Name: use of in vivo single-fiber recording and intact dorsal root ganglion with attached sciatic nerve to examine the mechanism of conduction failure
Uploaded: 2019-08-27T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Use of In Vivo Single-fiber Recording and Intact Dorsal Root Ganglion with Attached Sciatic Nerve to Examine the Mechanism of Conduction Failure at JoVE.com

עבודה זו היתה נתמכת על ידי מימון של הקרן הלאומית למדע הטבע של סין (31671089 ו 81470060) ו מחוזי שאאנקסי לפיתוח חברתי מדעי וטכנולוגיה פרויקט מחקר (2016SF-250).

הפרוטוקול הנוכחי עקב אחר המדריך למדיניות הבריאות הציבורית של ארצות הברית בנוגע לטיפול הומאני ולשימוש בבעלי חיים מעבדתיים, והוועדה לאתיקה של ניסויים בבעלי חיים באוניברסיטה הצבאית הרביעית אישרה את הפרוטוקול.
1. בעלי חיים
<ol><li>חלק 24 חולדות ספראג-דאולי (4-8 שבועות) לשתי קבוצות. ...

<ol>
	<li>Koski, C. 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=Derivation+and+validation+of+diagnostic+criteria+for+chronic+inflammatory+demyelinating+polyneuropathy.">Derivation and validation of diagnostic criteria for chronic inflammatory demyelinating polyneuropathy.</a> Journal of the Neurological Sciences. 277 (1-2), 1-8 (2009).</li><li>Allen, T. J., Knight, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+use+of+intracellular+dialysis+to+study+signal+transduction+coupling+in+the+squid+giant+axon.">The use of intracellular dialysis to study signal transduction coupling in the squid giant axon.</a> Journal of Neuroscience Methods. 42 (3), 169-174 (1992).</li><li>Schafers, M., Cain, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-fiber+recording:+in+vivo+and+in+vitro+preparations.">Single-fiber recording: in vivo and in vitro preparations.</a> Methods in Molecular Medicine. 99, 155-166 (2004).</li><li>Sun, W., 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=Reduced+conduction+failure+of+the+main+axon+of+polymodal+nociceptive+C-fibres+contributes+to+painful+diabetic+neuropathy+in+rats.">Reduced conduction failure of the main axon of polymodal nociceptive C-fibres contributes to painful diabetic neuropathy in rats.</a> Brain. 135, 359-375 (2012).</li><li>Debanne, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Information+processing+in+the+axon.">Information processing in the axon.</a> Nature Reviews Neuroscience. 5 (4), 304-316 (2004).</li><li>De Col, R., Messlinger, K., Carr, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Conduction+velocity+is+regulated+by+sodium+channel+inactivation+in+unmyelinated+axons+innervating+the+rat+cranial+meninges.">Conduction velocity is regulated by sodium channel inactivation in unmyelinated axons innervating the rat cranial meninges.</a> Journal of Physiology. 586 (4), 1089-1103 (2008).</li><li>Debanne, D., Campanac, E., Bialowas, A., Carlier, E., Alcaraz, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axon+physiology.">Axon physiology.</a> Physiological Reviews. 91 (2), 555-602 (2011).</li><li>Zhu, Z. 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=Conduction+failures+in+rabbit+saphenous+nerve+unmyelinated+fibers.">Conduction failures in rabbit saphenous nerve unmyelinated fibers.</a> Neurosignals. 17 (3), 181-195 (2009).</li><li>Wang, X., 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=A+novel+intrinsic+analgesic+mechanism:+the+enhancement+of+the+conduction+failure+along+polymodal+nociceptive+C-fibers.">A novel intrinsic analgesic mechanism: the enhancement of the conduction failure along polymodal nociceptive C-fibers.</a> Pain. 157 (10), 2235-2247 (2016).</li><li>Smith, T., Al Otaibi, M., Sathish, J., Djouhri, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+expression+of+HCN2+channel+protein+in+L4+dorsal+root+ganglion+neurons+following+axotomy+of+L5-+and+inflammation+of+L4-spinal+nerves+in+rats.">Increased expression of HCN2 channel protein in L4 dorsal root ganglion neurons following axotomy of L5- and inflammation of L4-spinal nerves in rats.</a> Neuroscience. 295, 90-102 (2015).</li><li>Zhang, X. L., Albers, K. M., Gold, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammation-induced+increase+in+nicotinic+acetylcholine+receptor+current+in+cutaneous+nociceptive+DRG+neurons+from+the+adult+rat.">Inflammation-induced increase in nicotinic acetylcholine receptor current in cutaneous nociceptive DRG neurons from the adult rat.</a> Neuroscience. 284, 483-499 (2015).</li><li>Zhu, Z. 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=Modulation+of+action+potential+trains+in+rabbit+saphenous+nerve+unmyelinated+fibers.">Modulation of action potential trains in rabbit saphenous nerve unmyelinated fibers.