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

Este protocolo foi apoiado por bolsas de investigação do Nacional Natural Science Foundation da China (#31171066, #81270464) e do centro de ciência de Sino-alemão (GZ919).

o protocolo experimental relatado aqui foi aprovado pelo Animal ético Comité de Shanghai Jiaotong University School of Medicine (# SYXK2013-0050). A dissecção do colorectum com gânglio intacto e nervo porta-malas leva no mínimo 15 minutos para uma pessoa muito experiente nesta técnica. É, portanto, necessário manter o animal vivo, mas sob anestesia profunda enquanto executando as dissecções, para garantir a viabilidade do tecido para posterior gravação eletrofisiológica.
 1. prepa...

<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>

O protocolo aqui apresentado é um método relativamente simples experimental para avaliar as propriedades eletrofisiológicas das afferents Colônica de ratos. O protocolo (a partir de dissecção de tecidos para configurar a gravação de nervo) normalmente leva cerca de 2 h para completar. Coleção de tecido (passo 3) e preparação do eletrodo sucção (etapa 5) são os passos críticos. É fundamental ser capaz de localizar o PG, o LSN e o PN e tome cuidado para não danificar o gânglio e nervos durante a dissecç...

O trato gastrointestinal (GIT) é ricamente inervado com nervos aferentes extrínsecos que transmitem sinais sensoriais do intestino para o sistema nervoso central e que contribuem para a interação do intestino-cérebro. Excitabilidade alterada destas afferents extrínseca, bem como alterado processamento central das entradas aferentes, subjaz dor visceral e outros sintomas de condições de GI, incluindo de doenças intestinais inflamatórias e funcionais1. Informações sensoriais do colorectum são transmitidas principalmente pela toracolombar/hipogástrica e os nervos pélvicos/lombossacral (PN)2. Tem havido um aumento do interesse em estudar as propriedades eletrofisiológicas destas fibras aferente primário em modelos de roedores doença. No entanto, na vivo eletrofisiológicos gravações das afferents Colônica em roedores é um desafio técnico e exige consideráveis habilidades cirúrgicas. Além disso, alterações hemodinâmicas, movimento de tecido e anestésicos também afetam atividade do nervo e sensibilidade para testar estímulos na vivo. Portanto, nos últimos anos, um número crescente de estudos têm utilizado em vitro (ex vivo) preparações de diferentes espécies, incluindo ratos, ratos, cobaias e seres humanos, para examinar os mecanismos de transdução sensorial no cólon afferents e a excitabilidade alterada em condições de doença. 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8
Foram relatados principalmente dois tipos de ex vivo Colônica preparação: a preparação do "plano-folha"5,9,10 e a preparação de "tubo"3,4. Um protocolo de vídeo para a preparação de murino colorectum "da liso-folha" tem sido previamente publicado11. Neste protocolo, o colorectum do mouse, com o PN) ou esplâncnico nervos lombares (LSN) anexados, é colhido e superfused em uma câmara de tecido. O colorectum é aberto no sentido longitudinal, e o feixe de nervos é estendido em um compartimento de gravação com óleo de parafina. Atividade do nervo é gravada usando um eletrodo de platina-irídio monopolar. O protocolo permite a identificação dos campos receptivos de fibras aferentes individuais usando estimulação elétrica não-polarizada. Ele localiza a aplicação de estímulos químicos, bem como a aplicação dos paradigmas diferentes estimulação mecânica (por exemplo, focal da mucosa de sondagem e circunferencial stretch), para as terminações nervosas aferentes. Porque o nervo deve ser estendido a uma câmara separada da câmara de tecido, é fundamental para manter o nervo anexado relativamente longo; a dissecação bem sucedida dos nervos representa um desafio para aqueles novos para esta metodologia. Mais recentemente, Nullens et al publicou um protocolo de vídeo para a gravação em vitro o afferents mesentérica murino jejunal e segmentos do cólon12. Esta preparação de "tubo", o segmento de intestino com o mesentério anexado é mantido intacto, permitindo assim distensão gradual e a administração intrae extra-luminal de diferentes produtos químicos. Desde que o nervo do mesentério é gravado usando um eletrodo de sucção, que pode ser posicionado perto do tecido, atividade aferente pode ser gravada, mesmo que o nervo do mesentério é relativamente curto. No entanto, o nervo do mesentério consiste de populações mistas de fibras aferentes vagais e espinhais que inervam o jejuno ou toracolombar hipogástrica. Lombossacral pélvicas afferents inervam o colorectum, que não pode ser discriminado no presente protocolo. Aqui, apresentamos um protocolo detalhado para a gravação eletrofisiológica do rato Colônica afferents usando a preparação de colorectum de "tubo" com um PG. intacta Este método permite a caracterização das propriedades funcionais da lombar esplâncnico (hipogástrica) e lombossacral afferents pélvica.

<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

Disfunção dos nervos sensoriais do cólon tem sido implicada na fisiopatologia de várias condições comuns, incluindo diabetes e doenças inflamatórias e funcionais do intestino. Aqui, descrevemos um protocolo para a caracterização em vitro das propriedades eletrofisiológicas de afferents Colônica em ratos. O colorectum, com o gânglio pélvico intacto (PG), anexado, é removido o rato; superfused com carbogenated solução de Krebs na câmara de gravação; e canulado nas extremidades para permitir a distensão orais e anais. Um feixe de nervos bem emana o PG é identificado, e a atividade do nervo aferente multiunit é gravada usando um eletrodo de sucção. Distensão do segmento do cólon provoca aumentos graduais na descarga multiunit. Uma análise de componentes principais é realizada para diferenciar o baixo limiar, o limite de alta e as fibras aferentes de alcance dinâmico largo. Sensibilidade química de afferents do cólon pode ser estudada através da administração de banho ou intraluminal de compostos de teste. Este protocolo pode ser modificado para aplicação a outras espécies, como ratos e cobaias e para estudar as diferenças nas propriedades eletrofisiológicas de afferents toracolombar/hipogástrica e lombossacral/pélvica do cólon descendente no normal e condições patológicas.

A Figura 1 é a ilustração esquemática da instalação experimental para a preparação de colorectum ex vivo "tubo", com um representante do nervo distal de gravação para o PG. O nervo presumivelmente continha uma mistura de afferents esplâncnico pélvico e lombar. Em preparações de ratos normais, os nervos aferentes do cólon normalmente têm um baixo nível de atividade espontânea irregular. Distensão de rampa do cólon induz a um aument...

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

Função sensorial anormal subjacente a dor visceral e outros sintomas de doenças inflamatórias e funcionais do intestino. Um protocolo para a gravação eletrofisiológica dos nervos aferentes do cólon em uma preparação de colorectum de rato ex vivo é apresentado aqui.

In Vitro Caracterização das propriedades eletrofisiológicas das fibras aferentes do cólon em ratos

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

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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 ...

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

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Um<em&gt; In Vitro</emPreparação Muscle-nervo&gt; Adulto mouse para estudar as propriedades de queima de músculos aferentes

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

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Eletrofisiológica e Caracterização Morfológica de Neuronal Microcircuits em aguda fatias do cérebro do Usando Emparelhados 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

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In Vitro A gravação de mesentérica aferentes a atividade do nervo no mouse jejuno e segmentos do cólon

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

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Agudo<em&gt; In Vivo</em&gt; Gravações eletrofisiológicas de Potenciais de campo locais e atividade de múltiplas unidades a partir do caminho hiperdiretivo em ratos anestesiados

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