Name: in vivo two-photon imaging of experience-dependent molecular changes in cortical neurons
Uploaded: 2013-01-05T14:00:00
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Les auteurs tiennent à remercier L. Belluscio de matériel de tournage chirurgie, D. Kwon pour le tournage d&#39;assistance, K. Liu pour le montage vidéo assistance, et K. MacLeod pour toute la musique de fond. KW reconnaît le soutien généreux de la Division des programmes de recherche NIMH intra-muros et les gènes, Cognition et Psychosis Program. Ce travail a été soutenu par le Programme de recherche intra-muros NIMH (VC, YY, SMKW) et la Division NIAAA du programme de recherche intra-muros clinique et biologique (VC, RMC, DML).

Les procédures expérimentales décrites ci-dessous ont été approuvés par l&#39;Institut national de la santé mentale et des animaux comité sur l&#39;utilisation et sont conformes aux National Institutes of Health Guide pour le soin et l&#39;utilisation des animaux de laboratoire. 1. Préparation pré-opératoire <ol><li> Nettoyer tous les outils dans un stérilisateur à billes à chaud avant la chirurgie aseptique, nettoyer le site de la chirurgie avec de l&#39;éthanol à...

<ol>
	<li>Leslie, J. H., Nedivi, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-regulated+genes+as+mediators+of+neural+circuit+plasticity.">Activity-regulated genes as mediators of neural circuit plasticity.</a> Progress in neurobiology. 94 (3), 223-237 (2011).</li><li>Flavell, S. W., Greenberg, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Signaling+mechanisms+linking+neuronal+activity+to+gene+expression+and+plasticity+of+the+nervous+system.">Signaling mechanisms linking neuronal activity to gene expression and plasticity of the nervous system.</a> Annual review of neuroscience. 31, 563-590 (2008).</li><li>Guzowski, J. 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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=Time-lapse+imaging+of+disease+progression+in+deep+brain+areas+using+fluorescence+microendoscopy.">Time-lapse imaging of disease progression in deep brain areas using fluorescence microendoscopy.</a> Nature medicine. 17 (2), 223-228 (2011).</li><li>Stosiek, 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=In+vivo+two-photon+calcium+imaging+of+neuronal+networks.">In vivo two-photon calcium imaging of neuronal networks.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100 (12), 7319-7324 (2003).</li><li>Tian, 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=Imaging+neural+activity+in+worms,+flies+and+mice+with+improved+GCaMP+calcium+indicators.">Imaging neural activity in worms, flies and mice with improved GCaMP calcium indicators.</a> Nat. Methods. 6 (12), 875-881 (2009).</li></ol>

L&#39;imagerie in vivo méthode décrite ici permet l&#39;examen répété des changements d&#39;expression des gènes dans l&#39;arc les mêmes ensembles de neurones sur plusieurs jours chez l&#39;animal vivant. Il s&#39;agit d&#39;une méthode efficace et polyvalent pour obtenir des informations sur la plasticité neuronales liées à la dynamique moléculaire dans les neurones individuels en réponse à diverses expériences comportementales. Standard des méthodes histochimiques comme l&#39;hyb...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom de l&#39;équipement </td><td> Entreprise </td><td> Numéro de catalogue </td><td> Commentaires (optionnel) </td></tr><tr><td> FV1000 multi-photons microscope à balayage laser </td><td> Olympe </td><td> FV1000MPE </td><td> Imagerie </td></tr><tr><td> Microscope à dissection </td><td> Omano </td><td> 555V107 </td><td> Chirurgie </td></tr><tr><td> Stade de la chirurgie stéréotaxique pour la souris </td><td> Harvard Apparatus </td><td> 726335 </td><td> Chirurgie </td></tr><tr><td> 20X 25X ou objectif immersion dans l&#39;eau </td><td> Olympe </td><td> XLPL25XWMP </td><td> Imagerie </td></tr><tr><td> La platine du microscope avec tête de fixation cadre </td><td> Sur mesure </td><td> N / A </td><td> Imagerie </td></tr><tr><td> Pinces fines </td><td> Outils Fine Science </td><td> 11251-20 </td><td> Chirurgie </td></tr><tr><td> Foret fraise dentaire </td><td> Outils Fine Science </td><td> 19007-05 </td><td> Chirurgie </td></tr><tr><td> Caméra CCD </td><td> QImaging </td><td> QICAM 12-bit </td><td> Imagerie </td></tr></tbody></table>