</a> Neurosignals. 21 (3-4), 213-228 (2013).</li><li>Djouhri, L., Bleazard, L., Lawson, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Association+of+somatic+action+potential+shape+with+sensory+receptive+properties+in+guinea-pig+dorsal+root+ganglion+neurones.">Association of somatic action potential shape with sensory receptive properties in guinea-pig dorsal root ganglion neurones.</a> Journal of Physiology. 513, 857-872 (1998).</li><li>Fang, X., McMullan, S., Lawson, S. N., Djouhri, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiological+differences+between+nociceptive+and+non-nociceptive+dorsal+root+ganglion+neurones+in+the+rat+in+vivo.">Electrophysiological differences between nociceptive and non-nociceptive dorsal root ganglion neurones in the rat in vivo.</a> Journal of Physiology. 565, 927-943 (2005).</li><li>Young, G. T., Emery, E. C., Mooney, E. R., Tsantoulas, C., McNaughton, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+and+neuropathic+pain+are+rapidly+suppressed+by+peripheral+block+of+hyperpolarisation-activated+cyclic+nucleotide-gated+ion+channels.">Inflammatory and neuropathic pain are rapidly suppressed by peripheral block of hyperpolarisation-activated cyclic nucleotide-gated ion channels.</a> Pain. 155 (9), 1708-1719 (2014).</li><li>Kim, Y. 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=Coupled+Activation+of+Primary+Sensory+Neurons+Contributes+to+Chronic+Pain.">Coupled Activation of Primary Sensory Neurons Contributes to Chronic Pain.</a> Neuron. 91 (5), 1085-1096 (2016).</li><li>Fan, N., Donnelly, D. F., LaMotte, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+compression+of+mouse+dorsal+root+ganglion+alters+voltage-gated+sodium+and+potassium+currents+in+medium-sized+dorsal+root+ganglion+neurons.">Chronic compression of mouse dorsal root ganglion alters voltage-gated sodium and potassium currents in medium-sized dorsal root ganglion neurons.</a> Journal of Neurophysiology. 106 (6), 3067-3072 (2011).</li><li>Ma, 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=Similar+electrophysiological+changes+in+axotomized+and+neighboring+intact+dorsal+root+ganglion+neurons.">Similar electrophysiological changes in axotomized and neighboring intact dorsal root ganglion neurons.</a> Journal of Neurophysiology. 89 (3), 1588-1602 (2003).</li><li>Boucher, T. 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=Potent+analgesic+effects+of+GDNF+in+neuropathic+pain+states.">Potent analgesic effects of GDNF in neuropathic pain states.</a> Science. 290 (5489), 124-127 (2000).</li><li>Ma, C., Greenquist, K. W., Lamotte, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+mediators+enhance+the+excitability+of+chronically+compressed+dorsal+root+ganglion+neurons.">Inflammatory mediators enhance the excitability of chronically compressed dorsal root ganglion neurons.</a> Journal of Neurophysiology. 95 (4), 2098-2107 (2006).</li><li>Gong, K., Ohara, P. T., Jasmin, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patch+Clamp+Recordings+on+Intact+Dorsal+Root+Ganglia+from+Adult+Rats.">Patch Clamp Recordings on Intact Dorsal Root Ganglia from Adult Rats.</a> Journal of Visualized Experiments. (115), (2016).</li><li>Schoenen, J., Delree, P., Leprince, P., Moonen, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurotransmitter+phenotype+plasticity+in+cultured+dissociated+adult+rat+dorsal+root+ganglia:+an+immunocytochemical+study.">Neurotransmitter phenotype plasticity in cultured dissociated adult rat dorsal root ganglia: an immunocytochemical study.</a> Journal of Neuroscience Research. 22 (4), 473-487 (1989).</li><li>Zheng, J. H., Walters, E. T., Song, X. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissociation+of+dorsal+root+ganglion+neurons+induces+hyperexcitability+that+is+maintained+by+increased+responsiveness+to+cAMP+and+cGMP.">Dissociation of dorsal root ganglion neurons induces hyperexcitability that is maintained by increased responsiveness to cAMP and cGMP.</a> Journal of Neurophysiology. 97 (1), 15-25 (2007).</li><li>Hanani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Satellite+glial+cells:+more+than+just+rings+around+the+neuron.">Satellite glial cells: more than just rings around the neuron.</a> Neuron Glia Biology. 6 (1), 1-2 (2010).</li></ol>

למרות המחקרים האחרונים השיגו סידן הדמיה של הנוירונים DRG ב vivo16, ביצוע vivo patch-קלאמפ הקלטה מ-drg בודדים הקלטת נשאר מאתגרת מאוד. לכן, גישה vivo סיב יחיד לשדה הכאב היא בעלת חשיבות מתמשכת. הקלטה של סיבים בודדים בפרוטוקול הנוכחי מאפשרת התבוננות אובייקטיבית של תופעת כישלון ההולכה, ואת השיל...

