Name: two-photon imaging of microglial processes' attraction toward atp or serotonin in acute brain slices
Uploaded: 2019-01-31T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Two-photon Imaging of Microglial Processes' Attraction Toward ATP or Serotonin in Acute Brain Slices at JoVE.com

Vi takker den celle og væv Imaging facilitet af Institut du Fer à Moulin, hvor alle billede erhvervelse og analyse er blevet udført. Dette arbejde er blevet støttet i en del af den Centre National de la Recherche Scientifique, Institut National de la Santé et de la Recherche Médicale, Sorbonne Université videnskaber, og ved tilskud fra Sorbonne Universités-Pierre et Marie Curie-universitetet ( Emergence-UPMC program 2011/2014), Fondation pour la Recherche sur le Cerveau, Fondation de France, Fondation pour la Recherche Médicale "Equipe FRM DEQ2014039529", det franske ministerium for forskning (Agence Nationale pour la Recherche ANR-17-CE16-0008 og Investissements d'Avenir program "Bio-Psy Labex" ANR-11-IDEX-0004-02) og et forskningssamarbejde i Computational Neuroscience program, National Science Foundation/franske nationale agentur for forskning (antal: 1515686). Alle forfatterne er tilknyttet forskning grupper, som er medlemmer af Paris School of Neuroscience (ENP) og Bio-Psy Labex. F.E. er Ph.D. studerende tilknyttet Sorbonne Université, Collège ph.d., F-75005 Paris, Frankrig, og er finansieret af Bio-Psy Labex. V.M. er post-ph.d.-stipendiat finansieret af forskningssamarbejde i Computational Neuroscience program, National Science Foundation/franske nationale agentur for forskning (antal: 1515686). Forfatterne takke Marta Kolodziejczak der har deltaget i indledningen af projektet.

Alle eksperimenter blev godkendt af de lokale etiske udvalg (Darwin udvalget, aftaler #1170 og #10921).
1. forberedelse af glas Mikropipetter til lokal anvendelse af forbindelser
<ol><li>Forberede pipetter fra borosilicate tynd væg glas kapillærer med en elektrode puller. Justere parametre for at få pipetter med en 4-5 µm diameter på deres ekstremiteter. Figur 2D viser en pipette i brightfield ved lav forstørrelse.</li>
</ol>2. løsni...

