Name: in vitro characterization of the electrophysiological properties of colonic afferent fibers in rats
Uploaded: 2017-09-27T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Characterization of the Electrophysiological Properties of Colonic Afferent Fibers in Rats at JoVE.com

Dit protocol werd ondersteund door onderzoekssubsidies uit de nationale Natural Science Foundation van China (#31171066, #81270464) en de Sino-Duitse Science Center (GZ919).

de experimentele protocol gemeld hier is goedgekeurd door het dier ethisch comité van Shanghai Jiaotong University School of Medicine (# SYXK2013-0050). de dissectie van de colorectum met intact ganglion en zenuw boomstam neemt een minimum van 15 minuten voor een persoon heel ervaren in deze techniek. Daarom is het noodzakelijk om te houden van het dierlijke leven maar onder diepe verdoving terwijl het uitvoeren van de ontledingen, zodat de levensvatbaarheid van het weefsel voor latere elektrofysiologische opname.
...

<ol>
	<li>Al-Chaer, E. D., Traub, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biological+basis+of+visceral+pain:+recent+developments.">Biological basis of visceral pain: recent developments.</a> Pain. 96 (3), 221-225 (2002).</li><li>Christianson, J. A., Traub, R. J., Davis, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+spinal+distribution+and+neurochemical+phenotype+of+colonic+afferents+in+mouse+and+rat.">Differences in spinal distribution and neurochemical phenotype of colonic afferents in mouse and rat.</a> J Comp Neurol. 494 (2), 246-259 (2006).</li><li>Wynn, G., Rong, W., Xiang, Z., Burnstock, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Purinergic+mechanisms+contribute+to+mechanosensory+transduction+in+the+rat+colorectum.">Purinergic mechanisms contribute to mechanosensory transduction in the rat colorectum.</a> Gastroenterology. 125 (5), 1398-1409 (2003).</li><li>Dong, 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=Impairments+of+the+Primary+Afferent+Nerves+in+a+Rat+Model+of+Diabetic+Visceral+Hyposensitivity.">Impairments of the Primary Afferent Nerves in a Rat Model of Diabetic Visceral Hyposensitivity.</a> Mol Pain. 11, (2016).</li><li>Lynn, P. A., Blackshaw, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+recordings+of+afferent+fibres+with+receptive+fields+in+the+serosa,+muscle+and+mucosa+of+rat+colon.">In vitro recordings of afferent fibres with receptive fields in the serosa, muscle and mucosa of rat colon.</a> J Physiol. 518 (Pt 1), 271-282 (1999).</li><li>Page, A. J., 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=Different+contributions+of+ASIC+channels+1a,+2,+and+3+in+gastrointestinal+mechanosensory+function.">Different contributions of ASIC channels 1a, 2, and 3 in gastrointestinal mechanosensory function.</a> Gut. 54 (10), 1408-1415 (2005).</li><li>Hockley, J. R., 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=P2Y+Receptors+Sensitize+Mouse+and+Human+Colonic+Nociceptors.">P2Y Receptors Sensitize Mouse and Human Colonic Nociceptors.</a> J Neurosci. 36 (8), 2364-2376 (2016).</li><li>Peiris, 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=Human+visceral+afferent+recordings:+preliminary+report.">Human visceral afferent recordings: preliminary report.</a> Gut. 60 (2), 204-208 (2011).</li><li>Feng, B., Gebhart, G. F. <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+silent+afferents+in+the+pelvic+and+splanchnic+innervations+of+the+mouse+colorectum.">Characterization of silent afferents in the pelvic and splanchnic innervations of the mouse colorectum.</a> Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 300 (1), G170-G180 (2011).</li><li>Feng, 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=Activation+of+guanylate+cyclase-C+attenuates+stretch+responses+and+sensitization+of+mouse+colorectal+afferents.">Activation of guanylate cyclase-C attenuates stretch responses and sensitization of mouse colorectal afferents.</a> J Neurosci. 33 (23), 9831-9839 (2013).</li><li>Feng, B., Gebhart, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+Functional+Characterization+of+Mouse+Colorectal+Afferent+Endings.">In vitro Functional Characterization of Mouse Colorectal Afferent Endings.</a> J Vis Exp. (95), e52310 (2015).</li><li>Nullens, S., 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+Vitro+Recording+of+Mesenteric+Afferent+Nerve+Activity+in+Mouse+Jejunal+and+Colonic+Segments.">In Vitro Recording of Mesenteric Afferent Nerve Activity in Mouse Jejunal and Colonic Segments.</a> J Vis Exp. (116), (2016).</li><li>Rong, W., Hillsley, K., Davis, J. B., Hicks, G., Winchester, W. J., Grundy, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Jejunalafferent+nerve+sensitivity+in+wild-type+and+TRPV1+knockout+mice.">Jejunalafferent nerve sensitivity in wild-type and TRPV1 knockout mice.</a> J Physiol. 560 (Pt 3), 867-881 (2004).</li><li>Brierley, 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=Differential+chemosensory+function+and+receptor+expression+of+splanchnic+and+pelvic+colonic+afferents+in+mice).">Differential chemosensory function and receptor expression of splanchnic and pelvic colonic afferents in mice).</a> J Physiol. 567 (Pt 1), 267-281 (2005).</li><li>Brierley, S. M., Jones, R. C. 3. r. d., Gebhart, G. F., Blackshaw, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Splanchnic+and+pelvic+mechanosensory+afferents+signal+different+qualities+of+colonic+stimuli+in+mice.">Splanchnic and pelvic mechanosensory afferents signal different qualities of colonic stimuli in mice.</a> Gastroenterology. 127 (1), 166-178 (2004).</li><li>La, J. H., Schwartz, E. S., Gebhart, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differences+in+the+expression+of+transient+receptor+potential+channel+V1,+transient+receptor+potential+channel+A1+and+mechanosensitive+two+pore-domain+K++channels+between+the+lumbar+splanchnic+and+pelvic+nerve+innervations+of+mouse+urinary+bladder+and+colon.">Differences in the expression of transient receptor potential channel V1, transient receptor potential channel A1 and mechanosensitive two pore-domain K+ channels between the lumbar splanchnic and pelvic nerve innervations of mouse urinary bladder and colon.</a> Neuroscience. 186, 179-187 (2001).</li><li>Wang, G., Tang, B., Traub, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+processing+of+noxious+colonic+input+by+thoracolumbar+and+lumbosacral+dorsal+horn+neurons+in+the+rat.">Differential processing of noxious colonic input by thoracolumbar and lumbosacral dorsal horn neurons in the rat.</a> J Neurophysiol. 94 (6), 3788-3794 (2005).</li></ol>

