Name: personalized needles for microinjections in the rodent brain
Uploaded: 2018-01-24T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Personalized Needles for Microinjections in the Rodent Brain at JoVE.com

Эта работа была поддержана грант от Европейского сообщества [FP7-человек-2011-IAPP проекта 285827 (EPIXCHANGE)].

Все экспериментальные протоколы были одобрены Университет Феррары этическим Комитетом для экспериментов животных и министерством здравоохранения Италии. Прибытие (животное исследования: отчетности в Vivo эксперименты11) руководящие принципы были соблюдены.
...

<ol>
	<li>Kirik, D., Rosenblad, C., Bj&#246;rklund, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+behavioral+and+neurodegenerative+changes+following+partial+lesions+of+the+nigrostriatal+dopamine+system+induced+by+intrastriatal+6-hydroxydopamine+in+the+rat.">Characterization of behavioral and neurodegenerative changes following partial lesions of the nigrostriatal dopamine system induced by intrastriatal 6-hydroxydopamine in the rat.</a> Exp Neurol. 152 (2), 259-277 (1998).</li><li>Paolone, G., Brugnoli, A., Arcuri, A., Mercatelli, D., Morari, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Eltoprazine+prevents+levodopa-induced+dyskinesias+by+reducing+striatal+glutamate+and+direct+pathway+activity.">Eltoprazine prevents levodopa-induced dyskinesias by reducing striatal glutamate and direct pathway activity.</a> Mov Disord. 30 (13), 1728-1738 (2015).</li><li>Paolone, G., Lee, T. M., Sarter, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+to+pay+attention:+attentional+performance+time-stamped+prefrontal+cholinergic+activation,+diurnality,+and+performance.">Time to pay attention: attentional performance time-stamped prefrontal cholinergic activation, diurnality, and performance.</a> J Neurosci. 32 (35), 12115-12128 (2012).</li><li>Shoichet, M. S., Winn, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cell+delivery+to+the+central+nervous+system.">Cell delivery to the central nervous system.</a> Adv Drug Deliv Rev. 42, 81-102 (2000).</li><li>Simonato, 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=Progress+in+gene+therapy+for+neurological+disorders.">Progress in gene therapy for neurological disorders.</a> Nature RevNeurol. 9, 277-291 (2013).</li><li>Bj&#246;rklund, H., Olson, L., Hahl, D., Schwarcz, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Short-and+Long-Term+Consequences+of+Intracranial+Injections+of+the+Excitotoxin,+Quinolinic+Acid,+as+Evidenced+by+GFA+Immunohistochemistry+of+Astrocytes.">Short-and Long-Term Consequences of Intracranial Injections of the Excitotoxin, Quinolinic Acid, as Evidenced by GFA Immunohistochemistry of Astrocytes.</a> Brain Res. 317, 267-277 (1986).</li><li>Paradiso, B., 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=Localized+delivery+of+fibroblast+growth+factor-2+and+brain-derived+neurotrophic+factor+reduces+spontaneous+seizures+in+an+epilepsy+model.">Localized delivery of fibroblast growth factor-2 and brain-derived neurotrophic factor reduces spontaneous seizures in an epilepsy model.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (17), 7191-7196 (2009).</li><li>Falcicchia, 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=Silencing+Status+Epilepticus-Induced+BDNF+Expression+with+Herpes+Simplex+Virus+Type-1+Based+Amplicon+Vectors.">Silencing Status Epilepticus-Induced BDNF Expression with Herpes Simplex Virus Type-1 Based Amplicon Vectors.</a> PLoS One. 11 (3), 1-17 (2016).</li><li>Munoz, J. L., Coles, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quartz+micropipettes+for+intracellular+voltage+microelectrodes+and+ion-selective+microelectrodes.">Quartz micropipettes for intracellular voltage microelectrodes and ion-selective microelectrodes.</a> J Neurosci Meth. 22 (1), 57-64 (1987).</li><li>Kilkenny, C., Browne, W., Cuthill, I. C., Emerson, M., Altman, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+research:+reporting+in+vivo+experiments:+the+ARRIVE+guidelines.">Animal research: reporting in vivo experiments: the ARRIVE guidelines.</a> J Cereb Blood Flow Metab. 31, 991-993 (2011).</li><li>Torres, E. M., Trigano, M., Dunnett, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Translation+of+cell+therapies+to+the+clinic:+characteristics+of+cell+suspensions+in+large-diameter+injection+cannulae.">Translation of cell therapies to the clinic: characteristics of cell suspensions in large-diameter injection cannulae.</a> Cell Transplant. 24, 737-749 (2015).</li></ol>

Метод, описанный в этой статье удовлетворяет потребности, изложенные в Введение для оптимизации микроинъекций, которые выполняются для различных целей12. Иглы, описанные здесь уменьшить урон минимум, практически не поддающихся обнаружению уровня; расходится с иг?...

