Name: intracerebroventricular injection of amyloid-&#946; peptides in normal mice to acutely induce alzheimer-like cognitive deficits
Uploaded: 2016-03-16T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Intracerebroventricular Injection of Amyloid-ÃŽÂ² Peptides in Normal Mice to Acutely Induce Alzheimer-like Cognitive Deficits at JoVE.com

Denne forskningen ble støttet av en bevilgning av Korea Health Technology R &amp; D-prosjektet gjennom Korea Health Industry Development Institute (KHIDI), finansiert av Helsedepartementet og velferd, Republikken Korea (tilskudd nummer: H14C04660000).

Alle dyreforsøk ble utført i samsvar med National Institutes of Health Guide for omsorg og bruk av forsøksdyr (NIH publikasjoner nr 8023, revidert 1978) og med Animal Care og bruk komité Institutional Animal Care og bruk komité Kist (Seoul, Korea). 1. Animal Forberedelse <ol><li> Forberede en gruppe på syv uker gamle ICR hannmus (eller C57BL / 6). </li><li> La musene går gjennom en akklimatiserings fremgangsmåte for 3-7 dager etter transport for å gjenopprette homeostase. Generelt, plasserer en gruppe...

<ol>
	<li>Kam, T. I., Gwon, Y., Jung, Y. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloid+beta+receptors+responsible+for+neurotoxicity+and+cellular+defects+in+Alzheimer's+disease.">Amyloid beta receptors responsible for neurotoxicity and cellular defects in Alzheimer's disease.</a> Cell Mol Life Sci. 71, 4803-4813 (2014).</li><li>Elder, G. A., Gama Sosa, M. A., De Gasperi, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgenic+mouse+models+of+Alzheimer's+disease.">Transgenic mouse models of Alzheimer's disease.</a> Mt Sinai J Med. 77, 69-81 (2010).</li><li>Bryan, K. J., Lee, H., Perry, G., Smith, M. A., Casadesus, G., Buccafusco, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Methods of Behavior Analysis in Neuroscience Frontiers in Neuroscience. , (2009).</li><li>Van Dam, D., De Deyn, P. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+in+the+drug+discovery+pipeline+for+Alzheimer's+disease.">Animal models in the drug discovery pipeline for Alzheimer's disease.</a> Br J Pharmacol. 164, 1285-1300 (2011).</li><li>Choi, J. W., Kim, H. Y., Jeon, M., Kim, D. J., Kim, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficient+access+to+highly+pure+beta-amyloid+peptide+by+optimized+solid-phase+synthesis.">Efficient access to highly pure beta-amyloid peptide by optimized solid-phase synthesis.</a> Amyloid. 19, 133-137 (2012).</li><li>Rahimi, F., Maiti, P., Bitan, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photo-induced+cross-linking+of+unmodified+proteins+(PICUP)+applied+to+amyloidogenic+peptides.">Photo-induced cross-linking of unmodified proteins (PICUP) applied to amyloidogenic peptides.</a> J Vis Exp. , (2009).</li><li>Kim, H. V., 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=Amelioration+of+Alzheimer's+disease+by+neuroprotective+effect+of+sulforaphane+in+animal+model.">Amelioration of Alzheimer's disease by neuroprotective effect of sulforaphane in animal model.</a> Amyloid. 20, 7-12 (2013).</li><li>Jackson, L. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=VTE+on+an+elevated+T-maze.">VTE on an elevated T-maze.</a> J Comp Psychol. 36, 9 (1943).</li><li>Kim, H. Y., 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=Taurine+in+drinking+water+recovers+learning+and+memory+in+the+adult+APP/PS1+mouse+model+of+Alzheimer's+disease.">Taurine in drinking water recovers learning and memory in the adult APP/PS1 mouse model of Alzheimer's disease.</a> Sci Rep. 4, 7467 (2014).</li><li>Paxinos, G., Franklin, B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Mouse Brain in Stereotaxic Coordinates. 