Het protocol hier gepresenteerd is een relatief eenvoudig experimentele methode te beoordelen van de elektrofysiologische eigenschappen van het Colon afferents van ratten. Het protocol (van weefsel dissectie voor het opzetten van de opname van de zenuw) duurt meestal ongeveer 2 uur om te voltooien. Weefsel-collectie (stap 3) en de voorbereiding van de zuiging elektrode (stap 5) zijn de kritische stappen. Het is van cruciaal belang om te kunnen om de PG, de LSN, en de PN te vinden en te verzorgen niet te beschadigen de ga...

Het maag-darmkanaal (GIT) is rijkelijk geïnnerveerd met extrinsieke afferent zenuwen die vervoeren sensorische signalen van de darm naar het centrale zenuwstelsel en die bijdragen aan de gut-brain-interactie. Gewijzigde prikkelbaarheid van deze extrinsieke afferents, evenals gewijzigde centrale verwerking van de afferent ingangen, ten grondslag ligt aan viscerale pijn en andere symptomen van GI voorwaarden, met inbegrip van functionele en ontstekingsziekten darm ziekten1. Sensorische informatie van de colorectum wordt voornamelijk via de thoracolumbar/hypogastric en de lumbosacrale/bekken zenuwen (PN)2overgebracht. Er is een verhoogde belangstelling bestuderen de elektrofysiologische eigenschappen van deze primaire afferent vezels in knaagdier ziekte modellen. Echter, in vivo elektrofysiologische registraties van de Colon afferents in knaagdieren is een technische uitdaging en vereist aanzienlijke chirurgische vaardigheden. Daarnaast hemodynamische wijzigingen, weefsel beweging en verdoving kunnen ook gevolgen hebben zenuw activiteit en gevoeligheid voor prikkels in vivotest. Daarom, in de afgelopen jaren hebben een toenemend aantal studies tewerkgesteld in vitro (ex vivo) preparaten voor de mens, verschillende soorten, waaronder muizen, ratten en cavia's te onderzoeken van de mechanismen van sensorische signaaltransductie in Colon afferents en de gewijzigde prikkelbaarheid in ziekten. 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8
Er zijn voornamelijk twee soorten ex vivo Colon voorbereiding gemeld: de "flat-blad" voorbereiding5,9,10 en de "buis" voorbereiding3,4. Een video protocol voor de "flat-blad" lymfkliertest colorectum voorbereiding geweest eerder gepubliceerde11. In dit protocol, de muis colorectum, met de PN) of lumbale splanchnic zenuwen (LSN) aangesloten, is gekapt en superfused in een kamer van het weefsel. De colorectum is opengesneden lengterichting en de zenuw bundel wordt uitgebreid tot een opname compartiment gevuld met paraffineolie. Zenuw activiteit is opgenomen met behulp van een monopolaire platina-iridium-elektrode. Het protocol voorziet in de identificatie van de Receptieve velden van individuele afferent vezels met behulp van onbevooroordeelde elektrische stimulatie. Het lokaliseert de toepassing van chemische stimuli, alsmede de toepassing van verschillende mechanische stimulatie paradigma's (bijvoorbeeld focal mucosal indringende en ze stretch), aan de afferent zenuwuiteinden. Omdat de zenuw moet worden uitgebreid tot een aparte kamer uit de zaal weefsel, is het essentieel om te houden van de bijgevoegde zenuw relatief lang; de succesvolle dissectie van de zenuwen vormt een uitdaging voor die nieuw aan deze methode. Meer recentelijk gepubliceerd Nullens et al. een video protocol voor de in vitro -opname van de lymfklieren afferents in lymfkliertest jejunal en Colon segmenten12. In deze voorbereiding "tube" is het segment van de darm met het mesenterium aangesloten bewaard gebleven, waardoor voor gesorteerde zwelling en de intra - en extra-luminal administratie van verschillende chemische stoffen. Aangezien het mesenterium zenuw is opgenomen met behulp van een zuignap elektrode, die kan worden geplaatst dicht bij het weefsel, kan afferent activiteit worden opgenomen, hoewel het mesenterium zenuw relatief kort is. Echter, het mesenterium zenuw bestaat uit gemengde bevolking van vagale en spinale afferent vezels die het jejunum innervate of thoracolumbar hypogastric. Lumbosacraal bekken afferents innervate de colorectum, die in dit protocol kan niet worden gediscrimineerd. Hier presenteren we een gedetailleerd protocol voor het elektrofysiologische opname van Colon afferents rat met behulp van de "buis" colorectum opstelling met een intact PG. Deze methode kan toestaan voor de karakterisatie van de functionele eigenschappen van lumbale splanchnic (hypogastric) en lumbosacrale bekken afferents.