התמסורת הנורמלית של המידע לאורך סיבי העצב מבטיחה את התפקוד התקין של מערכת העצבים. תפקוד לא תקין של מערכת העצבים משתקף גם בשידור האות החשמלי של סיבי עצב. לדוגמה, מידת הדמימידינציה בנגעים המיאלואידית המרכזית יכולה להיות מסווגת באמצעות השוואה בין שינויים במהירות הולכה עצבית לפני ואחרי יישום התערבות1. קשה לintracellularly להקליט סיבי עצב, למעט בהכנות מיוחדות כגון אקב הענק הדיונון2. לכן, פעילות אלקטרופיזיולוגית ניתנת להקלטה רק באמצעות הקלטה של סיבים בודדים. בתור אחת השיטות האלקטפיזיולוגיות הקלאסיות, הקלטה של סיבים בודדים יש היסטוריה ארוכה יותר מאשר טכניקות אחרות. עם זאת, פחות פיזיקולוגים האוחזים בשיטה זו למרות היישום הנרחב שלה. לפיכך, נדרשת הקדמה מפורטת של הפרוטוקול הסטנדרטי עבור הקלטה של סיבים בודדים עבור היישום המתאים לו.
למרות טכניקות שונות מלחציים טלאי שלטו מחקר אלקטרולוגי מודרני, הקלטה בודדת סיבים עדיין משחק תפקיד חסר תחליף בהקלטת הפעילויות של סיבי עצב, בעיקר סיבים המשדר תחושה היקפית עם תא חושי הגוף ממוקם גנגליון שורש השורש (DRG). היתרון של שימוש בהקלטה סיב יחיד כאן הוא כי בהקלטה vivo סיבים מספק זמן התבוננות ארוכה עם היכולת להקליט תגובות גירויים טבעיים במודלים פרה-קליניים ללא הפרעה של הסביבה תאיים3 , ד.
מספר גדל והולך של מחקרים בשני העשורים האחרונים בדק פונקציות מורכבות לאורך סיבי עצב5, וכישלון הולכה, אשר מוגדר כמצב של שידור הדחף עצבים שנכשלו לאורך האקסון, היה קיים ברבים שונים עצבי היקפי6,7. הנוכחות של כישלון ההולכה בחקירה שלנו שימש מנגנון מעכבות עצמי מהותי עבור אפנון של קלט nociceptive מתמשך לאורך C-סיבים8. כישלון ההולכה הזה נחלש באופן משמעותי בתנאים של היפראלגברית4,9. לכן, מיקוד הגורמים המעורבים בכישלון ההולכה עשוי לייצג טיפול חדש כאבים נוירופתיים. כדי להתבונן בכישלון ההולכה, דפוס הירי צריך להיות מוקלט ומנותח על בסיס קוצים משוחררים רציפים המבוססים על הקלטה של סיבים בודדים.
כדי להבין ביסודיות את המנגנון של כשל הולכה, יש צורך לזהות את מאפייני השידור של axon, או יותר בדיוק, את תכונות הממברנה של הנוירונים מבוססי DRG, מבוסס על מאפיינים אנטומיים מדומים שלהם-קוטבי. מחקרים קודמים רבים בתחום זה בוצעו על מכשול הנוירונים10,11, אשר עשוי לא להיות ריאלי לחקירת כשל הולכה בשל שני מכשולים. ראשית, שיטות מכני וכימי שונים משמשים בתהליך הדיסוציאציה כדי לשחרר נוירונים DRG, אשר עשוי לגרום לתאים בריאים או לשנות את פנוטיפ/תכונות של הנוירונים ולבלבל את הממצאים. שנית, העצבים ההיקפיים המצורפים יוסרו בעיקרון, ותופעות כישלון ההולכה אינן מסוימות בהכנות אלה. לכן, הכנת נוירונים DRG שלמים עם עצב מוצמד שופרה כדי למנוע את המכשולים הנ ל.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:605px;" width="605">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:43px;width:161px;">Instruments and software used in single fiber recording</td>
			<td style="width:148px;"></td>
			<td style="width:93px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Amplifier</td>
			<td style="width:148px;">Nihon kohden</td>
			<td style="width:93px;">MEZ-8201</td>
			<td style="width:203px;">Amplification of the electrophysiological signals</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:43px;width:161px;">Bioelectric amplifier monitor</td>
			<td style="width:148px;">ShangHai JiaLong Teaching instrument factory</td>
			<td style="width:93px;">SZF-1</td>
			<td style="width:203px;">Monitor firing process via sound which is transformed from physiological discharge signal</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Data acquisition and analysis system</td>
			<td style="width:148px;">CED</td>
			<td style="width:93px;">Spike-2</td>
			<td style="width:203px;">Software for data acquisition and analysis</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Electrode manipulator</td>
			<td style="width:148px;">Narishige</td>
			<td style="width:93px;">SM-21</td>
			<td style="width:203px;">Contro the movement of the electrode as required</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Hairspring tweezers</td>
			<td style="width:148px;">A.Dumont</td>
			<td style="width:93px;">5#</td>
			<td style="width:203px;">Separate the single fiber</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Isolator</td>
			<td style="width:148px;">Nihon kohden</td>
			<td style="width:93px;">SS-220J</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="64" rowspan="2" style="height:64px;width:161px;">Memory oscilloscope</td>
			<td rowspan="2" style="width:148px;">Nihon kohden</td>
			<td rowspan="2" style="width:93px;">VC-9</td>
			<td style="width:203px;">Display recorded discharge during</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:203px;">experiment</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:161px;">Stereomicroscope</td>
			<td style="width:148px;">ZEISS</td>
			<td style="width:93px;">SV-11</td>
			<td style="width:203px;">Have clear observation when separate the local tissue and single fiber</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Stimulator</td>
			<td style="width:148px;">Nihon kohden</td>
			<td style="width:93px;">SEZ-7203</td>
			<td style="width:203px;">Delivery of the electrical stimuli</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Von Frey Hair</td>
			<td style="width:148px;">Stoelting accompany</td>
			<td style="width:93px;"></td>
			<td style="width:203px;">Delivery of the mechanical stimuli</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:161px;">Water bath</td>
			<td style="width:148px;">Scientz biotechnology Co., Ltd.</td>
			<td style="width:93px;">SC-15</td>
			<td style="width:203px;">Heating paroline to maintain at 37oC</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:161px;">Instruments and software used in patch clamp recording</td>
			<td style="width:148px;"></td>
			<td style="width:93px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="106">
			<td height="106" style="height:106px;width:161px;">Amplifier</td>
			<td style="width:148px;">Axon Instruments</td>
			<td style="width:93px;">Multiclamp 700B</td>
			<td style="width:203px;">Monitors the currents flowing through the recording electrode and also controls the stimuli by sending a signal to the electrode</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:161px;">Anti-vibration table</td>
