Name: lipidomics and transcriptomics in neurological diseases
Uploaded: 2022-03-18T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Lipidomics and Transcriptomics in Neurological Diseases at JoVE.com

Wir widmen diesen Artikel Dr. Ermelinda Lomazzo. Während der Fertigstellung dieses Manuskripts verstarb Dr. Ermelinda Lomazzo. Sie ist die Verkörperung der Leidenschaft für die Wissenschaft und des selbstlosen Engagements in der Teamarbeit, um einen sinnvollen Forschungszweck zu erfüllen. Sie träumte immer davon, einen sinnvollen Beitrag zum größeren Wohlergehen der Menschen zu leisten. Ihre gutherzige Natur wurde nie durch die anstrengenden Wege der Wissenschaft und des Lebens beeinträchtigt. Sie wird von unschätzbarem Wert und für immer in unseren Herzen bleiben.
Julia M. Post wurde durch das Focus Program for Translational Neuroscience (FTN) an der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz gefördert und wird derzeit durch das SPP-2225 EXIT Projekt an LB gefördert. Raissa Lerner wurde teilweise durch das DZHK-Projekt 81X2600250 an LB und Lipidomics Core Facility gefördert. Eine Teilfinanzierung dieser Studien erfolgte durch die Lipidomics Core Facility, das Institut für Physiologische Chemie und Intramurale Mittel (an LB) der Universitätsmedizin der Johannes Gutenberg-Universität Mainz.

Alle hier beschriebenen Versuchsverfahren entsprechen der Richtlinie des Rates der Europäischen Gemeinschaft vom 22. September 2010 (2010/63EU) und wurden vom örtlichen Tierausschuss des Landes Rheinland-Pfalz genehmigt (Aktenzeichen: 23 177-07/G16-1-075).
1. Tiermodell der akuten und prophylaktisch behandelten KA-induzierten Epilepsie
<ol><li>Führen Sie Anfallsinduktion, Behandlung und Verhaltensbewertung durch.<ol>
<li>Getrennte Mäuse (mindestens n = 6 Mäuse pro Gruppe) in Einzelkäfi...

<ol>
	<li>Aronica, 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=Neuroinflammatory+targets+and+treatments+for+epilepsy+validated+in+experimental+models.">Neuroinflammatory targets and treatments for epilepsy validated in experimental models.</a> Epilepsia. 58, 27-38 (2017).</li><li>Lerner, R., Post, J., Loch, S., Lutz, B., Bindila, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeting+brain+and+peripheral+plasticity+of+the+lipidome+in+acute+kainic+acid-induced+epileptic+seizures+in+mice+via+quantitative+mass+spectrometry.">Targeting brain and peripheral plasticity of the lipidome in acute kainic acid-induced epileptic seizures in mice via quantitative mass spectrometry.</a> Biochimica et Biophysica Acta - Molecular and Cell Biology of Lipids. 1862 (2), 255-267 (2017).</li><li>Schuhmann, K., Almeida, R., Baumert, M., Herzog, R., Bornstein, S. R., Shevchenko, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Shotgun+lipidomics+on+a+LTQ+Orbitrap+mass+spectrometer+by+successive+switching+between+acquisition+polarity+modes.">Shotgun lipidomics on a LTQ Orbitrap mass spectrometer by successive switching between acquisition polarity modes.</a> Journal of Mass Spectrometry. 47 (1), 96-104 (2012).</li><li>Puppolo, M., Varma, D., Jansen, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+analytical+methods+for+eicosanoids+in+brain+tissue.">A review of analytical methods for eicosanoids in brain tissue.</a> Journal of Chromatography B: Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 964, 50-64 (2014).</li><li>Blewett, A. J., Varma, D., Gilles, T., Libonati, J. R., Jansen, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+validation+of+a+high-performance+liquid+chromatography-electrospray+mass+spectrometry+method+for+the+simultaneous+determination+of+23+eicosanoids.">Development and validation of a high-performance liquid chromatography-electrospray mass spectrometry method for the simultaneous determination of 23 eicosanoids.</a> Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 46 (4), 653-662 (2008).</li><li>Lerner, 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=Simultaneous+lipidomic+and+transcriptomic+profiling+in+mouse+brain+punches+of+acute+epileptic+seizure+model+compared+to+controls.">Simultaneous lipidomic and transcriptomic profiling in mouse brain punches of acute epileptic seizure model compared to controls.</a> Journal of Lipid Research. 59, 283-297 (2017).</li><li>Lerner, 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=Simultaneous+lipidomic+and+transcriptomic+profiling+in+mouse+brain+punches+of+acute+epileptic+seizure+model+compared+to+controls.">Simultaneous lipidomic and transcriptomic profiling in mouse brain punches of acute epileptic seizure model compared to controls.</a> Journal of Lipid Research. , 1-48 (2018).