Name: functional interrogation of adult hypothalamic neurogenesis with focal radiological inhibition
Uploaded: 2013-11-14T22:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Functional Interrogation of Adult Hypothalamic Neurogenesis with Focal Radiological Inhibition at JoVE.com

Мы благодарим С. Montojo, J. Рейес, М. Armour для технических консультаций и помощи. Эта работа была поддержана американского Национального института здравоохранения гранта F31 NS063550 (до DAL), премию Василия О&#39;Коннор Стартер Scholar и дотаций из Klingenstein фонда и NARSAD (в SB). СО является Кека Заслуженный молодой ученый в медицинских исследований.

Животное Статистика Получить одобрение от институциональной уходу и использованию животных комитета по протоколам стандарта уход и использование. Ток был разработан протокол для облучения координационных исследований по 5.5-10 недельных взрослых C57BL6 / J мышей, как описан?...

КТ наведением фокусное облучение (CFIR) является новым и полным системный подход способен обеспечить поля излучения на цели в небольших животных при роботизированной контроля с использованием CT-руководство 32. Возможность CFIR доставить высоко сфокусированные пучки малого животных...

Недавние открытия показали, что мозг взрослого человека млекопитающих может пройти значительную степень пластичности. Нейроны взрослых, родившихся генерируются в течение взрослой жизни в специализированных нишах мозге млекопитающих 1. Что такое функция этих взрослых, родившихся нейронов? И тем более, они играют важную роль в физиологии и поведения? Исследования на эту тему традиционно сосредоточены на субвентрикулярной зоне боковых желудочков и под зернистым зоне гиппокампа, однако недавние исследования характеризуется нейрогенез в других регионах мозга, таких как гипоталамус млекопитающих 2. Нейрогенез сообщалось в послеродовом и взрослых гипоталамуса 2-10, и функция этих новорожденных нейронов гипоталамуса остается активной областью исследования. Функциональная характеристика взрослых, родившихся нейронов остается сложной задачей для области нейронаук в целом. Селективное ингибирование спецификацииБР нейронные популяции предшественников остается ограниченным из-за отсутствия доступных молекулярных маркеров, которые уникальны для отдельных нейронных популяций предшественников 11. Таким образом, избирательное удаление взрослых, родившихся нейронов из этих нервных клеток-предшественников через генетического таргетинга по-прежнему трудно. Кроме того, вирусная доставка целевой взрослых, родившихся нейронов страдает от потенциальных вмешивающихся факторов, таких как введение травмы и воспаления в окружающую среду 12. Новые радиологические инструменты появляются, однако, что позволяют обойти эти смешивает и исследовать эти вопросы через точной и достоверной анатомической адресности в мелких животных. Ионизирующее излучение подавляет рождение и дифференцировку новых нейронов, и позволяет неинвазивным методом целевой популяциями нейронов предшественников 13-15. В последнее время мы описали зародышевый область млекопитающих гипоталамо срединного возвышения (ME), что мы назвали гипоталамо пролиферативный зону (СЗЗ) 2 </suр&gt;. Мы обнаружили, что, когда молодые взрослые самки мышей были даны высоким содержанием жиров (HFD), уровни нейрогенеза в HFD-кормили мышей были существенно выше, чем их нормального чау (NC) кормили управления в этой ME области 2. Чтобы проверить, регулирует ли взрослый нейрогенез в гипоталамо МНЕ обмен веществ и вес, мы пытались сорвать этот процесс. Средний возвышение небольшой односторонний структура на базе третьего желудочка, из которого регулирующие гормоны освобождены. Для того, чтобы ингибировать пролиферацию и последующий нейрогенез без изменения других физиологических функций этой области мозга, мы разработали неинвазивный фокусное технику облучения они избирательно ингибируют рождение новорожденных взрослых нейронов в гипоталамо срединного возвышения 2. Ряд групп использовали излучение для подавления нейрогенеза в канонических областях 14-28. Однако, предыдущие радиологические подходы, как правило, направлены большие площади, или Ofteн непреднамеренно также направлены несколько областей мозга, где нейрогенез Сообщалось, что затрудняет однозначно связать любые поведенческие недостатков, отмеченных с дефектами в конкретных нейронных популяций предшественников. Способность к более целенаправленной облучения обеспечивается радиологических платформ, которые сочетают C omputer томографии наведением изображений с е Öçal луч ИК-излучения (CFIR) поставки для точного анатомические таргетинга 29-36. Радиационные лучи, как маленькие, как 0,5 мм в диаметре доступны для решения конкретных нейронных популяций предшественников 35. Эта методология позволяет целевой гипоталамо ME и арестовать пролиферацию и блокировать нейрогенез у мелких животных. После лучевой терапии на этих популяций предшественников, физиологические и поведенческие тесты могут быть выполнены, чтобы осветить потенциальное функцию взрослых, родившихся клеток. Фокусное таргетинг особенно важно для нашего приложения, так какгипофиз находится недалеко от гипоталамуса срединного возвышения; облучение гипофиза может повлиять гормональную функцию, а затем смешал результаты. Биологическая