2nd edn. , (2001).</li><li>Ledo, J. H., 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=Amyloid-beta+oligomers+link+depressive-like+behavior+and+cognitive+deficits+in+mice.">Amyloid-beta oligomers link depressive-like behavior and cognitive deficits in mice.</a> Mol Psychiatry. 18, 1053-1054 (2013).</li><li>Laursen, S. E., Belknap, J. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intracerebroventricular+injections+in+mice.+Some+methodological+refinements.">Intracerebroventricular injections in mice. Some methodological refinements.</a> J Pharmacol Methods. 16, 355-357 (1986).</li><li>Bromley-Brits, K., Deng, Y., Song, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morris+water+maze+test+for+learning+and+memory+deficits+in+Alzheimer's+disease+model+mice.">Morris water maze test for learning and memory deficits in Alzheimer's disease model mice.</a> J Vis Exp. , (2011).</li><li>Figueiredo, C. 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=Memantine+rescues+transient+cognitive+impairment+caused+by+high-molecular-weight+abeta+oligomers+but+not+the+persistent+impairment+induced+by+low-molecular-weight+oligomers.">Memantine rescues transient cognitive impairment caused by high-molecular-weight abeta oligomers but not the persistent impairment induced by low-molecular-weight oligomers.</a> J Neurosci. 33, 9626-9634 (2013).</li><li>Haley, T. J., McCormick, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacological+effects+produced+by+intracerebral+injection+of+drugs+in+the+conscious+mouse.">Pharmacological effects produced by intracerebral injection of drugs in the conscious mouse.</a> Br J Pharmacol Chemother. 12, 12-15 (1957).</li><li>Harkany, 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=Neuroprotective+approaches+in+experimental+models+of+beta-amyloid+neurotoxicity:+relevance+to+Alzheimer's+disease.">Neuroprotective approaches in experimental models of beta-amyloid neurotoxicity: relevance to Alzheimer's disease.</a> Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry. 23, 963-1008 (1999).</li><li>Wang, 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=The+allosteric+potentiation+of+nicotinic+acetylcholine+receptors+by+galantamine+ameliorates+the+cognitive+dysfunction+in+beta+amyloid25-35+i.c.v.-injected+mice:+involvement+of+dopaminergic+systems.">The allosteric potentiation of nicotinic acetylcholine receptors by galantamine ameliorates the cognitive dysfunction in beta amyloid25-35 i.c.v.-injected mice: involvement of dopaminergic systems.</a> Neuropsychopharmacology. 32, 1261-1271 (2007).</li><li>Yamada, K., Nabeshima, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+Alzheimer's+disease+and+evaluation+of+anti-dementia+drugs.">Animal models of Alzheimer's disease and evaluation of anti-dementia drugs.</a> Pharmacol Ther. 88, 93-113 (2000).</li><li>Cho, S. M., 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=Correlations+of+amyloid-beta+concentrations+between+CSF+and+plasma+in+acute+Alzheimer+mouse+model.">Correlations of amyloid-beta concentrations between CSF and plasma in acute Alzheimer mouse model.</a> Sci Rep. 4, 6777 (2014).</li></ol>

Det viktigste i denne protokollen er ICV injeksjon av Ap. Denne protokollen er utformet for å injisere Ap inn i ICV region av mus uten stereotaktiske instrumenter 11,12. Før et eksperiment, må en innledende periode med praksis injeksjoner med et blått farvestoff i stedet for Ap finne sted for å oppnå tilstrekkelig bevegelighet. Umiddelbart etter injeksjonen, er det nødvendig å kontrollere om pigmentet injeksjonen ble utført riktig. Forsiktig ta ut hjernen og sjekke om den aktuelle regionen ble farget...