			<td style="width:148px;">Optical Technology Co., Ltd.</td>
			<td style="width:93px;"></td>
			<td style="width:203px;">Isolates the recording system from vibrations induced by the environment</td>
		</tr>
		<tr height="127">
			<td height="127" style="height:127px;width:161px;">Camera</td>
			<td style="width:148px;">Olympus</td>
			<td style="width:93px;">TH4-200</td>
			<td style="width:203px;">See the neurons in bright field; the controlling software allows to take pictures and do live camera image to monitor the approach of the electrode to the cell</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Clampex</td>
			<td style="width:148px;">Axon</td>
			<td style="width:93px;">Clampex 9.2</td>
			<td style="width:203px;">Software for data acquisition and delivery of stimuli</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Clampfit</td>
			<td style="width:148px;">Axon</td>
			<td style="width:93px;">Clampfit 10.0</td>
			<td style="width:203px;">Software for data analysis</td>
		</tr>
		<tr height="66">
			<td height="66" style="height:66px;width:161px;">Electrode puller</td>
			<td style="width:148px;">Sutter</td>
			<td style="width:93px;">P-97</td>
			<td style="width:203px;">Prepare recording pipettes of about 2&#956;m diameter with resistance about 5 to 8 M&#937;</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Glass pipette</td>
			<td style="width:148px;">Sutter</td>
			<td style="width:93px;">BF 150-75-10</td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Micromanipulator</td>
			<td style="width:148px;">Sutter</td>
			<td style="width:93px;">MP225</td>
			<td style="width:203px;">Give a precise control of the microelectrode</td>
		</tr>
		<tr height="85">
			<td height="85" style="height:85px;width:161px;">Microscope</td>
			<td style="width:148px;">Olympus</td>
			<td style="width:93px;">BX51WI</td>
			<td style="width:203px;">Upright microcope equipped with epifluorescence for clearly observe the cells which would be patched</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Origin</td>
			<td style="width:148px;">Origin lab</td>
			<td style="width:93px;">Origin 8</td>
			<td style="width:203px;">Software for drawing picture</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Perfusion Pump</td>
			<td style="width:148px;">BaoDing LanGe Co., Ltd.</td>
			<td style="width:93px;">BT100-1J</td>
			<td style="width:203px;">Perfusion of DRG in whole-cell patch clamp</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Other instruments</td>
			<td style="width:148px;"></td>
			<td style="width:93px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Electronic balance</td>
			<td style="width:148px;">Sartorius</td>
			<td style="width:93px;">BS 124S</td>
			<td style="width:203px;">Weighing reagent</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">pH Modulator</td>
			<td style="width:148px;">Denver Instrument</td>
			<td style="width:93px;">UB7</td>
			<td style="width:203px;">Adjust pH to 7.4</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Solutions/perfusion/chemicals</td>
			<td style="width:148px;"></td>
			<td style="width:93px;"></td>
			<td style="width:203px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Calcium chloride</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">C5670</td>
			<td style="width:203px;">Extracellular solution</td>
		</tr>
		<tr height="64">
			<td height="64" style="height:64px;width:161px;">Chloralose</td>
			<td style="width:148px;">Shanghai Meryer Chemical Technology Co., Ltd.</td>
			<td style="width:93px;">M07752</td>
			<td style="width:203px;">Mixed solution for Anesthesia</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Collagenase</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">SLBQ1885V</td>
			<td style="width:203px;">Enzyme used for clearing the surface of DRG</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">D (+) Glucose</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">G7528</td>
			<td style="width:203px;">Extracellular solution</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Liquid Paraffin</td>
			<td style="width:148px;">TianJin HongYan Reagent Co., Ltd.</td>
			<td style="width:93px;"></td>
			<td style="width:203px;">Maintain fiber wetting</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Magnesium sulfate</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">M7506</td>
			<td style="width:203px;">Extracellular solution</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Potassium chloride</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">P3911</td>
			<td style="width:203px;">Extracellular solution</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Protease</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">62H0351</td>
			<td style="width:203px;">Enzyme used for clearing the surface of DRG</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Sodium bicarbonate</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">S5671</td>
			<td style="width:203px;">Extracellular solution</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Sodium chloride</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">S5886</td>
			<td style="width:203px;">Extracellular solution</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Sodium phosphate monobasic</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">S0751</td>
			<td style="width:203px;">Extracellular solution</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:161px;">Sucrose</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">S0389</td>
			<td style="width:203px;">Extracellular solution</td>
		</tr>
		<tr height="43">
			<td height="43" style="height:43px;width:161px;">Urethane</td>
			<td style="width:148px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:93px;">U2500</td>
			<td style="width:203px;">Mixed solution for Anesthesia</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

