Name: forebrain electrophysiological recording in larval zebrafish
Uploaded: 2013-01-24T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Forebrain Electrophysiological Recording in Larval Zebrafish at JoVE.com

Forfatteren ønsker å takke Peter Castro og Matthew Dinday for sine tidlige arbeidet med å etablere sebrafisk i laboratoriet. Dette arbeidet ble finansiert av National Institutes of Health EUREKA stipend (# R01NS079214-01).

1. Eggproduksjon og innkreving <ol><li> Sebrafisk reindrift følger standard prosedyrer beskrevet tidligere 8. Kort, er voksne sebrafisk satt opp i avl tanker med skillevegger på plass. Når lysene i rommet kommer på morgenen, er skillevegger fjernet fra avl tanker og fisk er tillatt omtrent 20 til 60 minutter av uforstyrret parring tid. </li><li> Egg fra avl tanker samles i en sil og skylles med egg vann. Egg er deretter overført til en petriskål med eggevannet. Ubefruktet egg og rusk fjernes ved hjelp...

<ol>
	<li>Clark, K. J., 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=Stressing+zebrafish+for+behavioral+genetics.">Stressing zebrafish for behavioral genetics.</a> Reviews in Neuroscience. 22 (1), 49 (2011).</li><li>Rinkwitz, S., 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=Zebrafish:+an+integrative+system+for+neurogenomics+and+neurosciences.">Zebrafish: an integrative system for neurogenomics and neurosciences.</a> Progress in Neurobiology. 93 (2), 231 (2011).</li><li>Penberthy, W. T., 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=The+zebrafish+as+a+model+for+human+disease.">The zebrafish as a model for human disease.</a> Frontiers in Bioscience. 7, d1439 (2002).</li><li>Letamendia, 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=Development+and+validation+of+an+automated+high-throughput+system+for+zebrafish+in+vivo+screenings.">Development and validation of an automated high-throughput system for zebrafish in vivo screenings.</a> PLoS One. 7, e36690 (2012).</li><li>Nasevicius, A., Ekker, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effective+targeted+gene+'knockdown'+in+zebrafish.">Effective targeted gene 'knockdown' in zebrafish.</a> Nature Genetics. 26 (2), 216 (2000).</li><li>Haffter, P., 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=Mutations+affecting+development+of+the+zebrafish+inner+ear+and+lateral+line.">Mutations affecting development of the zebrafish inner ear and lateral line.</a> Development. 123, 1 (1996).</li><li>Suster, M. 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=Transgenesis+in+zebrafish+with+the+tol2+transposon+system.">Transgenesis in zebrafish with the tol2 transposon system.</a> Methods Molecular Biology. 561, 41 (2009).</li><li>Rosen, J. N., Sweeney, M. F., Mably, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microinjection+of+Zebrafish+Embryos+to+Analyze+Gene+Function.">Microinjection of Zebrafish Embryos to Analyze Gene Function.</a> J. Vis. Exp. (25), e1115 (2009).</li><li>Baraban, S. C., 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=Pentylenetetrazole+induced+changes+in+zebrafish+behavior,+neural+activity+and+c-fos+expression.">Pentylenetetrazole induced changes in zebrafish behavior, neural activity and c-fos expression.</a> Neuroscience. 131 (3), 759 (2005).</li><li>Baraban, S. C., 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=A+large-scale+mutagenesis+screen+to+identify+seizure-resistant+zebrafish.">A large-scale mutagenesis screen to identify seizure-resistant zebrafish.</a> Epilepsia. 48 (6), 1151 (2007).</li><li>Williams, P., 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=The+use+of+radiotelemetry+to+evaluate+electrographic+seizures+in+rats+with+kainate-induced+epilepsy.">The use of radiotelemetry to evaluate electrographic seizures in rats with kainate-induced epilepsy.</a> Journal of Neuroscience Methods. 155 (1), 39 (2006).</li><li>Marsh, E. 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=Interictal+EEG+spikes+identify+the+region+of+electrographic+seizure+onset+in+some,+but+not+all,+pediatric+epilepsy+patients.">Interictal EEG spikes identify the region of electrographic seizure onset in some, but not all, pediatric epilepsy patients.</a> Epilepsia. 51 (4), 592 (2010).</li><li>Zhu, C., 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=Evaluation+and+application+of+modularly+assembled+zinc-finger+nucleases+in+zebrafish.">Evaluation and application of modularly assembled zinc-finger nucleases in zebrafish.</a> Development. 138 (20), 4555 (2011).</li></ol>

Den ekstracellulære opptak metoden presentert her gjør en veldig følsom og rask analyse av hjernens aktivitet. Disse opptakene er analoge til elektroencefalografiske (EEG) overvåking vanligvis brukes for å evaluere tilstedeværelsen av unormal elektrisk utladning (dvs. anfall) i gnagermodeller av epilepsi 11 og pasienter 12. Ekstracellulære opptak kan kombineres med farmakologiske manipulasjoner, som vist her. Disse typer opptak kan også brukes til å evaluere potensielle epileptisk...

