Name: modeling neural immune signaling of episodic and chronic migraine using spreading depression in vitro
Uploaded: 2011-06-13T13:00:00
Duration: 16 min 13 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro at JoVE.com

Dit werk werd ondersteund door subsidies van het Nationaal Instituut voor Neurologische Aandoeningen en Stroke (NS-19108), het National Institute of Child Health and Disease (PO1-HD09402), de Migraine Research Foundation en de Witte Foundation. Mw. Marcia P. Kraig bijgestaan ​​bij de voorbereiding en het onderhoud van de cultuur-systemen.

<ol>
	<li>Kunkler, P. E., Kraig, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium+waves+precede+electrophysiological+changes+of+spreading+depression+in+hippocampal+organ+cultures.">Calcium waves precede electrophysiological changes of spreading depression in hippocampal organ cultures.</a> J Neurosci. 18 (9), 3416-3425 (1998).</li><li>Kunkler, P. E., Hulse, R. E., Schmitt, M. W., Nicholson, C., Kraig, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+current+source+density+analysis+in+hippocampal+organotypic+culture+shows+that+spreading+depression+occurs+with+uniquely+reversing+currents.">Optical current source density analysis in hippocampal organotypic culture shows that spreading depression occurs with uniquely reversing currents.</a> J Neurosci. 25 (15), 3952-3961 (2005).</li><li>Hulse, R. E., Swenson, W. G., Kunkler, P. E., White, D. M., Kraig, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Monomeric+IgG+is+neuroprotective+via+enhancing+microglial+recycling+endocytosis+and+TNF-&#x03B1;lpha.">Monomeric IgG is neuroprotective via enhancing microglial recycling endocytosis and TNF-&#x03B1;lpha.</a> J Neurosci. 28 (47), 12199-12211 (2008).</li><li>Hailer, N. P., Jarhult, J. D., Nitsch, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resting+microglial+cells+in+vitro:+analysis+of+morphology+and+adhesion+molecule+expression+in+organotypic+hippocampal+slice+cultures.">Resting microglial cells in vitro: analysis of morphology and adhesion molecule expression in organotypic hippocampal slice cultures.</a> Glia. 18 (4), 319-331 (1996).</li><li>Ransohoff, R. M., Perry, 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=Microglial+physiology:+unique+stimuli,+specialized+responses.">Microglial physiology: unique stimuli, specialized responses.</a> Annu Rev Immunol. 27, 119-145 (2009).</li><li>Mitchell, H. M., White, D. M., Domowicz, M. S., Kraig, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cold+pre-conditioning+neuroprotection+depends+on+TNF-&#x03B1;lpha+and+is+enhanced+by+blockade+of+interleukin-11.">Cold pre-conditioning neuroprotection depends on TNF-&#x03B1;lpha and is enhanced by blockade of interleukin-11.</a> J Neurochem DOI. , (2010).</li><li>Mitchell, H. M., White, D. M., Kraig, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Strategies+for+study+of+neuroprotection+from+cold-preconditioning.">Strategies for study of neuroprotection from cold-preconditioning.</a> J Vis Exp. (43), (2010).