Name: using enzyme-based biosensors to measure tonic and phasic glutamate in alzheimer's mouse models
Uploaded: 2017-05-03T13:00:00
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(; U54GM104942 MNR), NIA (MNR, R15AG045812), 알츠하이머 협회 (MNR, NIRG-12-242187), WVU 교수 연구 상원 그랜트 (MNR) 및 WVU PSCOR 보조금이 작품은 국립 일반 의학 연구소에 의해 지원되었다 (MNR).

1. 효소 또는 매트릭스 층과 미세 전극 배열을 코팅 <ol><li> 단백질 기질 용액을 제조 <ol><li> 소 혈청 알부민 (BSA) 10 ㎎을 칭량하여 1.5 mL로의 마이크로 원심 튜브로 옮긴다. </li><li> BSA를 포함하는 microcentrifuge 관에 DI 물 985 μL를 추가합니다. (BSA에 용해 될 때까지 1000 μL 피펫 ~ 3 회 피펫 팅하여 재) 수동 교반 용액을 혼합한다. 참고 : 용액에 공기를 도입 할 수있다 이렇게 같은 솔루?...

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	<li>Bito, L., Davson, H., Levin, E., Murray, M., Snider, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+concentrations+of+free+amino+acids+and+other+electrolytes+in+cerebrospinal+fluid,+in+vivo+dialysate+of+brain,+and+blood+plasma+of+the+dog.">The concentrations of free amino acids and other electrolytes in cerebrospinal fluid, in vivo dialysate of brain, and blood plasma of the dog.</a> J Neurochem. 13 (11), 1057-1067 (1966).</li><li>Cavus, I., 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=Extracellular+metabolites+in+the+cortex+and+hippocampus+of+epileptic+patients.">Extracellular metabolites in the cortex and hippocampus of epileptic patients.</a> Ann Neurol. 57 (2), 226-235 (2005).</li><li>Montgomery, A. J., Lingford-Hughes, A. R., Egerton, A., Nutt, D. J., Grasby, P. 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MEA를 기술은 시험 관내 및 생체 내에서 신경 전달 물질 방출 및 흡수 빠른 반응 속도의 측정을 허용한다. 따라서, 기술 토닉 신경 전달 물질의 농도를 포함하는 데이터 출력 유발 신경 전달 물질 방출, 및 신경 전달 물질 간극 다양한 생산한다. MEA의 사용이 상대적으로 복잡한 과정이기 때문에, 성공적인 사용을 위해 최적화 될 필요가있다 수많은 요인이있다. 예를 들어, 교정 ?...