<ol>
	<li>Salter, M. W., Stevens, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microglia+emerge+as+central+players+in+brain+disease.">Microglia emerge as central players in brain disease.</a> Nature Publishing Group. 23 (9), 1018-1027 (2017).</li><li>Tay, T. L., Savage, J., Hui, C. W., Bisht, K., Tremblay, M. -. &. #. 2. 0. 0. ;. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microglia+across+the+lifespan:+from+origin+to+function+in+brain+development,+plasticity+and+cognition.">Microglia across the lifespan: from origin to function in brain development, plasticity and cognition.</a> The Journal of Physiology. , (2016).</li><li>Davalos, 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=ATP+mediates+rapid+microglial+response+to+local+brain+injury+in+vivo.">ATP mediates rapid microglial response to local brain injury in vivo.</a> Nature Neuroscience. 8 (6), 752-758 (2005).</li><li>Nimmerjahn, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resting+Microglial+Cells+Are+Highly+Dynamic+Surveillants+of+Brain+Parenchyma+in+Vivo.">Resting Microglial Cells Are Highly Dynamic Surveillants of Brain Parenchyma in Vivo.</a> Science. 308 (5726), 1314-1318 (2005).</li><li>Dissing-Olesen, 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=Activation+of+neuronal+NMDA+receptors+triggers+transient+ATP-mediated+microglial+process+outgrowth.">Activation of neuronal NMDA receptors triggers transient ATP-mediated microglial process outgrowth.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 34 (32), 10511-10527 (2014).</li><li>Gyoneva, S., Traynelis, S. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Norepinephrine+modulates+the+motility+of+resting+and+activated+microglia+via+different+adrenergic+receptors.">Norepinephrine modulates the motility of resting and activated microglia via different adrenergic receptors.</a> Journal of Biological Chemistry. 288 (21), 15291-15302 (2013).</li><li>Eyo, U. 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=Neuronal+hyperactivity+recruits+microglial+processes+via+neuronal+NMDA+receptors+and+microglial+P2Y12+receptors+after+status+epilepticus.">Neuronal hyperactivity recruits microglial processes via neuronal NMDA receptors and microglial P2Y12 receptors after status epilepticus.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 34 (32), 10528-10540 (2014).</li><li>Hristovska, I., Pascual, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deciphering+Resting+Microglial+Morphology+and+Process+Motility+from+a+Synaptic+Prospect.">Deciphering Resting Microglial Morphology and Process Motility from a Synaptic Prospect.</a> Frontiers in Integrative Neuroscience. 9, 1231 (2016).</li><li>Avignone, E., Lepleux, M., Angibaud, J., N&#228;gerl, U. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+morphological+dynamics+of+activated+microglia+after+induction+of+status+epilepticus.">Altered morphological dynamics of activated microglia after induction of status epilepticus.</a> Journal of Neuroinflammation. 12, 202 (2015).</li><li>Abiega, O., 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=Neuronal+Hyperactivity+Disturbs+ATP+Microgradients,+Impairs+Microglial+Motility,+and+Reduces+Phagocytic+Receptor+Expression+Triggering+Apoptosis/Microglial+Phagocytosis+Uncoupling.">Neuronal Hyperactivity Disturbs ATP Microgradients, Impairs Microglial Motility, and Reduces Phagocytic Receptor Expression Triggering Apoptosis/Microglial Phagocytosis Uncoupling.</a> PLoS Biology. 14 (5), e1002466 (2016).</li><li>Madry, 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=Microglial+Ramification,+Surveillance,+and+Interleukin-1&#946;+Release+Are+Regulated+by+the+Two-Pore+Domain+K+Channel+THIK-1.">Microglial Ramification, Surveillance, and Interleukin-1&#946; Release Are Regulated by the Two-Pore Domain K+Channel THIK-1.</a> Neuron. 97 (2), 299-312 (2018).</li><li>Honda, 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=Extracellular+ATP+or+ADP+induce+chemotaxis+of+cultured+microglia+through+Gi/o-coupled+P2Y+receptors.">Extracellular ATP or ADP induce chemotaxis of cultured microglia through Gi/o-coupled P2Y receptors.</a> The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 21 (6), 1975-1982 (2001).</li><li>Haynes, S. E., 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+P2Y12+receptor+regulates+microglial+activation+by+extracellular+nucleotides.">The P2Y12 receptor regulates microglial activation by extracellular nucleotides.</a> Nature Neuroscience. 9 (12), 1512-1519 (2006).</li><li>Wu, L. -. J., Vadakkan, K. I., Zhuo, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ATP-induced+chemotaxis+of+microglial+processes+requires+P2Y+receptor-activated+initiation+of+outward+potassium+currents.">ATP-induced chemotaxis of microglial processes requires P2Y receptor-activated initiation of outward potassium currents.</a> Glia. 55 (8), 810-821 (2007).</li><li>Kolodziejczak, 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=Serotonin+Modulates+Developmental+Microglia+via+5-HT+2BReceptors:+Potential+Implication+during+Synaptic+Refinement+of+Retinogeniculate+Projections.">Serotonin Modulates Developmental Microglia via 5-HT 2BReceptors: Potential Implication during Synaptic Refinement of Retinogeniculate Projections.</a> ACS Chemical Neuroscience. 6 (7), 1219-1230 (2015).</li><li>Schafer, D. 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=Microglia+Sculpt+Postnatal+Neural+Circuits+in+an+Activity+and+Complement-Dependent+Manner.">Microglia Sculpt Postnatal Neural Circuits in an Activity and Complement-Dependent Manner.