use of in vivo single-fiber recording and intact dorsal root ganglion with attached sciatic nerve to examine the mechanism of conduction failure

הקלטה חד-סיבי הייתה טכניקת אלקטרופיזיולוגיה קלאסית ואפקטיבית בעשורים האחרונים בגלל היישום הספציפי שלה לסיבי עצב במערכות העצבים המרכזיות וההיקפית. שיטה זו ישימה במיוחד על השורש הבסיסי (DRG), אשר הם נוירונים החושי העיקריים המוצגים מבנה מדומה חד קוטבי של תהליכים העצבים. הדפוסים והתכונות של הפוטנציאל הפעולה המועברים לאורך אקסונים לצריבה אלה נוירונים. המחקר הנוכחי משתמש הקלטות vivo סיב יחיד כדי לבחון את כישלון ההולכה של עצבי מסיבי בתוך השלם של פרוינד מטופלים (פרנק) התייחסו חולדות. כמו המנגנון הבסיסי לא ניתן לחקור באמצעות vivo יחיד סיבים הקלטות, תיקון-קלאמפ-הקלטות של הנוירונים DRG מבוצעים על ההכנות של DRG שלם עם העצב האחורי המצורפת. הקלטות אלה מגלות קורלציה חיובית בין כישלון ההולכה לבין השיפוע העולה של הפוטנציאל לאחר היפרפולריזציה (AHP) של הנוירונים בעלי חיים מטופלים. הפרוטוקול עבור vivo הקלטות סיבים יחיד מאפשר סיווג של סיבי עצב באמצעות מדידת מהירות ההולכה וניטור של מצבים חריגים סיבי העצב במחלות מסוימות. DRG שלמים עם העצב ההיקפי המצורפת מאפשר התבוננות של הפעילות של הנוירונים בסוכרת DRG ברוב התנאים הפיזיולוגיים. באופן סופי, הקלטה של סיב יחיד בשילוב עם הקלטה אלקטרולוגית של DRGs שלמים היא שיטה יעילה לבחון את התפקיד של כשל הולכה במהלך תהליך ההרגעה.

תוצאת פרוטוקול ההקלטה של סיבים בודדים תלויה באיכות של ניתוח הסיבים. החיה עבור ניסויים vivo חייב להיות במצב טוב כדי לשמור על גזע העצב בריא לניתוח קל (ראה עצה בסעיף הדיון). במקרים רבים יש צורך באמבטיית תרופות לאספקת סמים על סיבים. איור 1 ממחיש כיצד vivo ההקלטה בודדת סיבים הופעל (<strong class="xfi...