Gitt at amyloid-β (Ap) er en patologisk kjennetegn på Alzheimers sykdom (AD), har utviklingen av AD dyremodeller fokusert på nevrale overekspresjon av Ap. Ettersom mutasjoner i amyloid forløper protein (APP) eller presenilin (PS) føre til forstyrrelse av Ap likevekt og til slutt til patogenesen av familiær AD 1, har musemodeller som omfatter APP eller PS-genmutasjoner blitt generelt akseptert. Blant det store utvalget av transgene mus, prototypiske musemodeller inkluderer følgende: TG2576, PDAPP, APP / PS1 og APP23. I hjernen, disse mus oppviser generelt Ap aggregering og til slutt senile plakk; plakkdannelse er etterfulgt av en betydelig kognitiv svikt, slik at de viser dårlig ytelse i atferdstester for læring og hukommelse. Den generasjonen av å bruke transgene mus som naturlig etterligne menneskelig AD patologi har dermed bidratt til AD forskning samfunnet ved å tillate oss å overvåke utviklingen av diSease. Imidlertid, ved bruk av transgene mus er uøkonomisk og tidkrevende fordi det tar måneder for mus å utvikle Ap-plakk, og enda lenger for å vise Ap-induserte synaptiske eller unormal oppførsel 2,3. Opprinnelig utviklet som et alternativ til å overvinne svakhetene i transgene musemodeller, er ikke-transgene modeller også ofte brukt på grunn av deres distinkte fordeler. Patogen-indusert AD-modeller kan fremstilles ved direkte injeksjon av Ap i hjernen, mens AD-lignende kognitive mangler kan også utløses av andre kjemiske og fysikalske midler, for eksempel injeksjon av nevrotoksiske forbindelser slik som scopolamin, induksjon av lesjoner i kognisjon relaterte områder som hippocampus, eller ved kortikal skade fire. Men den ikke-patogene induksjon av kognitiv svikt ikke nøyaktig gjenspeiler fundamentale patofysiologien av AD; i stedet, det bare etterligner sine symptomatiske resultater. I motsetning til dette, et patogen-indusert AD modellen, A46; -injected musemodell, kan ikke bare vise AD-lignende unormal oppførsel, men kan også vise Ap patologi, den felles trekk deles av familiær og sporadisk AD. Til tross for vanskeligheten med å visualisere Ap-plakk i hjernevevet, er den største fordelen med Ap-injiserte modell som gjør det attraktivt for AD undersøkelse dens kontrollerbarhet. Forskere kan luke ut de individuelle forskjellene i musemodeller som kan føre til feilaktige data i narkotikarelaterte studier. Betimelig medikamentbehandling er aktivert avhengig av mekanismen av legemiddelkandidat; å utdype, kan en inhibitor av Ap aggregering påføres før injeksjonen av Ap. I tillegg kan undersøkere anta at den patogene transformasjon som oppstår etter injeksjon Ap er avledet fra Ap eksponering fordi de andre faktorene er strengt kontrollert, inkludert individuelle forskjeller. I denne protokollen, en levende beskrivelse av how å indusere en AD-lignende fenotype i normale mus via Ap intracerebroventrikulær (ICV) injeksjon uten stereotaktiske instrumenter er presentert. Minimalisering av innsettings-fremkalt skade på hjernevevet er avgjørende for å hindre muligheten for strukturelle skader og lesjon-indusert inflammasjon. En mangel på dyktighet i mus håndtering fører til uventede neuronal skade. Videre teknikker som muliggjør passende vinkel og dybde som skal oppnås i løpet av injeksjonen er spesielt viktig for å omgå hyppige feil. I tillegg til et detaljert, levende forklaring av ICV injeksjon, er påliteligheten av modellen produsert av følgende protokoll også illustrert i følgende avsnitt. Den følgende protokollen kan være en pålitelig og lett forståelig verktøy som bidrar til AD forskning, for derved å tilveiebringe en byggestein som kan til slutt føre til en meningsfylt oppdagelse for AD samfunnet.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="1106">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:300px;">ICR mouse</td>
			<td style="width:155px;">Orientbio</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:532px;">male, 6~8 weeks, 27~29 g of body weight</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">C57BL/6 mouse</td>
			<td>Orientbio</td>
			<td></td>
			<td>male, 6~8 weeks, 21~23 g of body weight</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Amyloid-beta1-42</td>
			<td>in house synthesis</td>
			<td>n.a.</td>
			<td>stock concentration: 1 mM/DMSO, injected concentration: 100 &#956;M/10% DMSO and 90% PBS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">ICV injection syringe (26s gauge)</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80308</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Evans blue dye (EBD)</td>
			<td>abcamBIochemicals</td>
			<td>ab120869</td>
			<td>1 % EBD in PBS</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">DMSO</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D2650</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">PBS</td>
			<td>gibco</td>
			<td>10010-023</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Gradi-GelTM II Gradient PAGE Analysis Kit</td>
			<td>ELPiS Biotech</td>
			<td>EBS-1056</td>
			<td>15% Gel</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Precision Plus ProteinTM Dual Xtra Standards</td>
			<td>Bio-Rad</td>
			<td>161-0377</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Silver-Staining Kit</td>
			<td>GE-Healthcare</td>
			<td>17-1150-01</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