</a> Neuron. 74 (4), 691-705 (2012).</li><li>Pfeiffer, T., Avignone, E., N&#228;gerl, U. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+hippocampal+long-term+potentiation+increases+the+morphological+dynamics+of+microglial+processes+and+prolongs+their+contacts+with+dendritic+spines.">Induction of hippocampal long-term potentiation increases the morphological dynamics of microglial processes and prolongs their contacts with dendritic spines.</a> Scientific Reports. 6, 32422 (2016).</li><li>Parkhurst, C. N., 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=Microglia+Promote+Learning-Dependent+Synapse+Formation+through+Brain-Derived+Neurotrophic+Factor.">Microglia Promote Learning-Dependent Synapse Formation through Brain-Derived Neurotrophic Factor.</a> Cell. 155 (7), 1596-1609 (2013).</li><li>Wu, Y., Dissing-Olesen, L., Macvicar, B. A., Stevens, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microglia:+Dynamic+Mediators+of+Synapse+Development+and+Plasticity.">Microglia: Dynamic Mediators of Synapse Development and Plasticity.</a> Trends in Immunology. 36 (10), 605-613 (2015).</li><li>Ohsawa, K., 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=P2Y12+receptor-mediated+integrin-beta1+activation+regulates+microglial+process+extension+induced+by+ATP.">P2Y12 receptor-mediated integrin-beta1 activation regulates microglial process extension induced by ATP.</a> Glia. 58 (7), 790-801 (2010).</li><li>Kurpius, D., Wilson, N., Fuller, L., Hoffman, A., Dailey, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+activation,+motility,+and+homing+of+neonatal+microglia+to+injured+neurons+does+not+require+protein+synthesis.">Early activation, motility, and homing of neonatal microglia to injured neurons does not require protein synthesis.</a> Glia. 54 (1), 58-70 (2006).</li><li>Stence, N., Waite, M., Dailey, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dynamics+of+microglial+activation:+a+confocal+time-lapse+analysis+in+hippocampal+slices.">Dynamics of microglial activation: a confocal time-lapse analysis in hippocampal slices.</a> Glia. 33 (3), 256-266 (2001).</li><li>Dissing-Olesen, L., Macvicar, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fixation+and+Immunolabeling+of+Brain+Slices:+SNAPSHOT+Method.">Fixation and Immunolabeling of Brain Slices: SNAPSHOT Method.</a> Current Protocols in Neuroscience. 71, (2015).</li><li>Schindelin, 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=Fiji:+an+open-source+platform+for+biological-image+analysis.">Fiji: an open-source platform for biological-image analysis.</a> Nature Methods. 9 (7), 676-682 (2012).</li><li>de Chaumont, F., 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=Icy:+an+open+bioimage+informatics+platform+for+extended+reproducible+research.">Icy: an open bioimage informatics platform for extended reproducible research.</a> Nature Methods. 9 (7), 690-696 (2012).</li><li>Aitken, P. G., 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=Preparative+methods+for+brain+slices:+a+discussion.">Preparative methods for brain slices: a discussion.</a> Journal of Neuroscience Methods. 59 (1), 139-149 (1995).</li><li>Paris, 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=ProMoIJ:+A+new+tool+for+automatic+three-dimensional+analysis+of+microglial+process+motility.">ProMoIJ: A new tool for automatic three-dimensional analysis of microglial process motility.</a> Glia. 66 (4), 828-845 (2018).</li><li>Pagani, F., 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=Defective+microglial+development+in+the+hippocampus+of+Cx3cr1+deficient+mice.">Defective microglial development in the hippocampus of Cx3cr1 deficient mice.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 9 (229), 111 (2015).</li><li>Ting, J. T., Daigle, T. L., Chen, Q., Feng, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acute+brain+slice+methods+for+adult+and+aging+animals:+application+of+targeted+patch+clamp+analysis+and+optogenetics.">Acute brain slice methods for adult and aging animals: application of targeted patch clamp analysis and optogenetics.</a> Methods in Molecular Biology. , 221-242 (2014).</li><li>Mainen, Z. F., 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=Two-photon+imaging+in+living+brain+slices.">Two-photon imaging in living brain slices.</a> Methods. 18 (2), 231-239 (1999).</li><li>Tanaka, Y., Tanaka, Y., Furuta, T., Yanagawa, Y., Kaneko, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effects+of+cutting+solutions+on+the+viability+of+GABAergic+interneurons+in+cerebral+cortical+slices+of+adult+mice.">The effects of cutting solutions on the viability of GABAergic interneurons in cerebral cortical slices of adult mice.</a> Journal of Neuroscience Methods. 171 (1), 118-125 (2008).</li><li>Gyoneva, 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=Systemic+inflammation+regulates+microglial+responses+to+tissue+damage+in+vivo.">Systemic inflammation regulates microglial responses to tissue damage in vivo.</a> Glia. 62 (8), 1345-1360 (2014).</li><li>Heindl, 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=Automated+Morphological+Analysis+of+Microglia+After+Stroke.">Automated Morphological Analysis of Microglia After Stroke.</a> Frontiers in Cellular Neuroscience. 12, 106 (2018).</li><li>Dailey, M. E., Eyo, U., Fuller, L., Hass, J., Kurpius, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+microglia+in+brain+slices+and+slice+cultures.">Imaging microglia in brain slices and slice cultures.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 12 (12), 1142-1148 (2013).</li></ol>