Микроинъекции использовались долгое время для доставки фармакологически активных соединений для модуляции активности нейронов в областях конкретных мозга. Кроме того они были использованы придать токсинов рядом конкретных нейрональных популяций, чтобы имитировать нейродегенеративных события характеристика некоторых заболеваний, например 6-гидрокси допамина в системе допамина Нигростриарный для имитации болезни Паркинсона 1 , 2 или saporin IgG иммунотоксин 192 поражением холинергических системы3. Совсем недавно микроинъекции процедуры использовались для доставки вирусных векторов или клетки трансплантатов для ген или ячейки терапии экспериментального мозга расстройств4,5.
Классический тип иглы, используемые в этих исследованиях сделан из нержавеющей стали. Хотя легко и практично использовать, стальные иглы имеют ряд проблем6: они являются относительно большой и может вызвать повреждение тканей, с утечки blood - brain барьер и активации астроциты; Кроме того они могут производить кернов мозговой ткани, который попадает в иглу, создавая препятствие или даже полностью избежать потока желаемого решения. Совсем недавно стекло иглы, подготовленного специальной из капилляров были введены в использовать7,8. Они не вызывают существенных ткани ущерб ни экзоцитоз активации, но относительно гибким и может согнуть, когда введена в глубинных структур, уменьшение точность локализации (личных наблюдений).
Поэтому существует необходимость сократить столько, сколько возможный ущерб (особенно при выполнении экспериментов, чтобы залечить повреждения) при одновременном повышении точности и воспроизводимости (то есть, убедитесь, что все решения доставляется и обеспечения правильной локализации). Кроме того было бы желательно использовать иглы различных конструкций для обеспечения оптимального распределения раствора вводят в областях головного мозга с различной геометрией. В этой статье мы опишем протокол готовить и использовать кварцевый иглы для микроинъекций в мозге, грызунов. Из-за высокой точкой плавления кварцевые капилляры не может быть вытащил на обычных съемник и таким образом, не использовались в прошлом для создания иглы. Кварц, однако, предлагает некоторые важные преимущества по сравнению стекла, в частности высокая жесткость и разрыв сопротивление9. Из-за их жесткость кварц иглы идеально подходят для инъекции в брюшной части мозга. Из-за их высокой устойчивостью к поломке они могут быть смоделированы включить несколько отверстий, получение образцов, которые могут оказаться наиболее эффективными, даже при нацеливании на мозг регионов со сложной геометрией10.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Quartz capillaries</td>
			<td>Sutter Instruments, Novato, CA USA</td>
			<td>Q100-50-10</td>
			<td>Without filament</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Puller</td>
			<td>Sutter</td>
			<td>P2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette storage jar</td>
			<td>World Precision Instruments (WPI), Sarasota, FL, USA</td>
			<td>E210</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Laser microdissector</td>
			<td>Leica Microsystems, Wetzlar, Germany</td>
			<td>LMD6500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton syringe</td>
			<td>Hamilton ILS Innovative Labor Systeme GmbH, St&#376;tzerbach, Germany</td>
			<td>19138-U</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microinfusion pump</td>
			<td>Univentor, Zejtun, Malta</td>
			<td>Model 864</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Manual microinjection pump kit</td>
			<td>WPI</td>
			<td>Item#: MMP-KIT</td>
			<td>Kit allowing for micropipettes to be securely mounted to the stereotactic frame</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precision Drill</td>
			<td>Proxxon</td>
			<td>28510 MicroMot 50/E</td>
			<td>Ball bearing drive shaft with variable speed</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artficial Cerebral Spinal Fluid</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>3525</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needles 26 G Blunt and 30 G Bevel</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>26 G Blunt: 19138-U 
			30 G Bevel: 20757</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microtome</td>
			<td>Leica, Germany</td>
			<td>LEICA RM212RT</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

personalized needles for microinjections in the rodent brain

Микроинъекции были использованы для долгое время для доставки наркотиков или токсинов в областях конкретных мозга и, совсем недавно, они были использованы для доставки продукции терапии гена или ячейки. К сожалению, текущие микроинъекции методы используют стали или стекла иглы, которые субоптимальные для нескольких причин: в частности, стальные иглы может вызвать повреждение тканей, и стекла иглы могут согнуть когда глубоко опустил в мозг, пропавших без вести целевого региона. В этой статье мы опишем протокол готовить и использовать кварцевый иглы, которые сочетают в себе целый ряд полезных функций. Эти иглы не производят повреждение обнаружено тканей и, будучи очень жесткая, обеспечить надежную доставку в регионе желаемого мозг, даже при использовании глубокую координат. Кроме того это позволяет персонализировать дизайн иглы, сделав несколько отверстий диаметром желаемого. Несколько отверстий облегчить инъекций большого количества раствора в течение большей площади, тогда как большие отверстия облегчить инъекции клеток. Кроме того эти кварц иглы можно чистить и повторно используются, таким образом, что процедура становится экономически.