<table border="1"><tbody><tr><td> Navnet på reagensen </td><td> Selskapet </td><td> Katalognummer </td><td> Kommentarer (valgfritt) </td></tr><tr><td> Agarose lavtsmeltende </td><td> Fisher-Scientific </td><td> BP1360-100 </td><td> Oppløses i embryo media på 1,2% </td></tr><tr><td> Innspillingsmedium </td><td> Fisher-Scientific </td><td> BP3581, P330-3, BP410-1, BP214-500, D16-1, C77-500 </td><td> 1 mM NaCl, 2,9 mM KCl, 10 mM HEPES, 1,2 mM 2 MgCl, 10 mM Dekstrose, 2,1 mM CaCl 2 pH til ca 7,3 med 1 N NaOH </td></tr><tr><td> Tricaine </td><td> Argent Labs </td><td> MS-222 </td><td> 0,02% </td></tr><tr><td> α-bungarotoxin </td><td> Tocris Biovitenskap </td><td> 2133 </td><td> 1 mg / ml </td></tr><tr><td> Capillary glass tubing </td><td> Warner Instruments </td><td> G120TF-3 </td><td> Trekk til en motstand på 2 -7 MΩ </td></tr><tr><td> Patch klemme forsterker </td><td> Warner Instruments </td><td> PC-505B </td><td> Vi bruker en Warner forsterker i current-clamp modus, Gain satt til 2 mV / Pa og Bessel filter satt til 2K. Sammenlignbare modeller kan brukes i henhold til produsentens instruksjoner. </td></tr><tr><td> Filter / forsterker </td><td> Cygnus Technology </td><td> FLA-01 </td><td> Vi bruker en Cygnus pre-forsterker, Gain satt på 10-20, Cut-off frekvens satt til 1-2K, Notch filter IN. Sammenlignbare modeller kan brukes i henhold til produsentens instruksjoner. </td></tr><tr><td> Axon A / D styret og Axoscope programvare </td><td> Molecular Devices </td><td> Axon Digidata 1320A; Axoscope 8,2 </td><td> Data blir samlet inn i Axoscope hjelp gap-free kjøp modus, sampling på 10 kHz. Sammenlignbare modeller og programmer kan brukes i henhold til produsentens instruksjoner. </td></tr><tr><td> Eggevannet </td><td&gt; Instant Ocean </td><td></td><td> 3 g Instant Ocean havsalt, 2 ml 0,1% metylenblått i 10 ml avionisert vann </td></tr></tbody></table>

forebrain electrophysiological recording in larval zebrafish

Epilepsi påvirker nesten 3 millioner mennesker i USA og opp til 50 millioner mennesker verden over. Definert som forekomsten av spontane uprovoserte anfall, kan epilepsi erverves som følge av en fornærmelse mot hjernen eller en genetisk mutasjon. Arbeidet med å modellere anfall hos dyr har primært benyttet kjøpt fornærmelser (convulsant narkotika, stimulering eller hjerneskade) og genetiske manipulasjoner (antisens knockdown, homolog rekombinasjon eller transgenesis) i gnagere. Sebrafisk er et virveldyr modellsystem 1-3 som kan gi et verdifullt alternativ til gnager-baserte epilepsi forskning. Sebrafisk brukes mye i studiet av vertebrate genetikk eller utvikling, utviser en høy grad av genetisk likhet til pattedyr og uttrykke homologer for ~ 85% av de kjente humane enkelt-gen epilepsi mutasjoner. På grunn av sin lille størrelse (4-6 mm i lengde), kan sebrafisk larver opprettholdes i væske volumer så lavt som 100 ul under tidlig utvikling og arrayed i multi-brønn plater. Reagenser kan tilsettes direkte til oppløsningen hvor embryoer utvikler, forenkle legemiddeladministrasjon og muliggjør rask in vivo screening av testforbindelser 4. Syntetiske oligonukleotider (morpholinos), mutagenese, sink finger nuclease og transgene tilnærminger kan brukes til raskt å generere genet knockdown eller mutasjon i sebrafisk 5-7. Disse egenskapene råd sebrafisk studier en enestående statistisk maktanalyse fordel over gnagere i studiet av nevrologiske forstyrrelser slik som epilepsi. Fordi &quot;gullstandarden&quot; for epilepsi forskning er å overvåke og analysere unormale elektriske utladninger som kommer i en sentral hjernestruktur (dvs. anfall), en metode for å effektivt ta opp hjernens aktivitet i larve sebrafisk er beskrevet her. Denne metoden er en tilpasning av konvensjonelle ekstracellulære opptak teknikker og gir mulighet for stabil langsiktig overvåking av hjernens aktivitet i intakt sebrafisk larver. Srikelig opptak vises for akutte anfall indusert av bad anvendelse av convulsant narkotika og spontane anfall registrert i en genmodifisert fisk.