in vivo two-photon imaging of experience-dependent molecular changes in cortical neurons

La capacité du cerveau de changer en réponse à l&#39;expérience est essentielle pour le fonctionnement sain du cerveau et des anomalies dans ce processus contribue à une variété de troubles neurologiques 1,2. Pour mieux comprendre les mécanismes par lesquels les circuits du cerveau réagissent à l&#39;expérience d&#39;un animal nécessite la capacité de surveiller les changements vécus par dépendantes moléculaires dans un ensemble donné de neurones, sur une période de temps prolongée, chez l&#39;animal vivant. Bien que l&#39;expérience et l&#39;activité neuronale associée est connu pour déclencher des changements d&#39;expression des gènes dans les neurones 1,2, la plupart des méthodes pour détecter ces changements ne permettent pas l&#39;observation répétée des mêmes neurones sur plusieurs jours ou qui n&#39;ont pas une résolution suffisante pour observer les neurones individuels 3 , 4. Nous décrivons ici une méthode qui combine in vivo microscopie à deux photons avec un journaliste codées génétiquement fluorescent pour suivre l&#39;expérience dépendant de changements d&#39;expression génétique dans les différents neurones corticaux au cours de la<html> cours de la journée-à-jour l&#39;expérience. L&#39;une des expériences bien établies qui dépendent gènes est régulée l&#39;activité protéine du cytosquelette associée (Arc) 5,6. La transcription d&#39;Arc est rapidement et fortement induite par l&#39;intensification de l&#39;activité neuronale 3, et son produit protéique régule l&#39;endocytose des récepteurs au glutamate et à long terme de plasticité synaptique 7. L&#39;expression d&#39;Arc a été largement utilisé comme un marqueur moléculaire pour cartographier les circuits neuronaux impliqués dans les comportements spécifiques 3. Dans la plupart de ces études, l&#39;expression Arc a été détecté par hybridation in situ ou immunohistochimie dans des coupes de cerveau fixes. Bien que ces méthodes ont révélé que l&#39;expression d&#39;Arc a été localisé à un sous-ensemble de neurones excitateurs après l&#39;expérience du comportement, la façon dont les modèles cellulaires d&#39;expression Arc pourrait changer avec de multiples épisodes d&#39;expériences répétées sur plusieurs jours ou distinctif n&#39;a pas été étudiée. ntent &quot;&gt; In vivo microscopie à deux photons offre un moyen puissant d&#39;examiner l&#39;expérience qui dépendent des changements cellulaires dans le cerveau 8,9 vivre. Afin de permettre l&#39;examen de l&#39;expression Arc de neurones vivants par microscopie à deux photons, nous avons déjà généré un knock- en ligne de la souris dans lequel un rapporteur GFP est placé sous le contrôle du promoteur endogène d&#39;arc 10. Ce protocole décrit la préparation et procédures chirurgicales pour le suivi de l&#39;expérience d&#39;imagerie dépendant de profils d&#39;expression Arc-GFP dans des ensembles de neurones chez l&#39;animal vivant. Dans ce procédé , chroniques fenêtres crâniennes ont d&#39;abord été implanté à Arc-GFP souris sur les régions corticales d&#39;intérêt. Ces animaux ont ensuite été reprises imagée par microscopie à deux photons après souhaités paradigmes comportementaux au cours de plusieurs jours. Cette méthode peut être applicable aux animaux porteurs d&#39;autres reporters fluorescents d&#39;expérience dépendant de changements moléculaires 4.