</li><li>L&#233;vesque, M., Avoli, M., Bernard, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+temporal+lobe+epilepsy+following+systemic+chemoconvulsant+administration.">Animal models of temporal lobe epilepsy following systemic chemoconvulsant administration.</a> Journal of Neuroscience Methods. 260, (2016).</li><li>Eyo, U. B., Murugan, M., Wu, L. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microglia-Neuron+Communication+in+Epilepsy.">Microglia-Neuron Communication in Epilepsy.</a> Glia. 65 (1), 5-18 (2017).</li><li>Zhu, J., Zheng, X. Y., Zhang, H. L., Luo, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kainic+acid-induced+neurodegenerative+model:+Potentials+and+limitations.">Kainic acid-induced neurodegenerative model: Potentials and limitations.</a> Journal of Biomedicine and Biotechnology. 2011, 457079 (2011).</li><li>Park, S. H., Sim, Y. B., Kim, C. H., Lee, J. K., Lee, J. H., Suh, H. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+&#945;-CGRP+in+the+regulation+of+neurotoxic+responses+induced+by+kainic+acid+in+mice.">Role of &#945;-CGRP in the regulation of neurotoxic responses induced by kainic acid in mice.</a> Peptides. 44, 158-162 (2013).</li><li>Lerner, R., Cuadrado, D. P., Post, J. M., Lutz, B., Bindila, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Broad+lipidomic+and+transcriptional+changes+of+prophylactic+PEA+administration+in+control+mice.">Broad lipidomic and transcriptional changes of prophylactic PEA administration in control mice.</a> Frontiers in Neuroscience. 13, 527 (2019).</li><li>Post, J. 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=Antiepileptogenic+Effect+of+Subchronic+Palmitoylethanolamide+Treatment+in+a+Mouse+Model+of+Acute+Epilepsy.">Antiepileptogenic Effect of Subchronic Palmitoylethanolamide Treatment in a Mouse Model of Acute Epilepsy.</a> Frontiers in Molecular Neuroscience. 11, (2018).</li><li>Schauwecker, P. E., Steward, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+determinants+of+susceptibility+to+excitotoxic+cell+death:+Implications+for+gene+targeting+approaches.">Genetic determinants of susceptibility to excitotoxic cell death: Implications for gene targeting approaches.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 94 (8), 4103-4108 (2002).</li><li>Monory, 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=The+Endocannabinoid+System+Controls+Key+Epileptogenic+Circuits+in+the+Hippocampus.">The Endocannabinoid System Controls Key Epileptogenic Circuits in the Hippocampus.</a> Neuron. 51 (4), 455-466 (2006).</li><li>Konsman, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mouse+Brain+in+Stereotaxic+Coordinates.">The mouse Brain in Stereotaxic Coordinates.</a> Psychoneuroendocrinology. 28 (6), (2003).</li><li>Spijker, S., Li, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dissection+of+Rondent+Brain+Regions.">Dissection of Rondent Brain Regions.</a> Neuroproteomics. 57, 13-27 (2011).</li><li>Gross, 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=The+evolution+of+lipidomics+through+space+and+time.">The evolution of lipidomics through space and time.</a> Biochimica et Biophysica Acta - Molecular and Cell Biology of Lipids. 1862 (8), 731-739 (2017).</li><li>Wang, M., Wang, C., Han, R. H., Han, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+advances+in+shotgun+lipidomics+for+biology+and+medicine.">Novel advances in shotgun lipidomics for biology and medicine.</a> Progress in Lipid Research. 61, 83-108 (2016).</li><li>Abbott, S. 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=An+improved+high-throughput+lipid+extraction+method+for+the+analysis+of+human+brain+lipids.">An improved high-throughput lipid extraction method for the analysis of human brain lipids.</a> Lipids. 48 (3), 307-318 (2013).</li><li>Matyash, V., Liebisch, G., Kurzchalia, T. V., Shevchenko, A., Schwudke, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Lipid+extraction+by+methyl-tert-butyl+ether+for+high-throughput+lipidomics.">Lipid extraction by methyl-tert-butyl ether for high-throughput lipidomics.</a> Journal of Lipid Research. 49 (5), 1137-1146 (2008).</li></ol>

Die hier beschriebene neurolipidomische und transkriptomische Methodik ist ein praktikables Mittel, um jede Krankheit oder gesunde Entwicklung bei hoher und niedriger räumlicher Auflösung im Gehirn und in peripheren Organen zu untersuchen. Aufgrund der optimierten Plasmaprobenahme- und Handhabungsverfahren kann die Plasmalipidomanalyse auch von denselben Tieren durchgeführt werden, die für die Gewebelipidomik und Transkriptomik geopfert wurden, wodurch die Zuverlässigkeit der molekularen Korrelate von Gewebeblut und...

