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

Questo lavoro è stato sostenuto dalle concessioni dal National Institute of Neurological Disorder and Stroke (NS-19.108), l&#39;Istituto Nazionale di Salute Infantile e Malattia (PO1-HD09402), la Fondazione per la Ricerca e la Fondazione Emicrania Bianca. La signora Marcia P. Kraig assistito nella preparazione e manutenzione di sistemi di coltura.

<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>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

SD è una perturbazione parossistica del cervello le cui caratteristiche sono altamente conservati in tutte le regioni le specie ed il cervello esaminati fino ad oggi. SD è comunemente studiate in neocorteccia. Tuttavia, la complessità del circuito neurale di questa struttura (rispetto a ippocampo), così come l&#39;incapacità di mantenere in vita neocorteccia in vitro con funzioni immunitarie quiescenti per lunghi periodi, rende meno utile come preparazione in vitro per la definizione delle conseguenze a lungo termine di suscettibilità SD. Al contrario, ippocampo è non solo la struttura del cervello che è più sensibile a SD, è anche una struttura archicortical con una struttura più semplice circuito neurale e la funzione, che ben si adatta per definire i mezzi neuroimmune con cui l&#39;attività neurale in grado di modulare la suscettibilità SD .

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

Emicrania e la sua trasformazione da emicrania cronica sono oneri sanitari che hanno bisogno di migliori possibilità di cura. Cerchiamo di definire le modalità di segnalazione neuronali immunitario modula la suscettibilità di emicrania, modello in vitro utilizzando depressione diffusione (SD), come mezzo per sviluppare nuovi bersagli terapeutici per l&#39;emicrania episodica e cronica. SD è la probabile causa di aura emicrania e il dolore dell&#39;emicrania. Si tratta di una perdita parossistica della funzione neuronale innescata inizialmente un aumento dell&#39;attività neuronale, che si propaga lentamente all&#39;interno di regioni cerebrali sensibili. Normali funzioni cerebrali è estremamente sensibile a, e si basa su, coincidente segnalazione immunitario di basso livello. Così, neurali segnalazione immunitario colpisce probabile attività elettrica di SD, e quindi l&#39;emicrania. Studi sul dolore percezione di SD in animali interi sono irto di difficoltà, ma animali interi ben si adattano ad esaminare gli aspetti della biologia dei sistemi di emicrania da quando SD attiva trigemino vie nocicettive. Tuttavia, studi su animali tutto da solo non può essere usato per decifrare i meccanismi cellulari e circuiti neurali di SD. Invece, in preparati in vitro dove le condizioni ambientali possono essere controllati sono necessari. Qui, è importante riconoscere i limiti delle fette acuta e vantaggi di culture fetta dell&#39;ippocampo. Sezioni di cervello acuto non può rivelare sottili cambiamenti nella segnalazione immunitaria dopo la preparazione le fette solo trigger: pro-infiammatorie cambiamenti ultimi giorni, il comportamento epilettiforme causa degli alti livelli di tensione di ossigeno necessario per vitalizzare le fette, e danno cellulare irreversibile nei centri fetta anossica. Al contrario, esamineremo segnalazione immunitario maturo culture fetta ippocampo perché le culture sono molto simili a loro controparte in vivo con mature funzione trisynaptic; spettacolo astrociti quiescente, microglia, e livelli di citochine e SD è facilmente indotta in una preparazione non anestetizzati. Inoltre, le fette sono longevi e SD possono essere indotti in giorni consecutivi, senza pregiudizio, rendendo questa preparazione l&#39;unico mezzo fino ad oggi-in grado di modellare le conseguenze neuroimmune di SD cronica, emicrania e così forse cronica. Utilizziamo tecniche elettrofisiologiche e di imaging non invasivo per misurare delle cellule neuronali e funzioni del circuito in coincidenza con SD. Neurali immunitario variabili espressione genica sono misurati con lo screening qPCR, array qPCR, e, soprattutto, l&#39;uso di pre-amplificazione del DNA per il rilevamento di ultra-basso livello di obiettivi quali l&#39;interferone-gamma con tutto, regionale, o specifici delle cellule avanzata (tramite microscopia laser dissezione) campionamento. Cascata di segnali citochina è ulteriormente valutata con obiettivi fosfoproteina multiplex correlati con l&#39;espressione genica e cambiamenti fosfoproteina confermato tramite specifici delle cellule immunocolorazione. Strategie farmacologiche e siRNA vengono utilizzati per imitare e modulare SD segnalazione immunitario.

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

Emicrania e la sua trasformazione da emicrania cronica sono oneri sanitari immenso bisogno di migliori possibilità di cura. Cerchiamo di definire le modalità di segnalazione neuronali immunitario modula la suscettibilità di emicrania, modellato<em&gt; In vitro</em&gt; Utilizzando depressione diffusione nelle culture fetta dell&#39;ippocampo, come mezzo per sviluppare nuovi bersagli terapeutici.

Modellistica neurale segnalazione immunitario di emicrania episodica e cronica utilizzo Depressione Diffusione 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

Un sottile cranio Tecnica Finestra per cronica a due fotoni In vivo</emImaging> della microglia nei modelli murini di neuroinfiammazione

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

Ricerca

Neuroscienze

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

Combinando comportamentali Endocrinologia ed Economia Sperimentale: Decisione testosterone e sociale Fare

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

Impianto chirurgico di elettrodi neurali cronici per la registrazione di attività singola unità e segnali Electrocorticographic

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

Progettazione e assemblaggio di un ultraleggero motorizzato per Microdrive croniche Recordings neurali in animali di piccola taglia

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

Modellazione Astrocitoma Patogenesi<em&gt; In Vitro</em&gt; E<em&gt; In Vivo</em&gt; Utilizzo corticale astrociti o cellule staminali neurali da condizionale, topi geneticamente ingegnerizzati

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

Citometria a flusso Protocolli per superficie e intracellulare Antigen analisi di tipi di cellule neurali

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 Modellazione di cancerose Neural Invasion: La dorsale della radice Ganglio Modello

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

Coltura In Vivo-piace murini astrociti utilizzando il protocollo AWESAM veloce, semplice e poco costoso

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

Impianto cronico di tutto-corticale Electrocorticographic Array nel Marmoset comune

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

Combinare il comportamento e l'EEG per studiare gli effetti della meditazione di consapevolezza sulla memoria episodica

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