뇌의 신경 전달 물질의 변화를 측정하는 것은 종종 신경 전달 물질 조절 곤란을 특징으로 중추 신경계 (CNS) 질환을 연구 신경 과학자을위한 필수적인 도구입니다. 고압 액체 크로마토 그래피 (HPLC / EC)와 함께 미세 투석은 세포의 신경 전달 물질의 레벨 1, 2의 변화를 측정하기 위해 가장 널리 사용되는 방법 하였지만 3, 4, 미세 투석 프로브의 공간 및 시간 해상도는 신경 전달에 적합하지 않을 수도 이러한 단단히 외 공간 (5, 6)에 규정되는 글루타메이트 등. 때문에 유전 촬상 최근의 진보, 생체 내에서의 글루타메이트를 매핑하는 데 사용할 수있는 추가의 방법이있다. 유 전적으로 인코딩 된 글루타메이트 형광성 리포터를 사용하여 (iGluSnFR)를D 이광자 촬상 연구자들은 시험 관내 및 생체 7, 8, 9 모두 뉴런 및 성상으로의 글루타메이트 방출을 시각화 할 수있다. 특히,이보다 넓은 시야에서 기록이 가능하며 뇌의 고유 연결을 방해하지 않습니다. 이러한 새로운 광학 기술의 글루타메이트 반응 속도와 감각 유발 반응과 신경 활동의 측정 시각화 할 수 있지만, 그들은 분리 된 뇌 영역의 세포 외 공간에서의 글루타메이트의 양을 정량화 할 수있는 능력이 부족하다. 다른 방법은 선택적으로 자기 - 참조 기록 방식의 사용을 통해 이러한 세포 외 글루타메이트 신경 전달 물질의 수준을 측정 할 수있는 효소 - 결합 된 미세 배열 (MEA)이다. MEA를 기술은 외상성 뇌 다음 세포의 글루타메이트의 변화를 연구하는 데 사용되었습니다노화 부상 10, 11, 12, 13, 14, 스트레스 (15, 16), 간질 (17), (18), 알츠하이머 병 (19), (20), 및 바이러스 성 미믹 (21)의 주입은 미세 투석에 내재하는 공간 및 시간 제한에 비해 개선을 나타낸다. 미세 투석은 시냅스 (22,23) 근처에 측정 할 수있는 능력을 제한하는 반면, MEA의 세포 외 글루타메이트의 선택적 유출 대책 근처 24, 25 시냅스 허용하는 높은 공간 해상도를 가지고있다. 둘째, 미세 투석 낮은 시간 해상도 (1 - 20 분)을 조사 할 수있는 능력을 제한범위 제 26 밀리 초에서 발생 글루타메이트 방출 및 클리어런스의 신속한 역학. 글루타메이트의 방출 또는 간극의 차이 글루타메이트 농도 쉬고 토닉의 측정에서 분명하지 않을 수도 있기 때문에 글루타메이트 방출 및 클리어런스를 직접 측정하는 것이 필수적 일 수있다. MEA를 인해 높은 시간 분해능 (Hz의 2)의 검출 하한 (&lt;1 μM)에 조치 허용한다. 셋째, MEA를는 래트 나 마우스 해마 같은 특정 뇌 영역 내에서 신경 전달 물질의 소 변형 검사 허용한다. 예를 들어, 세포 외 글루타메이트의 소 차이를 조사하기 위해, 우리는 별도로 치아 이랑 (DG)와, trisynaptic 회로 (27)를 통해 연결되어 해마의 cornu의 ammonis 3 (CA3)와 cornu ammonis 1 (CA1)를 타겟팅 할 수있는 MEA를을 사용. 주입 28 &lt;기인 - (4 mm 길이 1) 및 손상으로 인해 미세 투석 프로브의 크기/ SUP&gt;, 29, 소 지역적 차이는 해결하기 어렵다. 또한, 광학 시스템은 예컨대 자극 소 7을 허용하지 않는 수염 자극 또는 광 플리커 등의 외부 자극을 통해 자극을 허용한다. 다른 방법을 통해 다자간 환경의 최종 이익은 외적인 연결을 방해하지 않고 생체 내에서 이러한 하위 영역을 연구 할 수있는 기능입니다. 여기서는 세라믹 기반 다중 미세 이루어지는 MEA를 함께 결합하는 기록 시스템 (예 FAST16mkIII)는, 차분 검출 및 분석 신호로부터 제거 될 에이전트의 간섭을 허용하는 기록 위치에 도포 할 수있는 방법을 설명한다. 우리는 이러한 배열을 기초 amperometry-DG, CA3 내의 생체 글루타메이트 규제 연구 및 마취 RTG의 해마 CA1의 하위 영역에 사용할 수있는 증명 (TauP301L) 4510 마우스, 일반적으로 사용되는 m알츠하이머 병의 여러개 모델. 또, 릴루 졸과 쥐를 치료함으로써 글루타메이트 방출 및 클리어런스의 빠른 동역학에 MEA 시스템의 감도의 확인을 제공 시험관에 나타내는 약물 글루타메이트 방출을 감소시키고 글루타메이트 흡수 30, 31, 32, 33을 증가시키기 그리고 TauP301L 마우스 모델에서 생체 내에서 이러한 각각의 변화를 보여주는.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>FAST-16mkIII-8 channel</td>
			<td>Quanteon</td>
			<td>16mkIII</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microelectrode arrays</td>
			<td>CenMet</td>
			<td>W4 or 8-TRK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin (BSA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A-3059</td>
			<td>10 g (expires after 1 month)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutaraldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G-6257</td>
			<td>100 mL (expires after 6 months)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamate Oxidase</td>
			<td>US Biological or Sigma Aldrich</td>
			<td>G4001-01 or 100646</td>
			<td>50 UI (expires after 6 months)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton Syringes</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>#701</td>
			<td>2 syringes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>BDH</td>
			<td>UN1230</td>
			<td>4 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>m-Phenylenediamine dihydrochloride (mPD)</td>
			<td>ACROS Organics</td>
			<td>1330560250</td>
			<td>25 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reference Electrodes (RE-5B)</td>
			<td>BAS</td>
			<td>MF-2079</td>
			<td>3 electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stir plate</td>
			<td>Cole-parmer</td>
			<td>EW-04804-01</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G-1626</td>
			<td>100 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ascorbic Acid</td>
			<td>TCI</td>
			<td>50-81-7</td>
			<td>500 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dopamine Hydrochloride</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>62-31-7</td>
			<td>5 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perchloric acid</td>
			<td>VWR</td>
			<td>UN2920</td>
			<td>500 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Postassium chloride</td>
			<td>VWR</td>
			<td>7447-40-7</td>
			<td>1 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>VWR</td>
			<td>7647-40-7</td>
			<td>1 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td>MP</td>
			<td>153502</td>
			<td>100 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>BDH</td>
			<td>1310732</td>
			<td>500 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass pressure ejection pipettes</td>
			<td>CenMet</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sticky wax</td>
			<td>Kerrlab</td>
			<td>625</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsyringe</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>MF28G-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Modeling clay</td>
			<td>WalMart</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picospritzer III</td>
			<td>Parker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver wire</td>
			<td>AM systems</td>
			<td>782000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>BDH</td>
			<td>7647010</td>
			<td>2.5 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum wire</td>
			<td>AM Systems</td>
			<td>778000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solder gun</td>
			<td>Lowes or Home Depot</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multimeter</td>
			<td>WalMart</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PhysioSuite</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnoSuite</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic device</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Lab Standard</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meiji EMZ microscope</td>
			<td>Meiji</td>
			<td>EMZ-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>Micro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metricide</td>
			<td>Metrex</td>
			<td>102800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>VWR</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgery scissors</td>
			<td>VWR</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile cotton swabs</td>
			<td>Puritan</td>
			<td>25806</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye ointment</td>
			<td>Puralube Vet Ointment</td>
			<td></td>
			<td>Obtain from the vet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodine swabs</td>
			<td>VWR</td>
			<td>S48050</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol swabs</td>
			<td>Local drug store</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile surgery drape</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td>4410</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile saline</td>
			<td>Teknova</td>
			<td>S5815</td>
			<td>Can make own soltuion using filters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen Peroxide (3%)</td>
			<td>Local drug store</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Pad</td>
			<td>WalMart</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using enzyme-based biosensors to measure tonic and phasic glutamate in alzheimer's mouse models