Jüngste Fortschritte in der Funktion von Lipiden und ihrer Rolle bei der Entstehung und dem Fortschreiten neurologischer Erkrankungen eröffnen neue Forschungs- und Entwicklungsmöglichkeiten für neue therapeutische Ziele und die Aufklärung von Krankheitsmechanismen1. Dokumentierte Unterschiede in der Lipidzusammensetzung in verschiedenen Hirnregionen, die durch moderne molekulare Bildgebungsverfahren wie Massenspektrometrie-Bildgebung und fortschrittliche Massenspektrometrie-Profilierung betont werden, verschieben das Paradigma der Lipiduntersuchung vom gesamten Gehirn hin zu funktionell unterschiedlichen und diskreten Hirnregionen. Die Tatsache, dass die Lipidzusammensetzung in verschiedenen Gehirnregionen variiert, führt zu einer neuen Konzeptualisierung sowohl der Membranlipidempfindlichkeit als auch der nachgeschalteten Lipidsignalisierung als Reaktion auf eine Hirnverletzung oder -reize in den funktionell unterschiedlichen Hirnregionen. Daher erfordern Lipidprotokolle neue Entwicklungen, um die Herausforderung niedriger Gewebemengen für die Erkennung und Quantifizierung mit höherer räumlicher Auflösung und gleichzeitig die Analyse mehrerer Lipidkomponenten von Zellmembranen und Signalwegen zu bewältigen. Auch die Bestimmung von Enzymen, Lipidliganden und Rezeptoren, die an der Regulation ihrer Spiegel und Funktion beteiligt sind, ist von größter Bedeutung, um die bei einer neurologischen Erkrankung betroffenen Signalwege aufzuklären und neue mechanistische Untersuchungen in einem pathophysiologischen Kontext zu leiten.
Neben der erhöhten räumlichen Auflösung des Gehirns gibt es zwei große Schwierigkeiten, die die Entwicklung neuer neurolipidomischer Ansätze herausfordern. Erstens sind die Lipidsignalmoleküle im Vergleich zu membrankonstitutiven Lipiden typischerweise von sehr geringer Häufigkeit. Zweitens weist das Lipidom eine hohe strukturelle Heterogenität auf, die mit einem einzigen analytischen Ansatz schwer zu sezieren ist. Daher sind Extraktions- und Analysemethoden auf verschiedene Lipidkategorien zugeschnitten und werden üblicherweise in verschiedenen Gewebeproben durchgeführt.2. Shotgun lipidomische Methoden3 sind ausgezeichnete Werkzeuge, um schnell ein breites Profil von Membranlipiden aufzudecken, während eine erhöhte Empfindlichkeit und Selektivität, die durch die gezielte Entdeckung und Quantifizierung von massenspektrometrischen Methoden ermöglicht wird, für die Untersuchung von Signallipiden mit geringer Häufigkeit genutzt werden, darunter: i) Entzündungslipide und ii) Lipide, die an der Modulation der neuronalen Aktivität beteiligt sind, wie Endocannabinoide (eCBs), Aminosäure-verknüpfte Lipide, etc.4,5. Um Lipidveränderungen sowohl auf Zellmembran- als auch auf Signalebene zu erfassen, die in Gehirnregionen neurologischer Krankheitsmodelle auftreten, werden die Lipidextraktion und -analyse typischerweise in verschiedenen Gewebeproben durchgeführt, die aus verschiedenen Tierchargen oder aus verschiedenen Hemisphären gewonnen werden, oder indem eine größere Geweberegion in mehrere Stücke zerlegt wird. Wenn auch die mRNA-Spiegel von Enzymrezeptoren von Interesse sind, erfordert ihre Untersuchung typischerweise die Beschaffung einer eindeutigen Gewebeprobe. Zum Beispiel würde die Untersuchung von Membranlipiden, endogenen Cannabinoiden und mRNA drei verschiedene Gewebeproben erfordern (z. B. zwei Proben für die beiden Lipidextraktionsmethoden - Membranlipide und Signallipide - und anschließend zwei Lipidanalysemethoden - und eine Probe für die mRNA-Analyse). Die Untersuchung von Entzündungslipiden und endogenen Cannabinoiden erfordert zwei verschiedene Gewebeproben, Extraktionsmethoden bzw. Analysemethoden. Ein weiteres Beispiel ist die Untersuchung von mRNA und jeder Lipidkategorie in einer Gehirnstanz- oder Laser-Mikrodissektionsprobe, die folglich zwei verschiedene Tiere benötigt, um zwei Proben pro Gehirn(sub)region zu beschaffen. In solchen Fällen tritt häufig ein erhebliches Maß an Variabilität und/oder schlechter Reproduzierbarkeit der Ergebnisse auf, das auf biologische Variabilität und/oder Gewebeheterogenität zurückzuführen ist. Geleitet von diesen praktischen Einschränkungen der multimolekularen Analyse, die insbesondere bei hoher räumlicher Auflösung im Gehirn auftritt, wurde ein dreimoduliges Neurolipidomik-Protokoll entwickelt, das Folgendes umfasst: 1) Koextraktion und Co-Analyse durch LC / MRM von entzündlichen Lipiden (z. B. Eicosanoide (EiCs)) und Lipiden, die an der Modulation der neuronalen Aktivität beteiligt sind, wie z. B. eCBs2; 2) Co-Extraktion von Phospholipiden (PLs) und eCBs mit anschließender Multiscan LC/MRM und Precursor/Neutral Loss Scan Analyse2; und 3) duale Extraktion von Membran(phospho)lipiden und eCBs sowie mRNA, mit anschließender LC/MRM- und qPCR- oder RNA-Sequenzierungsanalyse6. Abhängig von der biologischen Fragestellung, die bei einer neurologischen Erkrankung behandelt werden soll, und der interessierenden Hirnregion kann eine Kombination aus dem ersten und dem zweiten Protokoll oder dem ersten und dritten Protokoll auf dieselbe Gewebeprobe für Gewebe mit einem Gewicht von etwa 4 mg angewendet werden. Das erste und dritte Protokoll können unabhängig voneinander für Gewebe um 2 mg angewendet werden. Das zweite Protokoll kann für Gewebe mit einem Gewicht von nur 0,5 mg angewendet