Watch this Scientific Journal Video about Use of In Vivo Single-fiber Recording and Intact Dorsal Root Ganglion with Attached Sciatic Nerve to Examine the Mechanism of Conduction Failure at JoVE.com

Use of In Vivo Single-fiber Recording and Intact Dorsal Root Ganglion with Attached Sciatic Nerve to Examine the Mechanism of Conduction Failure

הקלטה של סיב יחיד היא טכניקת אלקטרופיסיולוגית יעילה הישימה במערכות העצבים המרכזיות וההיקפית. יחד עם הכנת DRG שלם עם העצב המכניסטי, מנגנון כשל ההולכה נבדק. שני הפרוטוקולים משפרים את ההבנה של היחסים בין מערכת העצבים ההיקפית לכאב.

השימוש ב Vivo הקלטה חד-סיבים ושורש השורש שלמות עם העצב מוצמד לבחון את המנגנון של כשל הולכה

Single-fiber recording has been a classical and effective electrophysiological technique over the last few decades because of its specific application for ...

הקלטה בסיבים בודדים ממלאת תפקיד חשוב בהקלטת הפעילות של סיבי עצב. במיוחד פעילויות המשדרות תחושה היקפית משדות פתוחים לנוירונים בגנגליון שורש הגבי. בגל של הקלטת סיבים, מספק משך זמן עם היכולת להקליט תגובות לגירויים בטבע, ומאוחר יותר היה הפרעה של הסביבה הבין תאית.בהקלטת סיבים אחת דורש נויטרונים אוטומטי טוב למצב. המטפל קורא את הדרישה להכנת בדיקות DRG משולב העצב הסיאטי משולב. התוצאה של מצב הדגמה מראה כמעט את כל הפרטים של עצבים בשלב מדבקה טובה, פיזית.ושלישית, הכנת DRG כולה כפי שהם משולבים. כדי להתחיל בהליך זה, להכין ולחטא את כל המכשירים הכירורגיים לפני הניתוח. לאחר מכן הכינו 1-2 ליטר מהתסכול החוץ-תאי הרגיל של רינגר ואחסנו בארבע מעלות צלזיוס עד לשימוש.כדי לחשוף את גזע העצב הסיאטי להקלטה, ראשית, לחתוך לפתוח את העור של החולדה הרדמה ושרירים על החלק הגבי של הירך. לאחר מכן, לבצע ניתוח קהה לאורך שרירי הירך. מבודדים בזהירות את גזע העצב הסיאטי באמצעות מספריים עיניים ומחט הפרדת זכוכית, ולשמור על הרקמה לחה באמצעות הפתרון של רינגר.לאחר מכן, לתקן את החיה על חישוק מתכת תוצרת בית על ידי תפירת העור לתוך החריץ סביבו. משוך את העור מעט למעלה כדי להקים אמבטיית נוזלים. חשוף סנטימטר אחד של גזע עצבי סיאטי בצד הפרוקסימלי.מניחים פלטפורמה קטנה וח חומה מתחת לתא המטען העצבי כדי לשפר את הניגודיות על מנת להתבונן בבירור בתא המטען העצבי המשובח. לאחר מכן, להחיל קצת פרפין נוזלי חם על החלק העליון של תא המטען של העצב כדי למנוע ייבוש של משטח הסיבים. הסר את הנוזל אם יש exudation סביב גזע העצב.כדי לבצע הקלטה, בחר את תריס הפלטינה כאלקטרודה ההקלטה. לאכול וליצור וו קטן ממש בסוף. לאחר מכן, חבר את האלקטרודה למיקרומניפולטור.באמבטיה, מניחים אלקטרודה התייחסות ליד הרקמה התת עורית. לפצל את דורא עמוד השדרה ואת פיא מאטר ולקבל את העצב הסיאטי. תחת מיקרוסקופ סטריאו בהגדלה של 25%, הרם fascicle בסדר ולהשעות את הקצה המשוער של האקסון על הקרס של האלקטרודה הקלטה.זהה את השדה הקליטה של סיב c יחיד, לא פתוח באמצעות סימולי מכני וגירוי תרמי. אם הירי של סיבי העצב מגיב לגירויים מכניים ומים חמים, אז לשקול את זה כמו פולימוטו, סיבים c לא פתוחים. לאחר מכן, הכנס שתי אלקטרודות גירוי מחט עם מרווח של שני מילימטר לתוך העור של השדה לזהות עבור משלוח של גירויים חשמליים.הצג את צורת הגל של פוטנציאל פעולה על oscilloscope, ומעסיקים מחשב d-board עם קצב דגימת אות של 20 קילוהרץ. לאחר מכן, להקליט את הקוצים באמצעות תוכנה לרכישת נתונים ולנתח אותו מאוחר יותר עם תוכנה מקצועית. כדי למדוד כשל בהוליכות, ספק את גירויי האלקטרודה החוזרים בתדרים שונים לסיבים c למשך 60 שניות.