</li><li>Kunkler, P. E., Kraig, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reactive+astrocytosis+from+excitotoxic+injury+in+hippocampal+organ+culture+parallels+that+seen+in+vivo.">Reactive astrocytosis from excitotoxic injury in hippocampal organ culture parallels that seen in vivo.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 17 (1), 26-43 (1997).</li><li>Grinberg, Y. Y., Milton, J. G., Kraig, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spreading+depression+sends+microglia+on+Lévy+flights.">Spreading depression sends microglia on Lévy flights.</a> PLoS ONE. 6 (4), (2011).</li><li>Koroleva, V. I., Oitzl, M. S., Bures, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Threshold+of+synaptically+elicited+cortical+spreading+depression:+drug-induced+changes+in+rats.">Threshold of synaptically elicited cortical spreading depression: drug-induced changes in rats.</a> Electroencephalogr Clin Neurophysiol. 60 (1), 55-64 (1985).</li><li>Gubern, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Validation+of+housekeeping+genes+for+quantitative+real-time+PCR+in+in-vivo+and+in-vitro+models+of+cerebral+ischaemia.">Validation of housekeeping genes for quantitative real-time PCR in in-vivo and in-vitro models of cerebral ischaemia.</a> BMC Mol Biol. 10, 57-57 (2009).</li><li>Tian, Y. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+quantification+of+ADAMTS+expression+in+an+animal+model+of+cerebral+ischemia+using+real-time+PCR.">The quantification of ADAMTS expression in an animal model of cerebral ischemia using real-time PCR.</a> Acta Anaesthesiol Scand. 51 (2), 158-164 (2007).</li><li>Pfaffl, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+mathematical+model+for+relative+quantification+in+real-time+RT-PCR.">A new mathematical model for relative quantification in real-time RT-PCR.</a> Nucleic Acids Res. 29 (9), e45-e45 (2001).</li><li>Bustin, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+MIQE+guidelines:+minimum+information+for+publication+of+quantitative+real-time+PCR+experiments.">The MIQE guidelines: minimum information for publication of quantitative real-time PCR experiments.</a> Clin Chem. 55 (4), 611-622 (2009).</li><li>Pusic, A. D., Kraig, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+gene+micro+array+profiling+demonstrates+"T-cell-like"+activation+after+recurrent+spreading+depression+-+implications+for+migraine+pathogenesis.">Inflammatory gene micro array profiling demonstrates "T-cell-like" activation after recurrent spreading depression - implications for migraine pathogenesis.</a> Soc Neurosci abst. , (2010).</li><li>Quinn, B., Graybiel, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+differentiated+silver+intensification+procedure+for+the+peroxidase-diaminobenzidine+reaction.">A differentiated silver intensification procedure for the peroxidase-diaminobenzidine reaction.</a> J Histochem Cytochem. 44 (1), 71-74 (1996).</li><li>Caggiano, A. O., Kraig, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eicosanoids+and+nitric+oxide+influence+induction+of+reactive+gliosis+from+spreading+depression+in+microglia+but+not+astrocytes.">Eicosanoids and nitric oxide influence induction of reactive gliosis from spreading depression in microglia but not astrocytes.</a> J Comp Neurol. 369 (1), 93-108 (1996).</li></ol>