Ved at fastholde, i modsætning til i adskilles eller organotypic skær kultur, en strukturel integritet med begrænset netværk justeringer, akut hjernen skiver giver forskere til at studere mikroglia i deres fysiologiske miljø. En af de store begrænsninger er imidlertid det faktum, at den udskæring procedure opretter skader, der hurtigt kan kompromittere levedygtigheden af neuroner, især i den voksne hjerne. Som mikroglia er især reaktiv at celleskader, er det vigtigt at begrænse neuronal celledød så vidt mulig...

Microglial celler er hjernens bosiddende makrofager og spille en rolle i både fysiologiske og patologiske forhold1,2. De har en meget forgrenet morfologi og konstant udvidelse og tilbagetrækningskraften deres processer3,4. Problemet "scanning" menes at være knyttet til og nødvendige for undersøgelsen af deres omgivelser. Den morfologiske plasticitet af mikroglia udtrykkes i tre tilstande. Først nogle forbindelser hurtigt modulere microglial morfologi: tilsætning af ATP5,6 eller NMDA5,7 i medium badning akut hjernen skiver øger kompleksiteten af microglial forgreninger, mens noradrenalin falder det6. Disse virkninger er direkte medieret af microglial receptorer (til ATP og noradrenalin) eller kræver en ATP frigivelse fra neuroner (for NMDA). For det andet kan vækst og retraktion hastigheden af microglial processer, kaldet motilitet eller "overvågning", blive påvirket af ekstracellulære faktorer8, homøostase forstyrrelser9,10, eller mutationer9, 10,11. For det tredje, ud over disse isotropic ændringer af morfologi og motilitet, mikroglia har kapacitet til at udvide deres processer veje mod pipette levere ATP3,5,12, 13 , 14, skiver i kultur, i akut hjernen skiver eller in vivo, eller levere 5-HT i akut hjernen15. Orienteret vækst af microglial processer, også kaldet retningsbestemt motilitet, blev første gang beskrevet som en reaktion på en lokal laser læsion3,4. Således fysiologisk, det kan være relateret til reaktion på skade eller kræves for målretning microglial processer mod synapser eller hjerneregioner kræver beskæring under udvikling15,16, eller i fysiologiske17 ,18,19 eller patologiske situationer9,18,19,20 i voksenalderen. De tre typer af morfologiske ændringer stole på forskellige intracellulære mekanismer11,13,20, og en given sammensatte nødvendigvis modulere ikke dem (fx NMDA, som virker indirekte på alle mikroglia, har en effekt på morfologi men fremkalde ikke retningsbestemt motilitet5,7). Når målet er at karakterisere effekten af et stof, en mutation eller en patologi på mikroglia, er det derfor vigtigt at karakterisere de tre komponenter i deres morfologiske plasticitet. Her, beskriver vi en metode til at studere den retningsbestemte vækst af microglial processer mod lokale kilde til sammensatte, som her, ATP eller 5-HT.
Der er flere modeller til at studere mikroglia processer attraktion: primære kulturer i 3D-miljø,6,18,19, akut hjernen skiver6,13,15, og vivo Imaging3,13. In vivo tilgang er bedst til at bevare den fysiologiske tilstand af mikroglia. Dog intravital billeddannelse af dyb regioner kræver komplekse kirurgiske procedurer, og derfor er det ofte begrænset til overfladiske kortikale lag. Brugen af mikroglia primære kultur er den nemmeste teknik til at teste et stort antal betingelser med et begrænset antal dyr. Ikke desto mindre, det er umuligt at opnå den samme celle morfologi i vivo, og celler mister deres fysiologiske interaktioner med neuroner og astrocytter. Akut hjernen skiver repræsenterer et kompromis mellem disse to tilgange. Denne model gør det muligt for forskere at studere hjernestrukturer, som ellers er svære at nå og billede med høj opløsning in vivo og undersøge skiver fra neonatal stadier, hvorimod transkranial mikroskopi er for det meste udført i voksenalderen. Endelig, det gør det muligt at observere i real-time effekter af lokale drug application og Gentag eksperimenter mens du bruger et begrænset antal dyr. Et problem med akut hjernen skiver er dog den begrænsede tid (få timer) under hvilke celler er i live, navnlig for skiver fra mus ældre end to uger, og den potentielle ændring af mikroglia morfologi over tid21,22 .
Her, vi beskriver en protokol for at forberede akut hjernen skiver af unge og voksne Cx3cr1normal god landbrugspraksis / + mus op til to måneder gammel, med bevarelse af mikroglia morfologi og motilitet i flere timer. Vi, derefter, beskrive hvordan disse skiver til at studere tiltrækning af microglial processer mod forbindelser som ATP eller 5-HT.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>for pipettes preparation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clark Borosilicate Thin Wall Capillaries</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>30-0065</td>
			<td>Borosilicate Thin Wall without Filament, 1.5 mm OD, 1.17 mm ID, 75 mm L , Pkg. of 225</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DMZ Universal Puller</td>
			<td>Zeitz Instrumente</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>for solutions</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride dihydrate (CaCl2)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C5080</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Choline Chloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C7527</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-(+)-Glucose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G8270</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>L-Ascorbic acid</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A5960</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnesium Chloride solution 1M (MgCl2)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>63020</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Potassium chloride SigmaUltra &#62;99,0% (KCl)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P9333</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium bicarbonate (NaHCO3)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Chloride (NaCl)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5886</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium phosphate monobasic</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S5011</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium pyruvate</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P2256</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultrapure water</td>
			<td>MilliQ</td>
			<td></td>
			<td>for all the solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>for slice preparation</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2x 200 mL crystalizing dishes</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>80 mL Pyrex beaker</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antlia-3C Digital Peristaltic pump</td>
			<td>DD Biolab</td>
			<td>178961</td>
			<td>For mice perfusion and 2-photon chamber perfusion (aCSF)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbogen 5% CO2/95% O2</td>