<html> Ce protocole décrit une méthode pour suivre l&#39;expérience qui dépendent des changements moléculaires dans les différents neurones corticaux dans les animaux vivants. Une fenêtre crânienne chronique est d&#39;abord créé sur une région corticale d&#39;intérêt dans une souris portant un rapporteur fluorescent de l&#39;expression génique. Microscopie à deux photons peut ensuite être couplé avec divers paradigmes comportementaux pour observer comportemental induit des changements moléculaires dans ...

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In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

Expérience dépendant des changements moléculaires dans les neurones sont essentiels pour la capacité du cerveau à s&#39;adapter en réponse à des problèmes de comportement. Un<em&gt; In vivo</emMéthode d&#39;imagerie&gt; à deux photons est décrit ici, qui permet le suivi de ces changements moléculaires dans les différents neurones corticaux par les journalistes génétiquement codés.

In Vivo Imagerie biphotonique d&#39;expérience qui dépendent des changements moléculaires dans les neurones corticaux

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

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

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Une technique de la fenêtre mince crâne pour chronique à deux photons In vivo</emImagerie> de Murine microglies dans les modèles de la neuro-inflammation

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

Recherche

Neurosciences

In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy

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Dans l&#39;imagerie in vivo de la moelle épinière de souris utilisant microscopie à deux photons

In vivo imaging using two-photon microscopy 1 in mice that have been genetically engineered to express fluorescent proteins in specific cell types 2-3 has ...

In Vivo Two-Photon Microscopy of Single Nerve Endings in Skin

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In Vivo microscopie à deux photons de terminaisons nerveuses dans la peau simples

Nerve endings in skin are involved in physiological processes such as sensing1 as well as in pathological processes such as neuropathic pain2. Their ...

Two-Photon in vivo Imaging of Dendritic Spines in the Mouse Cortex Using a Thinned-skull Preparation

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Deux-Photon<em&gt; In vivo</em&gt; Imagerie des épines dendritiques dans le cortex de souris utilisant un crâne-Diluée Préparation

In the mammalian cortex, neurons form extremely complicated networks and exchange information at synapses. Changes in synaptic strength, as well as ...

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Two-photon (2P) microscopy is utilized to reveal cellular dynamics and interactions deep within living, intact tissues. Here, we present a method for ...

Simultaneous Two-photon In Vivo Imaging of Synaptic Inputs and Postsynaptic Targets in the Mouse Retrosplenial Cortex

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Simultanée à deux photons<em&gt; In Vivo</em&gt; Imagerie d&#39;entrées synaptiques et les cibles postsynaptiques dans le Cortex Souris rétrosplénial

This video shows the craniotomy procedure that allows chronic imaging of neurons in the mouse retrosplenial cortex (RSC) using in vivo two-photon ...

Quantification of Filamentous Actin (F-actin) Puncta in Rat Cortical Neurons

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Two-photon Calcium Imaging in Neuronal Dendrites in Brain Slices

Imagerie biphotonique Calcium en Dendrites neuronales dans des tranches de cerveau

Calcium (Ca2+) imaging is a powerful tool to investigate the spatiotemporal dynamics of intracellular Ca2+ signals in neuronal dendrites. Ca2+ ...

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

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In Vivo Two-photon Imaging de neurones corticaux en souris néonatales

Two-photon imaging is a powerful tool for the in vivo analysis of neuronal circuits in the mammalian brain. However, a limited number of in vivo imaging ...

Transpupillary Two-Photon In Vivo Imaging of the Mouse Retina

Transpupillaire Imagerie in vivo à deux photons de la rétine de souris

The retina transforms light signals from the environment into electrical signals that are propagated to the brain. Diseases of the retina are prevalent ...