основа для подавления нейрогенеза после облучения все еще остается неясным. Предыдущие исследования излучения полагались на крупных пучков области, и пришли к выводу, что подавление нейрогенеза опосредуется через воспалительной реакции 14, 37. Таким образом неясно, может ли высоко фокусное облучение подавляет нейрогенез, так как он не вызывает существенного воспалительную реакцию. Однако, недавние исследования нашей группы классического нейрогенной области в гиппокампе продемонстрировали, что высоко фокусное облучение в дозе 10 Гр может подавить нейрогенез в течение по крайней мере 4 недели после облучения 35. Чтобы допросить функцию взрослых, родившихся нейронов гипоталамуса в срединном возвышении, мы используем точность излучения дevice способных доставлять компьютерной томографии в сочетании с пучков излучения малого диаметра для ингибирования ME нейрогенез. Использование рентгеновской трубки, прикрепленный к гентри, который вращается в диапазоне 360 °, мы предлагаем дуги луча микро облучения пучком с использованием робота контролируемой стадии образца, что позволяет вращение у животного в течение лучевой терапии (рис. 1) . С высоким разрешением рентгеновский детектор используется для получения изображения, когда козловой находится в горизонтальном положении 33. Для этого исследования, изображения CT были реконструированы с изотропным размера воксела 0,20 мм. На бортовой съемочной КТ позволило идентифицировать цели в то время как животное находится в положении лечения. Цель была локализована с помощью дозы планирует навигационное программное обеспечение КТ, который был включен с нашим коммерчески доступного радиологического платформы. После локализации рентабельность инвестиций по компьютерной томографии, животное было перемещено в соответствующее положение лечения по роботизированной стадии образца, который имеет четыре градРис свободы (X, Y, Z, θ). Благодаря сочетанию козловых и сценических робот углами, балки могут быть доставлены из почти любом направлении по отношению к животному, и Стереотаксические дугообразных лечения возможны 29. По этим и всем другим визуальных исследований, мыши были помещены в иммобилизации устройство, которое позволяет доставку анестетика изофлурана газа при ограничении движения. Иммобилизация кровать КТ совместимы, и подключается к роботизированной стадии образца 34. Мы ожидаем, что CFIR обеспечит концептуальные достижения в ряде областей исследований. Хотя мы используем радиологического нападения на гипоталамо срединного возвышения в качестве доказательства принципа этой техники, CFIR можно использовать для целевой любую область тела любого малого модельного организма в принципе. В неврологии, например, мы предполагаем этот метод может быть использован для оценки функции активно пролиферативных популяции клеток-предшественников, которые были предложены в сут в других circumventricular органов, таких, как площадь postrema 38, 39, subfornical органа 40 и гипофиза 41. Многолетние споры, касающиеся функциональной роли взрослого нейрогенеза и выявление причинную роль в поведении могут также теперь будет лучше решать. В певчих птиц, эта техника может рассмотреть роль взрослого нейрогенеза в поддержании прочной и сезонный поведение пение птиц 42, который был затруднен из-за способности селективно ингибировать нейрогенез в конкретных областях мозга. Понимание этого надежную модель поведения может пролить новый взгляд на роль взрослого нейрогенеза в регулировании других половой диморфизм поведения. Кроме того, в метаболической области, CFIR могут быть использованы для изучения аспектов роли пролиферации гепатоцитов и его роль в метаболизме и энергетического баланса. Возможность для концептуального заранее в нескольких научно-исследовательских дисциплин усиливается введением этой техники. <p class= &quot;Jove_content&quot;&gt; В этой статье мы продемонстрировать возможности CFIR для точного анатомического таргетирования координационного пучка облучения. Хотя мы изначально разработали этот небольшой радиационной животных исследовательскую платформу (SARRP) для наших исследований, другие подобные устройства в настоящее время коммерчески доступны, которые могут выполнить аналогичные КТ наведением фокусное облучение 43, 44. Таким образом, мы обобщаем этот протокол CFIR с шагов, необходимых для всех научно-исследовательских платформ, а не, специфичные к SARRP. Преимущества CFIR по сравнению с предыдущими радиологических подходов к ингибируют нейрогенез в том, что этот метод позволяет трехмерное объемное руководство изображения для локализации и адресности дозы, конформной доза снижает воздействие nontargeted областях мозга, и геометрия высокая точность луч позволяет конформной распределения дозы с Границы острые лучевые. Мы выделяем, как использовать КТ наведением изображений целевой дозы к определенному анатомической области, и на этом, как визуализировать излучениедозы распределение непосредственно в ткани с помощью иммуногистохимического окрашивания для γ-H2AX, маркера двухцепочечной ДНК разрывов 35, 45-48. Использование такого подхода для селективного облучения нейрогенных ниш может иметь существенные последствия в выявлении функциональной роли новых взрослых, родившихся нейронов на физиологии и болезней.