신경 전달 물질 중단은 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 우울증, 불안의 기초가되는 병리의 역할을 주로 중추 신경계 (CNS) 질환의 주요 구성 요소입니다. 전통적으로, 미세 투석은이 질환에서 발생하는 신경 전달 물질의 변화를 검사하는 가장 일반적인 (찬양) 기술하고있다. 미세 투석은 조직의 넓은 영역에 걸쳐 천천히 1-20분 변화를 측정 할 수있는 능력을 가지고 있기 때문에, 그것은 잠재적으로 뇌와 느린 샘플링 기능 내에서 고유 연결을 파괴, 침입의 단점이있다. 비교적 새로운 기술은 미세 전극 배열 (MEA)가 그들이 발생하는 공간적 및 시간적 정확한 접근하게 이산 뇌 영역 내의 특정한 신경 전달 물질의 변화를 측정하기위한 많은 장점을 갖는다. 또한, MEA의를 사용하여 생체 내에서 신경 전달 물질의 변화의 측정을 허용 최소 침습적이다. 저희 연구실에서는, 우리는 헥타르알츠하이머 병의 병리와 관련된 신경 전달 물질 인 글루타메이트의 변화에 ​​특별히 관심을했습니다. 따라서, 여기에 설명 된 방법은 알츠하이머 병의 유전자 변형 마우스 모델에서의 글루타메이트의 잠재적 인 해마 중단을 평가하기 위해 사용되었다. 간단히, 방법은 관심과 배경 잡음 및 간섭 물질을 뺄 자체 참조 사이트를 사용하는 신경 전달 물질에 매우 선택적 효소와 다중 사이트 미세 전극을 코팅 포함 사용. 도금 및 교정 한 후, MEA는 마이크로 피펫으로 구성 될 수 있고, 정위 장치를 이용하여 관심있는 뇌 영역으로 낮췄다. 여기서, 상기 방법은 RTG (TauP301L) 4510 마우스를 마취하고 정확하게 해마의 서브 영역 (DG, CA1 및 CA3)를 대상으로하는 정위 장치를 사용하는 것 설명.