<table width="889">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="width:215px;height:40px;">Sodium Pentobarbital</td>
			<td style="width:123px;">Shanghai Westang Bio-Tech</td>
			<td style="width:344px;">B558</td>
			<td style="width:208px;"></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Capsaicin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>M2028</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Electrode puller</td>
			<td>MicroData Instrument Inc</td>
			<td>PMP107</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Neurolog System (Bioamplifier)</td>
			<td>Digitimer, Ltd</td>
			<td>Neurolog System</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">A/D converter</td>
			<td>Cambridge Electronic Design</td>
			<td>Micro1401</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Data processing software</td>
			<td>Cambridge Electronic Design</td>
			<td>Spike2 version 6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Silver wire</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>EP12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Glass tubes</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>1B150-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Electrode holder</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>MEH3SBW</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Heating bath</td>
			<td>Grant</td>
			<td>GR150</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Dissecting microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>Zoom2000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Dissecting microscope</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>PZMIII-BS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Cigarette lighter</td>
			<td>any</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Surgical tools</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Insect pins</td>
			<td>home-made from 0.1 mm stainless steel wire</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Three way manipulator</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>KITF-R</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;">Rats</td>
			<td>Any</td>
			<td>NA</td>
			<td>Any strain/sex can be used.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vitro characterization of the electrophysiological properties of colonic afferent fibers in rats

Dysfunctie van het Colon sensorische zenuwen heeft betrokken bij de pathofysiologie van verschillende gemeenschappelijke voorwaarden, met inbegrip van functionele en inflammatoire darmziekten en diabetes. Hier beschrijven we een protocol voor de in vitro -karakterisering van de elektrofysiologische eigenschappen van Colon afferents bij ratten. De colorectum, met de intact bekken ganglion (PG) aangesloten, wordt verwijderd uit de rat; superfused met carbogenated Krebs oplossing in de vergaderzaal van de opname; en gecanuleerde aan de uiteinden van het oraal en anaal te voorzien van de zwelling. Een bundel van de fijne zenuwen die afkomstig zijn van de PG is geïdentificeerd, en de activiteit van multiunit afferent zenuw is opgenomen met behulp van een zuignap elektrode. Zwelling van het Colon segment lokt geleidelijke stijgingen van de multiunit kwijting. Een analyse van de belangrijkste component is uitgevoerd om te differentiëren van de laagdrempelige, de hoge-drempel en de wide-Dynamiekomvang afferent vezels. Chemische gevoeligheid van Colon afferents kan worden bestudeerd door de administratie van het bad of intraluminale van test verbindingen. Dit protocol kan worden aangepast voor toepassing op andere diersoorten, zoals muizen en cavia's, en te bestuderen van de verschillen in de elektrofysiologische eigenschappen van thoracolumbar/hypogastric en lumbosacrale/bekken afferents van de dalende dikke darm in normale en pathologische condities.