אפשר מרווח של 10 דקות לסיבים להירגע בין גירויים. לאחר מכן, לחשב את היחס של מספר הכשלים למספר פולסים גירוי חוזר שנמסרו להכפיל ב 100%, כדי לקבל את מידת כשל בהוליכים. כדי לחשוף את גנגליון השורש הגבי, ראשית לחתוך לפתוח את העור מקו האמצע של החלק האחורי בקטע l4 כדי l5.לאחר מכן, להסיר את השרירים תהליך עמוד השדרה בור חולייתי ותהליך רוחבי באמצעות rongeur עצם, ולחשוף את גוף NDRG חוט השדרה. מכסים את חוט השדרה החשוף, NDRG, עם כותנה ספוגה בתתא החוץ-תאי הרגיל של רינגר לשמירה על פעילות עצבית. לעצור את הדימום ולהסיר את הדם לפי הצורך.לאחר מכן, באמצעות מספריים עיניים, להסיר l4 כדי s1 מבנה העצם מעל אבות החוליות על מנת לחשוף את DRG ואת עצב השדרה מחובר. לעשות חתך על העור כדי לחשוף את העצב הסיאטי בירך האמצעית. להפריד ולנתק את העצב הסיאטי מהקץ הדיסטלי של העצב שבו הוא נכנס לתוך השריר.וללקט את גזע העצב עם קו כירורגי בסוף העצב לפני החיתוך. לאחר מכן, להפריד את העצב הסיאטי מן רקמת החיבור הבסיסית על ידי הרמת נקודת הקשירה העצבית. הסר עבור דורה מן חוט השדרה, ולהפריד את DRG מן רקמת החיבור הבסיסית עד שהוא מגיע לחלק הסמוך של העצב הסיאטי.לכן, לבודד את כל ההכנה של DRG עם עצב sciatic מצורף. כדי לנקות את פני השטח של DRG, בהגדלה 4x, להסיר בזהירות את דורה בעמוד השדרה על פני השטח של l4 כדי l6 DRG באמצעות פינצטה. מניחים את DRG עם עצב sciatic מחובר בצינור זכוכית המכיל מיליליטר אחד של אנזימים מעורבים.לעכל באמבט מים 37 מעלות צלזיוס במשך 15 דקות. לאחר 15 דקות, להרים את סוף הקו הכירורגי ולהזיז את ההכנה לצלחת מלאה בתסרון חוץ תאי של רינגר רגיל לשטוף את האנזים. לאחר מכן, להעביר את DRG מתעכל למיכל מלא פתרון חוץ תאי מחומצן של רינג'ר להקלטה.כדי לבצע הקלטה, להכין פתרון תאי, ולאחסן אותו באפס מעלות צלזיוס עד השימוש. בעזרת עוגן פרוסה, מייצבים את הגנגליה ומחברים את קצה העצבים לאלקטרודה מגרה יניקה. בהגדלה של פי 40, דמיינו ובחרו נוירון DRG עם מטרה של אמרסיון מים.מקפלים אלקטרודה וממלאים אותה בתתיחה תאית. חבר את האלקטרודה על המחזיק, והפעיל לחץ חיובי בצינור עם התנגדות סופית של ארבעה עד שבעה מגה-אוהמים. לאחר מכן, הבא את האלקטרודה אל פני התא.לאחר מכן, להחיל לחץ שלילי על הצינור כדי ליצור חותם. לאחר חותם gigaohm הוא הגיע, להגדיר את פוטנציאל הממברנה על מינוס 60 millivolts ולהקים את כל מצב הקלטת התא. לאחר מכן, לספק גירויים חוזרים של 5 עד 50 הרץ לעצב sciatic דרך אלקטרודה יניקה למסך עבור כשל בהוליכות.למדוד את משרעת של AHP מקו הבסיס לשיא ואת משך 80%AHP. נתון זה מציג את ההקלטות הרצופות המקוריות של ירי מחדש c5 יחיד של חולדות בתגובה 10 הרץ גירוי חשמלי. כל סריקה עשרים מוצגת ומוצגת מלמעלה למטה.ההוספה מציגה פוטנציאל פעולה מייצג. הנה הקלטות של סיבים c יחיד מן החולדות מוזרק CFA בתגובה לגירוי זהה הפאנל הקודם. נתון זה מראה את ההקלטות המתמשכות של תגובות ירי סדרה לחמש גירוי הרץ בתנאי שליטה, או ניהול של ריכוז שונה של ZD7288 בנוירון DRG בקוטר קטן מעכברושים בדירוג CFA.הערכות Insets מציגות מעקבים מורחבים עבור תקופות ההקלטה שצוינו. כתמים כהים מייצגים כשלי ספייק. ה- AHP הראה שיפוע עולה גדול יותר בפקד.בעוד מדרון עולה קטן יותר נצפתה לאחר 125 micromolars ביישום ZD7288. כאשר הקלטת חמישייה אחת בזמן, אני חושב שזה חשוב לחתוך את הסיבים יהיה שמירה על בעלי החיים הוא טוב כל מצב בטיחות. ומיקרו-וירוס סביב הנויטרונים.השילוב של הקלטת סיבים בודדים ויישום של DRG שלם המחובר עם העצב הסיאטי, שיפר את ההבנה שלנו של מערכת העצבים ההיקפית הנוגעת לכאב.