<table border="1">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Name of the reagent</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SARRP research platform</td>
			<td>Xstrahl</td>
			<td>RS225A</td>
			<td><a href="http://www.xstrahl.com/xstrahlrs225.htm" target="_blank">http://www.xstrahl.com/xstrahlrs225.htm</a></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SARRP irradiation bunker</td>
			<td>Xstrahl</td>
			<td></td>
			<td>Optional, but radiation exposure should be contained with alternative lead shielding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>GAF chromic film</td>
			<td>IPS</td>
			<td>GAFchromic ETB2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse phantom</td>
			<td>Gammex</td>
			<td>457</td>
			<td>Purchase 0.5 cm x 30 cm x 30 cm solid water slabs from Gammex and cut to desired size.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mouse anti-phospho-histone H2AX Ser139 antibody</td>
			<td>Millipore, Inc.</td>
			<td>05-636</td>
			<td>clone JBW301</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High-fat rodent diet</td>
			<td>Research Diets</td>
			<td>D12492i</td>
			<td>60% of the calories as fat, food should be irradiated</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Isoflurane</td>
			<td>Baxter Healthcare Corporation</td>
			<td>10019-360-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.01 M Sodium citrate</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>1.471 g of sodium citrate dissolved in 500 ml deionized water</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superfrost Plus slides</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-550-15</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAPI</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>nuclear counterstain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mounting medium</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Vectashield or Gelvatol is preferred</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

functional interrogation of adult hypothalamic neurogenesis with focal radiological inhibition

Функциональная характеристика взрослых, родившихся нейронов остается сложной задачей. Подходы к ингибирует нейрогенез через инвазивной вирусной поставки или трансгенных животных имеют потенциальные путает, которые делают интерпретацию результатов этих исследований трудно. Новые радиологические инструменты появляются, однако, что позволяют неинвазивно исследовать функцию отдельных групп взрослых, родившихся нейронов через точной и достоверной анатомической адресности в мелких животных. Фокусное ионизирующего излучения подавляет рождение и дифференцировку новых нейронов, и позволяет адресности конкретных регионах нейронных предшественников. Для того, чтобы осветить потенциальное функциональную роль, что взрослые гипоталамо нейрогенез играет в регуляции физиологических процессов, мы разработали неинвазивный фокусное технику облучения они избирательно ингибируют рождение взрослых, родившихся нейронов в гипоталамо срединного возвышения. Мы опишем метод для C omputer томография наведениеме Ocal ИК-излучения (CFIR) доставка для точного и точную анатомическую ориентации у мелких животных. CFIR использует трехмерную объемную руководство изображения для локализации и адресности дозы облучения, минимизирует радиационного облучения nontargeted областях мозга, и позволяет конформной распределения дозы с границами острыми пучка. Этот протокол позволяет задать вопросы относительно функции взрослых, родившихся нейронов, но и открывает области на вопросы в областях радиобиологии, биологии опухоли, и иммунологии. Эти радиологические инструменты будут содействовать переводу открытий на скамейке к постели.

Оценка КТ наведением Таргетинг и точность Механическое калибровка системы является критическим для обеспечения того, чтобы лучи от различных углов все пересекаются в одной точке. Калибровка была выполнена с полуавтоматической метода визуализации на основе, где точност...