SD is een aanvalsgewijs optredende verstoring van de hersenen waarvan de kenmerken zijn sterk geconserveerd in alle soorten en gebieden van de hersenen onderzocht tot nu toe. SD wordt vaak bestudeerd in neocortex. Toch is de neurale circuit complexiteit van deze structuur (in vergelijking met hippocampus), evenals het onvermogen te houden neocortex leven in vitro met rustige immuun functies voor langdurige periodes, maar minder bruikbaar als een te maken in vitro voorbereiding voor het bepalen van de gevolgen op lange termijn van de SD-gevoeligheid. In tegenstelling, hippocampus is niet alleen de hersenstructuur die het meest gevoelig is voor SD, is het ook een archicortical structuur met een meer eenvoudige neurale circuit structuur en functie, die goed geschikt is voor het definiëren van de neuro-middelen waarmee neurale activiteit kunnen moduleren SD gevoeligheid .

modeling neural immune signaling of episodic and chronic migraine using spreading depression in vitro

Migraine en de transformatie tot chronische migraine zijn gezondheidszorg lasten behoefte hebben aan betere behandelingsmogelijkheden. Wij streven ernaar om te bepalen hoe de neurale immuun signaleren van de gevoeligheid moduleert naar migraine, gemodelleerd in vitro gebruik van het verspreiden van depressie (SD), als een middel om nieuwe therapeutische targets voor de episodische en chronische migraine te ontwikkelen. SD is de waarschijnlijke oorzaak van de migraine aura en migraine pijn. Het is een aanvalsgewijs optredende verlies van neuronale functie in eerste instantie veroorzaakt door verhoogde neuronale activiteit, die langzaam zich voortplant binnen gevoelig gebieden van de hersenen. Normale functioneren van de hersenen is uiterst gevoelig voor, en vertrouwt op, samenvallende low-level immuun signalering. Zo, neurale immune signalerings beïnvloedt waarschijnlijk elektrische activiteit van SD, en dus migraine. Pijnperceptie studies van de SD in hele dieren worden beladen met moeilijkheden, maar ook hele dieren zijn zeer geschikt voor systeembiologie aspecten van migraine te onderzoeken, aangezien SD activeert trigeminus nociceptieve paden. Kan echter hele dierproeven alleen niet worden gebruikt om het ontcijferen van de cellulaire en neurale circuit mechanismen van SD. In plaats daarvan, in-vitro-preparaten waarvoor milieu-omstandigheden kan worden gecontroleerd noodzakelijk zijn. Hier is het belangrijk te erkennen beperkingen van acute plakjes en duidelijke voordelen van de hippocampus slice culturen. Acute hersenen plakjes kan niet onthullen subtiele veranderingen in het immuunsysteem van signaleren, omdat de voorbereiding van de schijfjes alleen triggers: pro-inflammatoire veranderingen die laatste dagen, epileptiforme gedrag te wijten aan hoge niveaus van zuurstof spanning die nodig is om de plakjes vitaliseren, en onomkeerbare celschade op zuurstofloze slice centra. In tegenstelling, onderzoeken we immuun signalisatie in de volwassen hippocampus slice culturen, omdat de cultuur nauw hun parallel in vivo tegenhanger met volwassen trisynaptic functie; tonen rust astrocyten, microglia en cytokine niveaus, en SD is gemakkelijk geïnduceerd in een unanesthetized voorbereiding. Bovendien zijn de schijfjes hebben een lange levensduur en SD kan worden geïnduceerd op opeenvolgende dagen zonder letsel, waardoor deze voorbereiding het enige middel to-date in staat is het modelleren van de gevolgen van chronische neuro-SD, en dus misschien chronische migraine. We maken gebruik van elektrofysiologische technieken en niet-invasieve beeldvorming tot neuronale cellen en het circuit functies samenvalt met SD te meten. Neurale immuun genexpressie variabelen worden gemeten met qPCR screening, qPCR arrays, en, belangrijker nog, het gebruik van cDNA voorversterking voor de detectie van ultra-low level targets, zoals interferon-gamma met behulp van hele, regionale of specifieke cel verbeterd (via laser dissectie microscopie) bemonstering. Cytokine cascade signalering wordt verder beoordeeld met multiplex fosfoproteïne verwante doelen met gen-expressie en fosfoproteïne veranderingen bevestigd via cel-specifieke immunokleuring. Farmacologische en siRNA strategieën worden gebruikt om na te bootsen en te moduleren SD immuun signalering.

Watch this Scientific Journal Video about Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro at JoVE.com

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

Migraine en de transformatie tot chronische migraine zijn enorm gezondheidszorg lasten die behoefte hebben aan betere behandelingsmogelijkheden. Wij streven ernaar om te bepalen hoe de neurale immuun signaleren van de gevoeligheid moduleert naar migraine, gemodelleerd<em&gt; In vitro</em&gt; Gebruik van het verspreiden van depressie in de hippocampus slice culturen, als een middel om nieuwe therapeutische doelen te ontwikkelen.