werden. Unabhängig vom gewählten neurolipidomischen Protokollmodul sind die Gewebeentnahme und präanalytische Verarbeitung, die Hirnisolation und Regionsektion sowie das Verfahren zur Opferung des Tiermodells für alle drei Module des Protokolls standardisiert und identisch. Bei unserer Untersuchung neurologischer Erkrankungen werden mit diesen modularen Protokollen immer auch periphere Organe, die für die pathologischen Folgen der Erkrankung relevant sind, gesammelt und analysiert. Darüber hinaus wird regelmäßig Blut für die Plasmalipidomik entnommen, um als Auslesewerkzeug für neurologische Erkrankungen mit Blick auf prospektive translationale Anwendungen zu dienen. Das hier vorgestellte modulare Lipidomik-Protokoll ist sehr vielseitig: skalierbar auf größere Gewebemengen und leicht anwendbar für praktisch jeden Gewebetyp und jede Krankheit. Für die Anwendung des modularen Protokolls (Abbildung 1) bei neurologischen Erkrankungen ist jedes standardisierte Nagetiermodell für den Beginn und das Fortschreiten neurologischer Störungen wie Schädel-Hirn-Trauma, Parkinson-Krankheit, Alzheimer-Krankheit oder Epilepsie zugänglich.
Diese Protokolle wurden umfassend angewendet, um Veränderungen des Gewebelipidoms und/oder Transkriptoms in der akuten Phase der Epilepsie im Kainsäure (KA)-induzierten Mausmodell der Epilepsie zu untersuchen2,7, einem Modell, das in präklinischen Studien aufgrund der Ähnlichkeit mit der menschlichen Temporallappenepilepsie (TLE) häufig verwendet wird 8,9,10,11. Unter Verwendung dieser Protokolle wurde das therapeutische Potenzial von Arzneimitteln wie Palmitoylethanolamid (PEA)12,13 im selben Mausmodell für Epilepsie untersucht. Die Studie identifizierte Lipid- und mRNA-Veränderungen mit hoher und niedriger räumlicher Auflösung im Gehirn und in der Peripherie, zum Zeitpunkt der maximalen akuten Anfallsintensitäten (bei 60 Minuten posteizürischer Induktion) und bei subchronischer und akuter Behandlung mit PEA zu vier verschiedenen Zeitpunkten (20, 60, 120 und 180 min) nach der KA-Anfallsinduktion, einem Zeitfenster, das die akute Phase der Epilepsie abdeckt. Plasma, Gehirne und periphere Organe von unbehandelten KA-injizierten Mäusen, akuten und subchron PEA-behandelten Mäusen sowie Vehikel- und PEA-Vehikel-Kontrollmäusen wurden zu jedem Zeitpunkt gesammelt12,13 und mit dieser molekularen Analyse untersucht. Die molekularen Daten korrelierten mit Verhaltensphänotypen, die durch Anfallsbewertung erhalten wurden, sowie mit immunhistochemisch abgeleiteten Daten zu neurodegenerativen Prozessen, um das Fortschreiten der akuten Epilepsiephase und das Potenzial von PEA, sie zu lindern, zu entschlüsseln.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>12(S)-HETE</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay10007248-25</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>12(S)-HETE-d8</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay334570-25</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1200 series LC System</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/LCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2100 Bioanalyzer</td>
			<td>Agilent</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/qPCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>5(S)-HETE-d8</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay 334230</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ABI 7300 Real-Time PCR cycler</td>
			<td>Applied Biosystems</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/qPCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetonitrile LC-MS Chroma Solv</td>
			<td>Honeywell</td>
			<td>9814920</td>
			<td>Solvent/LCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>amber eppendorf tubes</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td></td>
			<td>Sample Prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analyst 1.6.2 Software</td>
			<td>AB SCIEX, Darmstadt</td>
			<td></td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Analytical balance</td>
			<td>Mettler Toledo</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/Sample prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Arachidonic Acid-d8 MS Standard</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay-10007277</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bessmann Tissue Pulverizer</td>
			<td>Spectrum Laboratories, Inc. (Breda, Netherlands)</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/Sample prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bino</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td></td>
			<td>Microscopy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>cleaved Caspase 3 antibody</td>
			<td>Cellsignaling</td>
			<td>9661S</td>
			<td>Microscopy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cryostat, Leica CM3050 S</td>
			<td>Leica Biosystems</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/Sample prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>CTC HTC PAL autosampler</td>
			<td>CTC Analytics AG</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/LCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont Curved Forceps Dumoxel #7</td>
			<td>FST</td>
			<td>11271-30</td>
			<td>Surgical Tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont Forceps Super fine tip #5SF (x2)</td>
			<td>FST</td>
			<td>11252-00</td>