Figuur 1 is de Schematische illustratie van de experimentele opstelling voor de ex vivo "tube" colorectum opstelling, met een vertegenwoordiger van een zenuw distale opnemen op de PG. De zenuw bevat vermoedelijk een mengsel van bekken en lumbale splanchnic afferents. Bij de voorbereiding van normale ratten hebben de Colon afferent zenuwen meestal een laag niveau van onregelmatige spontane activiteit. Oprit zwelling van de dikke darm induceert een gel...

Watch this Scientific Journal Video about In Vitro Characterization of the Electrophysiological Properties of Colonic Afferent Fibers in Rats at JoVE.com

In Vitro Characterization of the Electrophysiological Properties of Colonic Afferent Fibers in Rats

Abnormale sensorische functie ten grondslag ligt aan viscerale pijn en andere symptomen van functionele en inflammatoire darmziekten. Een protocol voor het elektrofysiologische opname van de Colon afferent zenuwen in een ex vivo -voorbereiding van het rat-colorectum wordt hier gepresenteerd.

In Vitro Karakterisering van de elektrofysiologische eigenschappen van Colon Afferent vezels in ratten

Dysfunction of the colonic sensory nerves has been implicated in the pathophysiology of several common conditions, including functional and inflammatory ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In Vitro Characterization of the Electrophysiological Properties of Colonic Afferent Fibers in Rats

A General Method for Evaluating Incubation of Sucrose Craving in Rats

Een algemene methode voor het evalueren van Incubatie van sucrose Craving in ratten

For someone on a food-restricted diet, food craving in response to food-paired cues may serve as a key behavioral transition point between abstinence and ...

Electrophysiological Characterization of GFP-Expressing Cell Populations in the Intact Retina

Elektrofysiologische karakterisatie van GFP-uitdrukken celpopulaties in de Intact Retina

Studying the physiological properties and synaptic connections of specific neurons in the intact tissue is a challenge for those cells that lack ...

Visualization of Proprioceptors in Drosophila Larvae and Pupae

Visualization of Proprioceptors in Drosophila Larvae and Pupae

Visualisatie van proprioceptoren in<em&gt; Drosophila</em&gt; Larven en poppen

Proprioception is the ability to sense the motion, or position, of body parts by responding to stimuli arising within the body. In fruitflies and other ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Dubbele Elektrofysiologische Opnames van synaptisch-opgeroepen astrogliale en Neuronale responsen bij acute hippocampus Slices

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Selective Tracing of Auditory Fibers in the Avian Embryonic Vestibulocochlear Nerve

Selectieve Tracing van auditieve vezels in de Avian Embryonale evenwichtszenuw Nerve

The embryonic chick is a widely used model for the study of peripheral and central ganglion cell projections. In the auditory system, selective labeling ...

Electrophysiological Recording in the Brain of Intact Adult Zebrafish

Elektrofysiologische opname in de hersenen van Intact Adult zebravis

Previously, electrophysiological studies in adult zebrafish have been limited to slice preparations or to eye cup preparations and electrorentinogram ...

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

Een<em&gt; In Vitro</em&gt; Adult Mouse spier-zenuw Voorbereiding voor het bestuderen van de Firing Eigenschappen van Muscle afferenten

Muscle sensory neurons innervating muscle spindles and Golgi tendon organs encode length and force changes essential to proprioception. Additional ...

Electrophysiological and Morphological Characterization of Neuronal Microcircuits in Acute Brain Slices Using Paired Patch-Clamp Recordings

Elektrofysiologische en morfologische analyse van neuronale Microschake in Acute Brain Slices Met behulp Paired Patch-Clamp Recordings

The combination of patch clamp recordings from two (or more) synaptically coupled neurons (paired recordings) in acute brain slice preparations with ...

In Vitro Recording of Mesenteric Afferent Nerve Activity in Mouse Jejunal and Colonic Segments

In Vitro Recording of Mesenteric Afferent Nerve Activity in Mouse Jejunal and Colonic Segments

In Vitro Registratie van Mesenteriale afferente zenuw activiteit in het Muis jejunale en Colonic Segmenten

Afferent nerves not only convey information concerning normal physiology, but also signal disturbed homeostasis and pathophysiological processes of the ...

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

Acute In Vivo Electrophysiological Recordings of Local Field Potentials and Multi-unit Activity from the Hyperdirect Pathway in Anesthetized Rats

acuut<em&gt; In Vivo</em&gt; Elektrofysiologische opnamen van lokale veldpotentialen en multi-unit activiteit van de Hyperdirect Pathway in verdoofde ratten

Converging evidence shows that many neuropsychiatric diseases should be understood as disorders of large-scale neuronal networks. To better understand the ...