Watch this Scientific Journal Video about Functional Interrogation of Adult Hypothalamic Neurogenesis with Focal Radiological Inhibition at JoVE.com

Functional Interrogation of Adult Hypothalamic Neurogenesis with Focal Radiological Inhibition

Функция взрослых, родившихся нейронов млекопитающих остается активной областью исследования. Ионизирующее излучение подавляет рождение новых нейронов. Использование компьютерной томографии наведением фокусное облучение (CFIR), трехмерные анатомические нападения на конкретных нейронных популяций предшественников теперь могут быть использованы для оценки функциональной роли взрослого нейрогенеза.

Функциональная Допрос взрослых гипоталамуса нейрогенеза с Focal радиологической ингибирования

The functional characterization of adult-born neurons remains a significant challenge. Approaches to inhibit adult neurogenesis via invasive viral ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Functional Mapping with Simultaneous MEG and EEG

Функциональные карты с одновременным МЭГ и ЭЭГ

We use magnetoencephalography (MEG) and electroencephalography (EEG) to locate and determine the temporal evolution in brain areas involved in the ...

Imaging Calcium Responses in GFP-tagged Neurons of Hypothalamic Mouse Brain Slices

Изображениями кальция Ответы на GFP с метками нейроны гипоталамуса фрагменты мозга мыши

Despite an enormous increase in our knowledge about the mechanisms underlying the encoding of information in the brain, a central question concerning the ...

Heat-Induced Antigen Retrieval: An Effective Method to Detect and Identify Progenitor Cell Types during Adult Hippocampal Neurogenesis

Traditional  methods of immunohistochemistry (IHC) following tissue fixation allow visualization  of various cell types. These typically proceed with the ...

Methods for the Modulation and Analysis of NF-&#954;B-dependent Adult Neurogenesis

Методы модуляции и анализа NF-kB-зависимой нейрогенез

The hippocampus plays a pivotal role in the formation and consolidation of episodic memories, and in spatial orientation. Historically, the adult ...

Functional Imaging of Auditory Cortex in Adult Cats using High-field fMRI

Функциональной визуализации из слуховой коры у взрослых кошек с использованием высокого поля МРТ

Current knowledge of sensory processing in the mammalian auditory system is mainly derived from electrophysiological studies in a variety of animal ...

Stab Wound Injury of the Zebrafish Adult Telencephalon: A Method to Investigate Vertebrate Brain Neurogenesis and Regeneration

Ножевое ранение Травма данио рерио взрослых мозге: Метод по расследованию позвоночных мозг нейрогенеза и Регенерация

Adult zebrafish have an amazing capacity to regenerate their central nervous system after injury. To investigate the cellular response and the molecular ...

Multi-photon Intracellular Sodium Imaging Combined with UV-mediated Focal Uncaging of Glutamate in CA1 Pyramidal Neurons

Многофотонная внутриклеточного натрия изображений сочетании с УФ-опосредованного Focal Uncaging глутамата в СА1 пирамидальных нейронов

Multi-photon fluorescence microscopy has enabled the analysis of morphological and physiological parameters of brain cells in the intact tissue with high ...

Immunohistochemistry and Multiple Labeling with Antibodies from the Same Host Species to Study Adult Hippocampal Neurogenesis

Иммуногистохимия и множественные Маркировка с антителами из того же вида-хозяина по изучению взрослых гиппокампа нейрогенеза

Adult neurogenesis is a highly regulated, multi-stage process in which new neurons are generated from an activated neural stem cell via increasingly ...

Assessing Primary Neurogenesis in Xenopus Embryos Using Immunostaining

Assessing Primary Neurogenesis in Xenopus Embryos Using Immunostaining

Оценка первичного нейрогенеза в<em&gt; Xenopus</em&gt; Эмбрионы Использование Иммунологическое

Primary neurogenesis is a dynamic and complex process during embryonic development that sets up the initial layout of the central nervous system. During ...

Online Transcranial Magnetic Stimulation Protocol for Measuring Cortical Physiology Associated with Response Inhibition

Онлайн транскраниальной магнитной стимуляции протокол для измерения корковых физиологии, связанные с ингибированием ответ

We describe the development of a reproducible, child-friendly motor response inhibition task suitable for online Transcranial Magnetic Stimulation (TMS) ...