Eksempler på electrographic anfall-lignende utladning registrert i forhjernen av en agar-embedded sebrafisk larver er vist i figur 1. Stor-amplitude multi-topp burst utslipp i disse prøvene ble fremkalt av bad anvendelse av en convulsant narkotika, 40 mm pilokarpin (i A; 6 DPF) eller 1 mM picrotoxin (i B, 8 DPF). I disse innspillingene, immobilisert og agar-embedded sebrafisk overvåkes kontinuerlig i opptil 90 min. Fisk forblir levedyktig under disse opptaksforhold i opptil 24 timer. Medikamentene bl...

Watch this Scientific Journal Video about Forebrain Electrophysiological Recording in Larval Zebrafish at JoVE.com

Forebrain Electrophysiological Recording in Larval Zebrafish

En enkel metode for å registrere ekstracellulære felt potensialer i larve sebrafisk forhjernen beskrives. Metoden gir en robust<em&gt; In vivo</em&gt; Avlesing av anfall-lignende aktivitet. Denne teknikken kan brukes til genmodifisert sebrafisk larver bærer epilepsi-relaterte gener eller anfall fremkalt ved administrering av convulsant narkotika.

Forebrain Elektrofysiologisk opptak i larve Sebrafisk

Epilepsy affects nearly 3 million people in the United States and up to 50 million people worldwide. Defined as the occurrence of spontaneous unprovoked ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Time-lapse Live Imaging of Clonally Related Neural Progenitor Cells in the Developing Zebrafish Forebrain

Precise patterns of division, migration and differentiation of neural progenitor cells are crucial for proper brain development and function1,2. To ...

Simultaneous Electrophysiological Recording and Calcium Imaging of Suprachiasmatic Nucleus Neurons

Simultaneous electrophysiological and fluorescent imaging recording methods were used to study the role of changes of membrane potential or current in ...

Electrophysiological Recording in the Brain of Intact Adult Zebrafish

Elektro opptak i hjernen til Intakt Adult Sebrafisk

Previously, electrophysiological studies in adult zebrafish have been limited to slice preparations or to eye cup preparations and electrorentinogram ...

Electrophysiological Recording From Drosophila Labellar Taste Sensilla

Electrophysiological Recording From Drosophila Labellar Taste Sensilla

Elektro Opptak fra<em&gt; Drosophila</em&gt; Labellar Smak sensilla

The peripheral taste response of insects can be powerfully investigated with electrophysiological techniques. The method described here allows the ...

Spinal Cord Transection in the Larval Zebrafish

Spinal Cord tran i Larve Sebrafisk

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability ...

Simultaneous Electrophysiological Recording and Micro-injections of Inhibitory Agents in the Rodent Brain

Samtidig Elektro Opptak og Micro-injeksjoner av hemmende midler i gnager Brain

Here we describe a method for the construction of a single-use &#8220;injectrode&#8221; using commercially accessible and affordable parts. A probing ...

Electrophysiological Recording from Drosophila Trichoid Sensilla in Response to Odorants of Low Volatility

Electrophysiological Recording from Drosophila Trichoid Sensilla in Response to Odorants of Low Volatility

Elektrofysiologisk opptak fra<em&gt; Drosophila</em&gt; Trichoid Sensilla som svar på luktstoffer med lav volatilitet

Insects rely on their sense of smell to guide a wide range of behaviors that are critical for their survival, such as food-seeking, predator avoidance, ...

In Vivo Calcium Imaging of Lateral-line Hair Cells in Larval Zebrafish

I Vivo kalsium bildebehandling av Lateral linje hårcellene i larver sebrafisk

Sensory hair cells are mechanoreceptors found in the inner ear that are required for hearing and balance. Hair cells are activated in response to sensory ...

Investigating Long-term Synaptic Plasticity in Interlamellar Hippocampus CA1 by Electrophysiological Field Recording

Gransker langsiktig Synaptic plastisitet i Interlamellar hippocampus CA1 av elektrofysiologisk Field Recording

The study of synaptic plasticity in the hippocampus has focused on the use of the CA3-CA1 lamellar network. Less attention has been given to the ...

Wireless Electrophysiological Recording of Neurons by Movable Tetrodes in Freely Swimming Fish

Trådløs elektrofysiologisk innspilling av neurons av Movable Tetrodes i fritt svømming Fish

The neural mechanisms governing fish behavior remain mostly unknown, although fish constitute the majority of all vertebrates. The ability to record brain ...