intracerebroventricular injection of amyloid-&#946; peptides in normal mice to acutely induce alzheimer-like cognitive deficits

Amyloid-&#946; (A&#946;) is a major pathological mediator of both familial and sporadic Alzheimer's disease (AD). In the brains of AD patients, progressive accumulation of A&#946; oligomers and plaques is observed. Such A&#946; abnormalities are believed to block long-term potentiation, impair synaptic function, and induce cognitive deficits. Clinical and experimental evidences have revealed that the acute increase of A&#946; levels in the brain allows development of Alzheimer-like phenotypes. Hence, a detailed protocol describing how to acutely generate an AD mouse model via the intracerebroventricular (ICV) injection of A&#946; is necessary in many cases. In this protocol, the steps of the experiment with an A&#946;-injected mouse are included, from the preparation of peptides to the testing of behavioral abnormalities. The process of preparing the tools and animal subjects before the injection, of injecting the A&#946; into the mouse brain via ICV injection, and of assessing the degree of cognitive impairment are easily explained throughout the protocol, with an emphasis on tips for effective ICV injection of A&#946;. By mimicking certain aspects of AD with a designated injection of A&#946;, researchers can bypass the aging process and focus on the downstream pathology of A&#946; abnormalities.

Denne delen viser eksempler på resultater som kan oppnås ved bekreftelse av Ap aggregering og Y-labyrint vurdering av hukommelsessvikt. Ved hjelp av full-lengde Ap (1-42) peptid med 42 aminosyrer, blanding av Ap-monomerer, oligomerer, og fibriler (figur 3) ble fremstilt. Gjennom HFIP-indusert monomerization trinnet, ble relativt homogene monomerer (Lane B) oppnådd. Etter 7 dagers inkubasjonstid, ulike størrelser av Ap-aggregater (Lane C) utviklet. Trimerer og tetrame...

Watch this Scientific Journal Video about Intracerebroventricular Injection of Amyloid-ÃŽÂ² Peptides in Normal Mice to Acutely Induce Alzheimer-like Cognitive Deficits at JoVE.com

Intracerebroventricular Injection of Amyloid-ÃƒÅ½Ã‚Â² Peptides in Normal Mice to Acutely Induce Alzheimer-like Cognitive Deficits

Den amyloid-β (Ap) -injected dyremodell gjør administrasjonen av en definert mengde og arter av Ap-fragmenter og reduserer individuelle forskjeller innen hver studie gruppe. Denne protokollen beskriver intracerebroventrikulær (ICV) injeksjon av Ap uten stereotaktiske instrumenter, slik at produksjon av abnormiteter Alzheimer-lignende adferds hos normale mus.