			<td>Surgical Tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EDTA 1000 A R&#246;hrchen</td>
			<td>Kabe Labortechnik</td>
			<td>078001</td>
			<td>Sample Prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EP-1 EconoPump</td>
			<td>BioRAD</td>
			<td>700BR07757</td>
			<td>Instrumentation/Sample prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Forceps Mirror Finish</td>
			<td>FST</td>
			<td>11412-11</td>
			<td>Surgical Tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Iris Scissors straight sharp</td>
			<td>FST</td>
			<td>14094-11</td>
			<td>Surgical Tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine Scissor Tungsten Carbide straight</td>
			<td>FST</td>
			<td>14568-09</td>
			<td>Surgical Tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iris Spatulae</td>
			<td>FST</td>
			<td>10094-13</td>
			<td>Surgical Tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Kainic acid</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>ab120100</td>
			<td>Epileptic drug</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lipid View software</td>
			<td>AB SCIEX, Darmstadt</td>
			<td></td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LPC 17:0</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>855676P</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LPC 18:0</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>855775P</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Luna 2,5&#181;m C18(2)- HAST 100A LC column</td>
			<td>Phenomenex</td>
			<td>00D-4446-B0</td>
			<td>Instrumentation/LCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnifying lamp</td>
			<td>Maul GmbH</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/Sample prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol LC-MS Chroma Solv 99.9%</td>
			<td>Honeywell</td>
			<td>9814920</td>
			<td>Solvent/LCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Motic Camara</td>
			<td>Motic</td>
			<td></td>
			<td>Microscopy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MTBE</td>
			<td>Honeywell</td>
			<td>34875-1L</td>
			<td>Solvent/LCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MultiQuant 3.0 quantitation software package</td>
			<td>AB SCIEX, Darmstadt</td>
			<td></td>
			<td>Software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NanoDrop 2000c Spectrophotometer</td>
			<td>Thermo Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/qPCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PA 16:0-18:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>840857P</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PA 17:0-14:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>LM-1404</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Palmitoyl Ethanolamide</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay90350-100</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Palmitoyl Ethanolamide-d5</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay9000573-5</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC 16:0-18:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>850457P</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC 16:0-18:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>850457P</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PC 17:0-14:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>LM-1004</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE 16:0-18:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>850757P</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PE 17:0-14:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>LM-1104</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PG 16:0-18:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>840457P</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PG 17:0-14:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>LM-1204</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PI 17:0-14:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>LM-1504</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precelleys 24</td>
			<td>Peqlab</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/Sample prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precellys Keramik-K&#252;gelchen</td>
			<td>Peqlab</td>
			<td>91-pcs-ck14p</td>
			<td>Sample Prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precellys Stahlkugeln 2,8mm</td>
			<td>Peqlab</td>
			<td>91-PCS-MK28P</td>
			<td>Sample Prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Precellys-keramik-kit 1,4 mm</td>
			<td>VWR</td>
			<td>91-PCS-CK14</td>
			<td>Sample Prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prostaglandin D2</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay 12010</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prostaglandin D2-d4</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay 312010</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prostaglandin E2</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay10007211-1</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prostaglandin E2-d9</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay10581-50</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PS 17:0-14:1</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>LM-1304</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Q Trap 5500 triple-quadrupole linear ion trap MS</td>