			<td>Air Liquide France Industrie</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dolethal</td>
			<td>Vetoquinol</td>
			<td>Dolethal 50 mg/mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Filter papers (Whatman)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>WHA1001042</td>
			<td>Whatman qualitative filter paper, Grade 1 (Pore size: 11&#181;M)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Scissors - Sharp</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14060-60</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Food box 10 cm diameter, 8 cm Height</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glue (ethyl cyanoacrylate)</td>
			<td>Loctite</td>
			<td>super glue 3 power flex</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hippocampal Tool (spatula)</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10099-15</td>
			<td>The largest extremity has to be angled at 90 &#176;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ice</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris Forceps (curved)</td>
			<td>Moria</td>
			<td>MC31</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lens cleaning tissue</td>
			<td>THOR LABS</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nylon mesh strainer</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>diameter 7 cm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Razor blades</td>
			<td>Electron Microscopy Sciences</td>
			<td>72000</td>
			<td>For the slicer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>scalpel blade</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Slice interface holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>home-made, the file for 3D printing is provided in Supplemental Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scissors - Sharp</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14002-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vibrating slicer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td>720-2709</td>
			<td>Model: HM 650V (Vibrating blade microtome)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Water bath</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>Set at 32&#176;C (first recovery step)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>for slice imaging</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#215; 25 0.95 NA water-immersion objective</td>
			<td>Leica Microsystems (Germany)</td>
			<td>HCX Irapo</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-photon MP5 upright microscope with resonant scanners (8 kHz) and two HyD Hybrid detectors</td>
			<td>Leica Microsystems (Germany)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antlia-3C Digital Peristaltic pump</td>
			<td>DD Biolab</td>
			<td>178961</td>
			<td>For 2-photon chamber perfusion with aCSF</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Carbogen 5% CO2/95% O2</td>
			<td>Air Liquide France Industrie</td>
			<td>I1501L50R2A001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Chameleon Ultra2 Ti:sapphire laser</td>
			<td>Coherent (Germany)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>disposable transfer pipettes , wide mouth</td>
			<td>ThermoFischer scientific</td>
			<td>for example : 232-11</td>
			<td>5.8ml with fin tip, but we cut it (approx 7cm) to have a 4 mm diameter mouth</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>emission filter SP680</td>
			<td>Leica Microsystems (Germany)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fluorescent cube containing a 525/50 emission filter and a 560 dichroic filter (for fluorescence collection)</td>
			<td>Leica Microsystems (Germany)</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>glass beaker with 50 mL of ACSF to maintain constant perfusion of the slice</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating system</td>
			<td>Warner Instrument Corporation</td>
			<td>Automatic Heater Controller TC-324B</td>
			<td>to maintain perfusion solution at 32&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>perfusion chamber</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>home-made, the file for 3D printing is provided in Supplemental Material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>slice holder (&#34;harp&#34;)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>home made : hairpin made of platinum with the two branches joined by parallel nylon threads</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>for slice stimulation </td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adenosine 5&#8242;-triphosphate disodium salt hydrate (ATP)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>A-26209</td>
			<td>to be prepared ex-temporaneously : 1mg/ml (3mM) stock solution prepared the day of the experiment, kept at 4&#176;C (a few hours) and diluted just before use</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fluorescein (optional)</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>F-6377</td>
			<td>use at 1 &#181;M final</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micromanipulator</td>
			<td>Luigs and Neumann</td>
			<td>SM7</td>
			<td>connected to the micropipette holde</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micropipette holder</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>same as for eletrophysiology</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Serotonin hydrochloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H-9523</td>
			<td>aliquots of 50mM stock solution in H20 kept at -20&#176;C. 500&#181;M solution prepared the day of the experiment.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe 5mL (without needle)</td>
			<td>Terumo medical products</td>
			<td>SS+05S1</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transparent tubing</td>
			<td>Fischer Scientific</td>
			<td>11750105</td>
			<td>Saint Gobain Performance Plastics&#8482; Tygon&#8482; E-3603 Non-DEHP Tubing</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>for image analysis</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fiji</td>
			<td></td>
			<td>https://fiji.sc</td>
			<td>Schindelin, J. et al Nat. Methods (2012) doi 10.1038</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Icy</td>
			<td>Institut Pasteur</td>
			<td>http://icy.bioimageanalysis.org</td>
			<td>de Chaumont, F. et al. Nat. Methods (2012)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>mice</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CX3CR1-GFP mice</td>
			<td>Jung et al, 2000</td>
			<td></td>
			<td>male or females, P3 to 2 months-old ; we have backcrossed these mice on 129sv background.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CX3CR1creER-YFP mice</td>
			<td>Parkhurst et al 2013</td>
			<td></td>
			<td>male or females, P3 to 2 months-old ; we have backcrossed these mice on 129sv background.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