이 기술은 같은 외상성 뇌 손상, 노화, 스트레스, 그리고 간질 동물 모델의 많은 종류의 신호 글루타메이트의 변화를 측정 할 수 있지만, 여기에 우리는 MEA 기술은 유전자 변형 마우스 모델에서 글루타메이트의 변화를 검사하는 데 사용할 수있는 방법을 보여줍니다 인간 타우 병증 (19), (20). RTG를 (TauP301L)는 4510 마우스 염색체 17?...

Watch this Scientific Journal Video about Using Enzyme-based Biosensors to Measure Tonic and Phasic Glutamate in Alzheimer's Mouse Models at JoVE.com

Using Enzyme-based Biosensors to Measure Tonic and Phasic Glutamate in Alzheimer's Mouse Models

여기서는 토닉과 효소 결합 된 미세 배열 (MEA)를 사용하여 생체 내 세포 외 글루타메이트 phasic 변화를 측정하는 공간적 및 시간적 정확한 방법에 대한 설치 소프트웨어 탐색 및 데이터 분석을 기술한다.

효소 기반의 바이오 센서를 사용하면 알츠하이머 병 마우스 모델에서 토닉과 Phasic이 품목을 측정하는

Neurotransmitter disruption is often a key component of diseases of the central nervous system (CNS), playing a role in the pathology underlying ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Mouse Models of Periventricular Leukomalacia

Periventricular Leukomalacia의 마우스 모델

We describe a protocol for establishing mouse models of periventricular leukomalacia (PVL). PVL is the predominant form of brain injury in premature ...

연구

신경과학

Hyponeophagia: A Measure of Anxiety in the Mouse

Hyponeophagia : 마우스에서 불안의 측정

Before the present day, when fast-acting and potent rodenticides such as alpha-chloralose were not yet in use, the work of pest controllers was often ...

Detection of Neuritic Plaques in Alzheimer's Disease Mouse Model

알츠하이머 질병 마우스 모델에서 Neuritic Plaques의 감지

Alzheimer's disease (AD) is the most common neurodegenerative disorder leading to dementia. Neuritic plaque formation is one of the pathological hallmarks ...

GABA-activated Single-channel and Tonic Currents in Rat Brain Slices

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The GABAA channels are present in all neurons and are located both at synapses and outside of synapses where they generate phasic and tonic currents, ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

글루타민산 염과 GABA의 빠른 마이크로 이온 도입 : 시냅틱 통합을 조사하는 유용한 도구

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Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

마우스 해마에 올리고머 아밀로이드 - 베타의 정위 주입

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the ...

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Optogenetic 및 동결 골절 복제 Immunolabeling는 마우스 편도체에서 글루타메이트 수용체의 입력 특정 배열을 검사하기 위해 결합

Freeze-fracture electron microscopy has been a major technique in ultrastructural research for over 40 years. However, the lack of effective means to ...

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

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사용 보상 추구 행동의 변화를 측정하는 간단한 방법<em&gt; 노랑 초파리</em

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We ...

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글리신/D-떠들고와 조미료에 감도와 NMDA 수용 체를 공부 하는 높은 처리량 칼슘-플럭스 분석 결과

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Using Near-infrared Fluorescence and High-resolution Scanning to Measure Protein Expression in the Rodent Brain

근 적외선 형광 및 고 분해능 주사를 사용 하 여 설치류 뇌의 단백질 발현 측정

Neuroscience is the study of how cells in the brain mediate various functions. Measuring protein expression in neurons and glia is critical for the study ...