			<td>AB SCIEX</td>
			<td>AU111609004</td>
			<td>Instrumentation/LCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Real Time PCR System</td>
			<td>Appliert Biosystem</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/qPCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Resolvin D1</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay10012554-11</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rneasy Mini Kit - RNAase-Free DNase Set (50)</td>
			<td>Qiagen</td>
			<td>79254</td>
			<td>Sample Prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Security Guard precolumn</td>
			<td>Phenomenex</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/LCMS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shandon coverplates</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>72110017</td>
			<td>Microscopy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Shandon slide rack and lid</td>
			<td>Thermo Fisher</td>
			<td>73310017</td>
			<td>Microscopy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SM 18:0</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>860586P</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SM d18:1/12:0</td>
			<td>Avanis Polaris</td>
			<td>LM-2312</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Standard Forceps straight Smooth</td>
			<td>FST</td>
			<td>11016-17</td>
			<td>Surgical Tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Scissor ToughCut Standard Pattern</td>
			<td>FST</td>
			<td>14130-17</td>
			<td>Surgical Tools</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T3000 Thermocycler</td>
			<td>Biometra</td>
			<td></td>
			<td>Instrumentation/qPCR</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thromboxane B2</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay19030-5</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thromboxane B2-d4</td>
			<td>Biomol</td>
			<td>Cay319030-25</td>
			<td>Lipid Std</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Lyser II</td>
			<td>Qiagen/ Retsch</td>
			<td>12120240804</td>
			<td>Instrumentation/Sample prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue Tek</td>
			<td>Sakura Finetek</td>
			<td>4583</td>
			<td>Microscopy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Toluidinblau</td>
			<td>Roth</td>
			<td>0300.2</td>
			<td>Microscopy</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vapotherm</td>
			<td>Barkey</td>
			<td>4004734</td>
			<td>Instrumentation/Sample prep.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wasser LC-MS Chroma Solv</td>
			<td>VWR</td>
			<td>9814920</td>
			<td>Solvent/LCMS</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

lipidomics and transcriptomics in neurological diseases

Lipide dienen als primäre Schnittstelle zu Hirnverletzungen oder Reizen, die neurologischen Erkrankungen förderlich sind, und sind ein Reservoir für die Synthese von Lipiden mit verschiedenen Signal- oder Ligandenfunktionen, die den Beginn und das Fortschreiten von Krankheiten unterstreichen können. Lipide, die sich oft auf präsymptomatischer Ebene verändern, sind eine aufstrebende Quelle für Wirkstoffziele und Biomarker. Viele neurologische Erkrankungen weisen Neuroinflammation, Neurodegeneration und neuronale Erregbarkeit als häufige Kennzeichen auf, die teilweise durch spezifische Lipidsignalsysteme moduliert werden. Die Interdependenz und Wechselbeziehung der Synthese verschiedener Lipide führt zu einer Multilipid-, Multienzym- und Multirezeptoranalyse, um die Gemeinsamkeiten und Besonderheiten neurologischer Kontexte abzuleiten und die Entschlüsselung mechanistischer Aspekte des Krankheitsbeginns und -verlaufs zu beschleunigen. Die Zuschreibung von Lipidrollen an verschiedene Hirnregionen fördert die Bestimmung des molekularen Lipidphänotyps und der Morphologie im Zusammenhang mit einer neurologischen Erkrankung.
Hier wird ein modulares Protokoll vorgestellt, das für die Analyse von Membranlipiden und nachgeschalteten Lipidsignalen zusammen mit mRNA von Enzymen und Mediatoren, die ihrer Funktionalität zugrunde liegen, aus diskreten Hirnregionen extrahiert wird, die für eine bestimmte neurologische Erkrankung und / oder Erkrankung relevant sind. Um ein genaues vergleichendes lipidomisches Profiling zu gewährleisten, wurden die Arbeitsabläufe und Betriebskriterien optimiert und standardisiert für: i) Gehirnprobenahme und Dissektion von Regionen von Interesse, ii) Co-Extraktion mehrerer Lipidsignale und Membranlipide, iii) duale Lipid/mRNA-Extraktion, iv) Quantifizierung durch Flüssigkeitschromatographie Multiple Reaction Monitoring (LC/MRM) und v) Standard-mRNA-Profiling. Dieser Workflow ist für die geringen Gewebemengen geeignet, die durch die Probenahme der funktionell diskreten Hirnunterregionen (d.h. durch Hirnstanzen) erhalten werden, wodurch Verzerrungen in der multimolekularen Analyse aufgrund von Gewebeheterogenität und/oder Tiervariabilität verhindert werden. Um periphere Konsequenzen neurologischer Erkrankungen aufzudecken und translationale molekulare Auslesungen neurologischer Krankheitszustände zu etablieren, werden auch periphere Organentnahmen, -verarbeitungen und deren anschließende lipidomische Analyse sowie Plasmalipidomik verfolgt und beschrieben. Das Protokoll wird an einem Mausmodell für akute Epilepsie demonstriert.