two-photon imaging of microglial processes' attraction toward atp or serotonin in acute brain slices

Microglial celler er bosiddende medfødte immun celler i hjernen der konstant scanne deres omgivelser med deres lange processer og ved afbrydelse af homøostase, undergår hurtige morfologiske ændringer. For eksempel, inducerer en laser læsion i et par minutter en orienteret vækst af microglial processer, også kaldet "retningsbestemt motilitet", mod stedet, skaden. En lignende effekt kan opnås ved at levere lokalt ATP eller serotonin (5-hydroxytryptamin [5-HT]). I denne artikel vil beskrive vi en protokol til at fremkalde en retningsbestemt vækst af microglial processer mod en lokal applikation af ATP eller 5-HT i akut hjernen skiver af unge og voksne mus og image denne attraktion over tid af multiphoton mikroskopi. En simpel metode til kvantificering med gratis og open-source image analyse software er foreslået. En udfordring, der stadig præger akut hjernen skiver er tidsbegrænset, faldende med alderen, hvor cellerne forbliver i en fysiologiske tilstand. Denne protokol således, fremhæver nogle tekniske forbedringer (medium, air-liquid interface afdeling, imaging kammer med en dobbelt perfusion) med henblik på at optimere levedygtigheden af microglial celler over flere timer, især i skiver fra voksne mus.

Denne protokol beskriver en metode til at fremkalde, observere og kvantificere den orienteret vækst af microglial processer mod et lokalt anvendte stof, eksempelvis ATP eller 5-HT, i akut hjernen skiver fra ung eller voksen (mindst op til to måneder gammel) mus. Blandt de faktorer, der bidrager til at fastholde hjernen skiver fra voksne dyr i en sund tilstand i flere timer er brugen af to værktøjer designet til at optimere celle overlevelse på to trin i protokollen. Første forbedrer...

Watch this Scientific Journal Video about Two-photon Imaging of Microglial Processes' Attraction Toward ATP or Serotonin in Acute Brain Slices at JoVE.com

Two-photon Imaging of Microglial Processes' Attraction Toward ATP or Serotonin in Acute Brain Slices

Mikroglia, hjernen, bosiddende immunceller reagere hurtigt med morfologiske ændringer til ændringer i deres miljø. Denne protokol beskriver, hvordan du bruger to-foton mikroskopi til at studere tiltrækning af microglial processer mod serotonin eller ATP i akut hjernen skiver af mus.

To-foton billeddannelse af Microglial processer tiltrækning mod ATP eller Serotonin i akut hjernen skiver

Microglial cells are resident innate immune cells of the brain that constantly scan their environment with their long processes and, upon disruption of ...