Intracerebroventrikulær Injeksjon av amyloid-beta Peptider i normale mus til Akutt Fremkall Alzheimer-lignende kognitive mangler

Amyloid-&#946; (A&#946;) is a major pathological mediator of both familial and sporadic Alzheimer's disease (AD). In the brains of AD patients, ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Intracerebroventricular Injection of Amyloid-&#946; Peptides in Normal Mice to Acutely Induce Alzheimer-like Cognitive Deficits

Intracerebroventricular Viral Injection of the Neonatal Mouse Brain for Persistent and Widespread Neuronal Transduction

Intracerebroventrikulær Viral Injeksjon av Neonatal Mouse Brain for Vedvarende og Utbredt Neuronal Transduksjon

With the pace of scientific advancement accelerating rapidly, new methods are needed for experimental neuroscience to quickly and easily manipulate gene ...

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Electrophysiological Method for Recording Intracellular Voltage Responses of Drosophila Photoreceptors and Interneurons to Light Stimuli In Vivo

Elektro Metode for opptak Intracellulær spenningsreaksjoner av<em&gt; Drosophila</em&gt; Fotoreseptorer og interneurons til lys stimuli<em&gt; I Vivo</em

Voltage responses of insect photoreceptors and visual interneurons can be accurately recorded with conventional sharp microelectrodes. The method ...

Whole-cell Currents Induced by Puff Application of GABA in Brain Slices

Hele celle strøm av Puff søknad GABA i hjernen skiver

Pharmacological administration is commonly used when conducting whole-cell patch-clamp recording in brain slices. One of the best methods of drug ...

Intracerebroventricular Treatment with Resiniferatoxin and Pain Tests in Mice

Intracerebroventrikulær behandling med harpiksiferatoxin og smertetester hos mus

The transient receptor potential vanilloid type 1 (TRPV1), a thermosensitive cation channel, is known to trigger pain in the peripheral nerves. In ...

Inter-Brain Synchrony in Open-Ended Collaborative Learning: An fNIRS-Hyperscanning Study

Synkron mellom hjerner i åpen samarbeidslæring: En fNIRS-hyperskanningsstudie

fNIRS hyperscanning is widely used to detect the neurobiological underpinnings of social interaction. With this technique, researchers qualify the ...

How to Calculate and Validate Inter-brain Synchronization in a fNIRS Hyperscanning Study

Hvordan beregne og validere inter-hjernesynkronisering i en fNIRS Hyperscanning Study

The dynamics between coupled brains of individuals have been increasingly represented by inter-brain synchronization (IBS) when they coordinate with each ...

Measurement of the Directional Information Flow in fNIRS-Hyperscanning Data using the Partial Wavelet Transform Coherence Method

Måling av retningsinformasjonsflyten i fNIRS-Hyperscanning-data ved hjelp av metoden for delvis wavelettransformasjon

Social interaction is of vital importance for human beings. While the hyperscanning approach has been extensively used to study interpersonal neural ...

Intracerebroventricular Delivery of Gut-Derived Microbial Metabolites in Freely Moving Mice

Intracerebroventrikulær levering av tarmavledede mikrobielle metabolitter i fritt bevegelige mus

The impact of gut microbiota and their metabolites on host physiology and behavior has been extensively investigated in this decade. Numerous studies have ...

Dual-Task Stroop Paradigm for Detecting Cognitive Deficits in High-Functioning Stroke Patients

Dual-task Stroop Paradigme for å oppdage kognitive underskudd hos velfungerende slagpasienter

General clinical cognitive assessment scales are not sensitive enough to cognitive impairment in high-functioning stroke patients. The dual-task ...

Extracellular Electrophysiological Recording in the Motor Cortex of Mice

Multichannel Extracellular Recording in Freely Moving Mice

Advancements in Multichannel Extracellular Recording for Studying Neuronal Activity in Freely Moving Mice (Video) | JoVE

Flerkanals ekstracellulært opptak i fritt bevegelige mus

The protocol aims to uncover the properties of neuronal firing and network local field potentials (LFPs) in behaving mice carrying out specific tasks by ...