Der Satz der beschriebenen Protokolle kann auf verschiedenen Ebenen zielspezifisch kombiniert werden, z. B. wahlweise des Tiermodells, Probenahmeweg, Extraktionsmethode und Profilerstellung (Abbildung 1).
Um Lipidspiegeländerungen im Gehirn und in der Peripherie über einen bestimmten Verlauf eines akuten epileptischen Anfallszustands zu bestimmen und die potenzielle antiepileptische <sup class="xr...

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Lipidomics and Transcriptomics in Neurological Diseases

Dieser Artikel stellt ein modulares Protokoll für Gewebelipidomik und Transkriptomik sowie Plasmalipidomik in Mausmodellen für neurologische Erkrankungen vor, die auf Lipide abzielen, die Entzündungen und neuronaler Aktivität zugrunde liegen, Membranlipide, nachgeschaltete Botenstoffe und mRNA-kodierende Enzyme / Rezeptoren, die der Lipidfunktion zugrunde liegen. Probenahme-, Probenverarbeitungs-, Extraktions- und Quantifizierungsverfahren werden beschrieben.

Lipidomik und Transkriptomik bei neurologischen Erkrankungen

Lipids serve as the primary interface to brain insults or stimuli conducive to neurological diseases and are a reservoir for the synthesis of lipids with ...

Dieses modulare Protokoll ermöglicht es, mehrere molekulare Ereignisse zu untersuchen, die durch Struktur- und Signallipide und/oder RNAs in diskreten Geweberegionen und im Blut mit einer verbesserten quantitativen und qualitativen Datenausgabe pro Probenprobe dargestellt werden. Die Methode ist auf jedes experimentelle Modell anwendbar und kann auch auf menschliche Gewebeproben und Blut angewendet werden. Das Verfahren wird von Claudia Schwitter, einer Technikerin, Julia Post, einer Doktorandin, und Raissa Lerner, einer Postdoc in meiner Gruppe, demonstriert.Nehmen Sie zunächst zuvor isolierte, ganze, gefrorene Gehirne von Mäusen mit akuter und prophylaktisch behandelter Kainsäure-induzierter Epilepsie. Montieren Sie die Gehirne auf das Montagesystem des Kryostaten. Stellen Sie die Dicke auf 50 Mikrometer ein und schneiden Sie das Gehirn im Trimmmodus in der Nähe der region von interesse.Wenn Sie sich dem interessierenden Bereich nähern, stellen Sie die Dicke auf 18 bis 20 Mikrometer ein. Um die interessierende Subregion zu lokalisieren, färben Sie Gehirnschnitte mit Toluidinblau. Verwenden Sie ein Mikroskop, um die gefärbten Scheiben zu inspizieren, um die zu stanzenden Regionen von Interesse zu identifizieren, und verwenden Sie einen Mausatlas als Referenz, um die geeigneten anatomischen Regionen des Gehirns zu finden.Verwenden Sie Probenkorren, um Stempel mit einem Durchmesser von 0,8 bis 1,0 Millimetern aufzunehmen. Übertragen Sie die Stempel für Endocannabinoide und Eicosanoide-Koextrahierungen in vorgekühlte 2-Milliliter-Bernsteinrohre mit sieben vorgekühlten Stahlkugeln pro Rohr. Für die Koextrahierung von Phospholipiden und Endocannabinoide, duale Lipid- und RNA-Co-Extraktion werden die Stempel mit Keramikperlen in 2 Milliliter RNase-freie Extraktionsröhrchen überführt.Wiegen Sie gefrorene Stempel im Kühlraum und fahren Sie sofort mit der Extraktion fort oder frieren Sie bei 80 Grad Celsius ein. Um eine Flüssig-Flüssig-Lipid-Koextraktion von Endocannabinoiden und Eicosanoiden aus Gehirnstücken, Stanzen oder Gewebepulverproben durchzuführen, legen Sie die Extraktionsröhrchen mit den Gewebeproben und sieben Stahlkugeln auf Eis. Fügen Sie 600 Mikroliter eiskaltes MTBE und 50 Mikroliter Acetonitrilwasser hinzu, das die internen Standards enthält.Nach Zugabe von 400 Mikrolitern 0,1 molarer Ameisensäure verwenden Sie einen Gewebelyser, um für 30 Sekunden bis 1 Minute zu homogenisieren. Zentrifugieren Sie dieses Homogenat für 15 Minuten bei 5.000 mal g bei 4 Grad Celsius. Legen Sie es für 10 Minuten bei 80 Grad Celsius in den Gefrierschrank, um die wässrige untere Phase einzufrieren, was die Übertragung der oberen organischen Phase erleichtert.