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Cell Biology

Neuroscience

Unit 1

Channels and the Electrical Properties of Membranes

SCIENTISTS IN ACTION

Genetic Study of Axon Regeneration with Cultured Adult Dorsal Root Ganglion Neurons

המחקר הגנטי של הדור הבא אקסון עם נוירונים בתרבית למבוגרים הגנגליון הגב שורש

It is well known that mature neurons in the central nervous system (CNS) cannot regenerate their axons after injuries due to diminished intrinsic ability ...

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

Measuring Spinal Presynaptic Inhibition in Mice By Dorsal Root Potential Recording In Vivo

מדידת השדרה Presynaptic עיכוב בעכברים על ידי הקלטה פוטנציאלית הגבי רוט<em&gt; בVivo</em

Presynaptic inhibition is one of the most powerful inhibitory mechanisms in the spinal cord. The underlying physiological mechanism is a depolarization of ...

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

In Vitro Modeling of Cancerous Neural Invasion: The Dorsal Root Ganglion Model

במבחנת דוגמנות של פלישה העצבית סרטנית: מודל גנגליון השורש הגבה

One way that solid tumors disseminate is through neural invasion. This route is well-known in cancers of the head and neck, prostate, and pancreas. These ...

An Approach to Enhance Alignment and Myelination of Dorsal Root Ganglion Neurons

גישת שפר מערך myelination של נוירונים שורש הגבה גנגליון

Axon regeneration is a chaotic process due largely to unorganized axon alignment. Therefore, in order for a sufficient number of regenerated axons to ...

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

In Vivo Gene Transfer to Schwann Cells in the Rodent Sciatic Nerve by Electroporation

In vivo ג&#39;ין העברה בתאי שוואן בעצב מכרסמים Sciatic ידי Electroporation

The formation of the myelin sheath by Schwann cells (SCs) is essential for rapid conduction of nerve impulses along axons in the peripheral nervous ...

Dorsal Root Ganglion Injection and Dorsal Root Crush Injury as a Model for Sensory Axon Regeneration

הזרקת גנגליון שורש הגבה ו שורש הגבה Crush פגיעה כמודל להתחדשות החושית אקסון

Achieving axon regeneration after nervous system injury is a challenging task. As different parts of the central nervous system (CNS) differ from each ...

Laminotomy for Lumbar Dorsal Root Ganglion Access and Injection in Swine

Laminotomy גישה גנגליון המותני שורש העזוב, הזרקה של החזירים

Dorsal root ganglia (DRG) are anatomically well defined structures that contain all primary sensory neurons below the head. This fact makes DRG attractive ...

Analysis of Immune Cells in Single Sciatic Nerves and Dorsal Root Ganglion from a Single Mouse Using Flow Cytometry

ניתוח של תאים חיסוניים העצבים ממוגלה יחיד, גנגליון העזוב השורש של עכבר אחת באמצעות Cytometry זרימה

Nerve-resident immune cells in the peripheral nervous system (PNS) are essential to maintaining neuronal integrity in a healthy nerve. The immune cells of ...

Investigating Mammalian Axon Regeneration: In Vivo Electroporation of Adult Mouse Dorsal Root Ganglion

Investigating Mammalian Axon Regeneration: In Vivo Electroporation of Adult Mouse Dorsal Root Ganglion

התחדשות האקסון בתרבית של החוקר: In Vivo אלקטרופורציה של העכבר למבוגרים העזוב שורש גנגליון

Electroporation is an essential non-viral gene transfection approach to introduce DNA plasmids or small RNA molecules into cells. A sensory neuron in the ...

Rapid Isolation of Dorsal Root Ganglion Macrophages

הבידוד המהיר של הקרופאגים של השורש

There are growing interests to study the molecular and cellular interactions among immune cells and sensory neurons in the dorsal root ganglia after ...