Modellering Neurale Immune Signalering van episodische en chronische migraine gebruik verspreiden Depressie In Vitro</em

Migraine and its transformation to chronic migraine are healthcare burdens in need of improved treatment options.  We seek to define how neural immune ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Modeling Neural Immune Signaling of Episodic and Chronic Migraine Using Spreading Depression In Vitro

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

A Thin-skull Window Technique for Chronic Two-photon In vivo Imaging of Murine Microglia in Models of Neuroinflammation

Een dunne-schedel Window Techniek voor chronische Twee-foton In vivo Imaging Murine Microglia in modellen van ontstekingsprocessen

Traditionally in neuroscience, in vivo two photon imaging of the murine central nervous system has either involved the use of open-skull1,2 or ...

Combining Behavioral Endocrinology and Experimental Economics: Testosterone and Social Decision Making

De combinatie van Behavioral Endocrinologie en Experimentele Economie: Testosteron en Sociaal Decision Making

Behavioral endocrinological research in humans as well as in animals suggests that testosterone plays a key role in social interactions. Studies in ...

Surgical Implantation of Chronic Neural Electrodes for Recording Single Unit Activity and Electrocorticographic Signals

Chirurgische Implantatie van chronische neurale elektroden voor opname Single Unit Activiteit en electrocorticografische signalen

The success of long-term electrophysiological recordings often depends on the quality of the implantation surgery.  Here we provide useful information for ...

Design and Assembly of an Ultra-light Motorized Microdrive for Chronic Neural Recordings in Small Animals

Ontwerp en Montage van een Ultra-light Gemotoriseerde Microdrive voor Chronische Neurale Opnamen in Kleine Dieren

The ability to chronically record from populations of neurons in freely behaving animals has proven an invaluable tool for dissecting the function of ...

Modeling Astrocytoma Pathogenesis In Vitro and In Vivo Using Cortical Astrocytes or Neural Stem Cells from Conditional, Genetically Engineered Mice

Modeling Astrocytoma Pathogenesis In Vitro and In Vivo Using Cortical Astrocytes or Neural Stem Cells from Conditional, Genetically Engineered Mice

Modeling Astrocytoom Pathogenese<em&gt; In Vitro</em&gt; En<em&gt; In Vivo</em&gt; Met behulp van corticale Astrocyten of neurale stamcellen uit Conditional, genetisch gemanipuleerde muizen

Current astrocytoma models are limited in their ability to define the roles of oncogenic mutations in specific brain cell types during disease ...

Flow Cytometry Protocols for Surface and Intracellular Antigen Analyses of Neural Cell Types

Flowcytometrie Protocollen voor Surface en intracellulaire Antigen Analyses van Neural Cell Types

Flow cytometry has been extensively used to define cell populations in immunology, hematology and oncology. Here, we provide a detailed description of ...

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

In Vitro Modellering van kanker zoals Neurale Invasion: De dorsale wortel ganglion Model

One way that solid tumors disseminate is through neural invasion. This route is well-known in cancers of the head and neck, prostate, and pancreas. These ...

Culturing In Vivo-like Murine Astrocytes Using the Fast, Simple, and Inexpensive AWESAM Protocol

Culturing In Vivo-like Murine Astrocytes Using the Fast, Simple, and Inexpensive AWESAM Protocol

Kweken In Vivo-graag lymfkliertest astrocyten met behulp van de snelle, eenvoudige en goedkope AWESAM-Protocol

The AWESAM (a low-cost easy stellate astrocyte method) protocol entails a fast, simple, and inexpensive way to generate large quantities of in vivo-like ...

Chronic Implantation of Whole-cortical Electrocorticographic Array in the Common Marmoset

Chronische implantatie van geheel-corticale Electrocorticographic Array in de gemeenschappelijke Hapalomys

Electrocorticography (ECoG) allows the monitoring of electrical field potentials from the cerebral cortex with high spatiotemporal resolution. Recent ...

Combining Behavior and EEG to Study the Effects of Mindfulness Meditation on Episodic Memory

Gedrag en EEG combineren om de effecten van Mindfulness-meditatie op episodisch geheugen te bestuderen

Although there has been recent interest in how mindfulness meditation can affect episodic memory as well as brain structure and function, no study has ...