Мы сравнили повреждений, вызванных прямым микроинъекции в спинной гиппокампа крысы и Полосатое тело, используя иголку кварц (60 мкм внешний диаметр кончика; один из 20 мкм диаметром стороне отверстие типа C, рис. 1), по сравнению с двумя классический, 26 G туп...

Watch this Scientific Journal Video about Personalized Needles for Microinjections in the Rodent Brain at JoVE.com

Personalized Needles for Microinjections in the Rodent Brain

Здесь мы описываем протокол для микроинъекции в грызунов мозга, которая использует иглы кварца. Эти иглы не производят повреждение обнаружено тканей и обеспечить надежную доставку даже в глубоких регионах. Кроме того они могут быть адаптированы к потребностям исследования, индивидуальный дизайн и может быть повторно использован.

Персонализированные иглы для микроинъекций в мозге, грызунов

Microinjections have been used for a long time for the delivery of drugs or toxins within specific brain areas and, more recently, they have been used to ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Simultaneous fMRI and Electrophysiology in the Rodent Brain

Одновременное МРТ и электрофизиологии в мозг грызунов

To examine the neural basis of the blood oxygenation level dependent (BOLD) magnetic resonance imaging (MRI) signal, we have developed a rodent model in ...

Targeting of Deep Brain Structures with Microinjections for Delivery of Drugs, Viral Vectors, or Cell Transplants

Ориентация глубинных структур мозга с Микроинъекции для доставки лекарственных средств, вирусные векторы, или клеточных трансплантатов

Microinjections into the brain parenchyma are important procedures to deliver drugs, viral vectors or cell transplants.  The brain lesion that an ...

A Visual Description of the Dissection of the Cerebral Surface Vasculature and Associated Meninges and the Choroid Plexus from Rat Brain

Визуальное описание вскрытия головного сосудистой поверхности и связанного с мозговых оболочек и сосудистых сплетений из мозга крысы

This video presentation was created to show a method of harvesting the two most important highly vascular structures, not residing within the brain ...

Growing Neural Stem Cells from Conventional and Nonconventional Regions of the Adult Rodent Brain

Выращивание нервные стволовые клетки из обычных и нетрадиционных областях мозга взрослых грызунов

Recent work demonstrates that central nervous system (CNS) regeneration and tumorigenesis involves populations of stem cells (SCs) resident within the ...

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

In vivo Optogenetic Stimulation of the Rodent Central Nervous System

В естественных условиях Optogenetic возбуждение нервной системы грызунов Центральной

The ability to probe defined neural circuits in awake, freely-moving animals with cell-type specificity, spatial precision, and high temporal resolution ...

Recording Synaptic Plasticity in Acute Hippocampal Slices Maintained in a Small-volume Recycling-, Perfusion-, and Submersion-type Chamber System

Запись синаптической пластичности в острой гиппокампа ломтики в малообъемной рециркуляции-, перфузии и погружения типа камерная система

Even though experiments on brain slices have been in use since 1951, problems remain that reduce the probability of achieving a stable and successful ...

Evaluation of Synapse Density in Hippocampal Rodent Brain Slices

Оценка плотности синапсов в срезах гиппокампа грызунов мозга

In the brain, synapses are specialized junctions between neurons, determining the strength and spread of neuronal signaling. The number of synapses is ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Последствия взрыва индуцированной нейротравма под давлением грызунов средней мозговой артерии

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...

Translational Brain Mapping at the University of Rochester Medical Center: Preserving the Mind Through Personalized Brain Mapping

Переводное картирование мозга в Медицинском центре Университета Рочестера: Сохранение разума с помощью персонализированного картирования мозга

The Translational Brain Mapping Program at the University of Rochester is an interdisciplinary effort that integrates cognitive science, neurophysiology, ...

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

Использование ближнего инфракрасного флуоресценции и высокого разрешения сканирования для измерения экспрессии белка в мозге грызунов

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 ...