For fuldt ud at karakterisere en mikroglial fænotype, er det vigtigt at løse både basal og retningsbestemt motilitet. Denne protokol kan bruges til at teste den retningsbestemte motilitet af mikroglia ved to-foton billeddannelse i mus hjerne skiver, ved hjælp af tilpassede 3D print interface og perfusion kamre. Demonstration af proceduren vil være Fanny Etienne, en Ph.D.-studerende, og Vincenzo Mastriolia, en post-ph.d.-forsker, begge fra vores laboratorier.Mindst 30 minutter før dissektion, begynde boblende 70 milliliter cholin kunstig cerebrospinalvæske, eller cholin aCSF, på is. Tilføj 150 milliliter cholin aCSF ved 32 grader Celsius, med carbogen. Anslærk en 200 milliliter krystalliserende fad med en bar magnet i en forseglet mad kasse og tilsæt 200 milliliter aCSF til fadet.Placer en 3D-printet grænseflade skive holder på toppen af skålen og fjerne overskydende væske fra krystalliserende fad, indtil kun en tynd film af opløsning, der dækker masken af grænsefladen slide holder tilbage. Tilføj et par millimeter aCSF i bunden af madkassen og begynde at boble væsken med carbogen. Luk derefter den forseglede kasse, mens du opretholder konstant carfætation for at skabe et befugtet, 95% ilt, 5% kuldioxid-rige interface kammer.Efter høst, placere hjernen på et stykke aCSF-gennemblødt filterpapir og dissekere ud regionen af interesse, i henhold til den foretrukne vinkel udskæring. For koronale skiver, position og lim caudal ansigt af hjernen på en 10 centimeter petriskål fastgjort til skærestenen af en vibrerende pålægsmaskine, og placere blokken i reservoirkammeret af vibrerende pålægsmaskine i et stort kammer fyldt med is. Fyld skålen med iskold cholin aCSF og brug pålægsmaskinen til at opnå 300-mikrometer tykke hjerneskiver ved hjælp af en fire millimeter diameter engangsoverførselpipette efter hver gennemløb af bladet til at indsamle hver skive.Lad hver skive inddrive i 32 grader Celsius cholin aCSF i ca 10 minutter efter det er opnået, før du overfører skiver på stykker af linsen rengøring papir, toppet med en dråbe cholin aCSF. Derefter aspirere den overskydende cholin aCSF og bruge en spatel til at overføre skiver på masken af grænsefladen kammer, så skiverne til at inddrive i dette miljø i mindst 30 minutter. 30 minutter før optagelse, tilslut peristaltiske pumpe til en tilpasset optagelse kammer med top og bund perfusion for at optimere iltning og levedygtighed af væv skiver, og rense hele perfusion system med 50 milliliter ultrapure vand.Ved afslutningen af rengøringscyklussen startes perfusionen af optagekammeret med 50 milliliter aCSF i et glasbæger under konstant carbogenation, og brug en engangsoverførselspipette med bred mund til at overføre den første skive, der skal afbildes, til bægeret for at fjerne linsepapiret. Når sektionen er sunket til bunden af bægerglasset, overføres sektionen til optagekammeret, og skiveholderen placeres på skiven for at minimere bevægelse, der forårsages af perfusionsstrømmen. Brug lys-felt belysning til at målrette hjernen region af interesse under en fem til 10x forstørrelse.Brug derefter en 25x mål med en 0,35x vand nedsænkning linse til at justere placeringen af visningsfeltet. Brug fluorescensbelysning til at lokalisere de fluorescerende mikrogliale celler og opfyld pipetten op med 10 mikroliter af aCSF, der indeholder interessestoffet ved den endelige koncentration. Ret spidsen nedad med skånsom omrystning for at fjerne eventuelle luftbobler, der er fanget i spidsen, og monter den fyldte pipette i en pipetteholder, der er forbundet med en fem millilitersprøjte med stemplet placeret på fem milliliterpositionen og monteret på en mikromanipulator med tre akser.Sænk pipetten forsigtigt mod skiven, og kontroller og juster målet på samme tid, indtil pipettens spids let rører skivens overflade. Nu tune laseren og skifte mikroskop til multiphoton mode. Sørg for, at kammeret er screenet fra enhver lyskilde, og tænd for de ikke-descannede detektorer.Indstil forstærkningen, og brug en opslagstabel med en farvekodet øvre grænse for at undgå at mætte pixel i billedet. Derefter begynde at optage i en samlet varighed på mindst 30 minutter, langsomt deprimerende sprøjten stemplet fra fem til en milliliter position, efter fem minutter, over en periode på fem sekunder, at anvende forbindelsen til afsnittet. For billedanalyse, først udføre z-projektion og drift korrektion med ImageJ på filen af interesse.Åbn derefter den ændrede fil i iskold og tegn en cirkulær, 35-mikrometer diameter region af interesse, centreret over injektionsstedet. Kør filmen igen med investeringsafkastet for at sikre, at den er godt placeret. Brug derefter det område af interesseintensitetsintensive plugin til at måle middelintensiteten over tid i området af interesse og gemme resultaterne som en xls-fil.Denne protokol gør det muligt for svarene induceret af forskellige forbindelser, ligesom ATP eller serotonin, der skal måles. Selv om injektion af ATP fremkalder en stigning i fluorescens, efter de fleste ATP injektioner, der er en umiddelbar, let fald i fluorescens på grund af væv forvrængning, der kommer tilbage efter et par minutter. Størrelsen af den region af interesse påvirker også kvantificering, som øger diameteren reducerer variabiliteten blandt forsøgene, men mindsker nøjagtigheden og omfanget af det fundne respons.Vurdering af det mikrogliale respons på et bestemt tidspunkt kan være nyttig til statistisk sammenligning af forskellige forbindelser eller til test af virkningerne af specifikke antagonister, der føjes til perfusionsopløsningen. For at kvantificere motiliteten i tre dimensioner skal du vide, at du muligvis skal ændre z-trinintervallet og prøvetagningshastigheden for erhvervelsen, så den passer ind i analysekravene.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy

In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy

In vivo imaging af Mouse Spinal Cord ved hjælp af to-foton mikroskopi

In vivo imaging using two-photon microscopy 1 in mice that have been genetically engineered to express fluorescent proteins in specific cell types 2-3 has ...

Preparation of Acute Subventricular Zone Slices for Calcium Imaging

Fremstilling af akutte Subventricular Zone Slices for Calcium Imaging

The subventricular zone (SVZ) is one of the two neurogenic zones in the postnatal brain. The SVZ contains densely packed cells, including neural ...

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

In Vivo Two-photon Imaging Of Experience-dependent Molecular Changes In Cortical Neurons

In vivo to-foton billedbehandling af oplevelsesbaseret afhængige molekylære ændringer i kortikal neuroner

The brain's ability to change in response to experience is essential for healthy brain function, and abnormalities in this process contribute to a variety ...

In vivo Postnatal Electroporation and Time-lapse Imaging of Neuroblast Migration in Mouse Acute Brain Slices

In vivo Postnatal Electroporation and Time-lapse Imaging of Neuroblast Migration in Mouse Acute Brain Slices

In vivo Fødselsdepression Elektroporation og Time-lapse Imaging af neuroblast Migration i Mouse Akut hjerneskiver

The subventricular zone (SVZ) is one of the main neurogenic niches in the postnatal brain. Here, neural progenitors proliferate and give rise to ...

Two-photon Imaging of Cellular Dynamics in the Mouse Spinal Cord

To-foton Imaging for Cellulær Dynamics i Mouse Spinal Cord

Two-photon (2P) microscopy is utilized to reveal cellular dynamics and interactions deep within living, intact tissues. Here, we present a method for ...

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

Optagelse synaptisk plasticitet i akut hippocampus skiver vedligeholdes i en lille-volumen genanvendelse - Perfusion- og neddykning-type kammer System

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

Two-photon Calcium Imaging in Neuronal Dendrites in Brain Slices

To-foton Calcium Imaging i Neuronal dendritter i hjernen skiver

Calcium (Ca2+) imaging is a powerful tool to investigate the spatiotemporal dynamics of intracellular Ca2+ signals in neuronal dendrites. Ca2+ ...

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

In Vivo Two-photon Imaging of Cortical Neurons in Neonatal Mice

In Vivo To-foton billeddannelse af kortikale neuroner i Neonatal mus

Two-photon imaging is a powerful tool for the in vivo analysis of neuronal circuits in the mammalian brain. However, a limited number of in vivo imaging ...

Imaging of Intracellular ATP in Organotypic Tissue Slices of the Mouse Brain using the FRET-based Sensor ATeam1.03YEMK

Imaging of Intracellular ATP in Organotypic Tissue Slices of the Mouse Brain using the FRET-based Sensor ATeam1.03YEMK

Imaging af intracellulære ATP i Organotypic væv skiver af muse hjernen ved hjælp af FRET-baseret sensor ATeam 1,03Yemk

Neuronal activity in the central nervous system (CNS) evokes a high demand on cellular energy provided by the breakdown of adenosine triphosphate (ATP). A ...

Transpupillary Two-Photon In Vivo Imaging of the Mouse Retina

Transpupillær to-foton In vivo Billeddannelse af musens nethinde

The retina transforms light signals from the environment into electrical signals that are propagated to the brain. Diseases of the retina are prevalent ...