. The results of elevating amyloid-beta in the dentate gyrus via stereotaxic infusion reveal increases in neuron loss in the dentate gyrus within 1 week, while there is a concomitant increase in cell death and cholinergic neuron loss in the vertical limb of the diagonal band of Broca of the basal forebrain. These effects are observed up to 2 weeks. Our data suggests that the current amyloid-beta infusion model provides an alternative mouse model to address region specific neuron death in a short-term basis. The advantage of this model is that amyloid-beta can be elevated in a spatial and temporal manner.

Here, we present a protocol for direct stereotaxic brain infusion of amyloid-beta. This methodology provides an alternative in vivo mouse model to address the short-term effects of amyloid-beta on brain neurons.

Fare Hippocampus içine Oligomerik Amiloid-beta Stereotaksik İnfüzyon

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the ...

Microelectrode Guided Implantation of Electrodes into the Subthalamic Nucleus of Rats for Long-term Deep Brain Stimulation

Deep brain stimulation (DBS) is a widely used and effective therapy for several neurologic disorders, such as idiopathic Parkinson&#8217;s disease, dystonia or tremor. DBS is based on the delivery of electrical stimuli to specific deep anatomic structures of the central nervous system. However, the mechanisms underlying the effect of DBS remain enigmatic. This has led to an interest in investigating the impact of DBS in animal models, especially in rats. As DBS is a long-term therapy, research should be focused on molecular-genetic changes of neural circuits that occur several weeks after DBS. Long-term DBS in rats is challenging because the rats move around in their cage, which causes problems in keeping in place the wire leading from the head of the animal to the stimulator. Furthermore, target structures for stimulation in the rat brain are small and therefore electrodes cannot easily be placed at the required position. Thus, a set-up for long-lasting stimulation of rats using platinum/iridium electrodes with an impedance of about 1 M&#937; was developed for this study. An electrode with these specifications allows for not only adequate stimulation but also recording of deep brain structures to identify the target area for DBS. In our set-up, an electrode with a plug for the wire was embedded in dental cement with four anchoring screws secured onto the skull. The wire from the plug to the stimulator was protected by a stainless-steel spring. A swivel was connected to the circuit to prevent the wire from becoming tangled. Overall, this stimulation set-up offers a high degree of free mobility for the rat and enables the head plug, as well as the wire connection between the plug and the stimulator, to retain long-lasting strength.

A method for implanting electrodes into the subthalamic nucleus (STN) of rats is described. Better localization of the STN was achieved by using a microrecording system. Furthermore, a stimulation set-up is presented that is characterized by long-lasting connections between the head of the animal and the stimulator.

Mikroelektrod Uzun vadeli Derin Beyin Stimülasyonu için Sıçan Subtalamik Nucleus içine elektrotlar implantasyonu Rehberli

Deep brain stimulation (DBS) is a widely used and effective therapy for several neurologic disorders, such as idiopathic Parkinson&#8217;s disease, ...