Übertragen Sie die obere organische Phase in neue 1,5 Milliliter Bernsteinröhren, verdampfen Sie unter einem sanften Stickstoffstrom bei 37 Grad Celsius für 10 Minuten und rekonstituieren Sie dann in 50 Mikrolitern Acetonitrilwasser zur weiteren Analyse. Lagern Sie die wässrige Phase bei 20 oder 80 Grad Celsius zur weiteren Analyse des Proteingehalts. Um Endocannabinoide und Eicosanoide aus Plasmaproben zu coexextrahieren, legen Sie die gefrorenen Plasmaproben auf Eis und lassen Sie sie vollständig auftauen.Fügen Sie 800 Mikroliter MTBE und 50 Mikroliter Acetonitrilwasser hinzu, die die internen Standards enthalten, die für das Spiking mit Referenzplasmaproben optimiert sind. Fügen Sie 600 Mikroliter 0,1 molare Ameisensäure hinzu und wirbeln Sie bei 4 Grad Celsius für 2 Minuten. Zentrifugieren Sie die Proben bei 4.000 mal g für 15 Minuten bei 4 Grad Celsius.Übertragen Sie die organische Phase in neue Röhrchen. Verdampfen Sie es unter einem sanften Stickstoffstrom bei 37 Grad Celsius und rekonstituieren Sie es dann mit 50 Mikrolitern Acetonitrilwasser für die Flüssigkeitschromatographie-Multireaktionsüberwachungsanalyse. Um die Koextraktion von Phospholipiden und Endocannabinoiden aus Gehirnregionen, Stanzen oder anderen Gewebepulverproben durchzuführen, legen Sie die Extraktionsröhrchen mit den Gewebeproben und Keramikperlen auf Eis.Fügen Sie 800 Mikroliter Methyl-tert-Butylether- und Methanolgemisch und 10 Mikroliter Methanol mit den internen Standards hinzu. Dann fügen Sie 200 Mikroliter 0,1% Ameisensäure mit 25 mikromolarem Tetrahydrolipstatin / URB597 und 50 Mikrogramm pro Milliliter BHT hinzu. Nach dem Homogenisieren mit einem Gewebehomogenisator zentrifugieren Sie bei 5.000 mal g und 4 Grad Celsius für 15 Minuten.Die obere organische Phase in neue Röhrchen überführen, unter einem sanften Stickstoffstrom bei 37 Grad Celsius verdampfen und diesen Lipidextrakt dann mit 90 Mikrolitern Methanol rekonstituieren. Wenn Sie sofort fortfahren, fügen Sie 10% Wasser zu einem Aliquot Lipidextrakt hinzu und injizieren Sie 10 Mikroliter in die LC / MS zur Phospholipidanalyse. Für die weitere Endocannabinoid-Analyse fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort.Nehmen Sie ein Aliquot des Lipidextrakts, verdampfen Sie es bis zur Trockenheit und rekonstituieren Sie es in Acetonitrilwasser. Durchführung der dualen Extraktion von RNA und Lipiden und Koextraktion von Phospholipiden und Endocannabinoiden aus Gewebeproben, auftauen von Gewebepulver-Aliquots oder Gehirnbündeln bei 4 Grad Celsius. Geben Sie das Gewebe mit Keramikperlen in Extraktionsröhrchen.Dann fügen Sie 600 Mikroliter RLT-Puffer zusammen mit 200 Mikroliter Chloroform hinzu. Für die Phospholipid- und Endocannabinoid-Koextraktion werden die Proben mit 10 Mikrolitern interner Standardmischung gespießt und 20 Sekunden lang mit hoher Geschwindigkeit homogenisiert. Homogenisierte Proben in neue Zentrifugenröhrchen überführen und fünf Minuten lang mit voller Geschwindigkeit und 4 Grad Celsius zentrifugieren, um die Phasentrennung zu ermöglichen.Übertragen Sie die obere Phase in ein frisches Röhrchen zur RNA-Extraktion mit einem Standard-Kit. Elute extrahierte RNA in einem Gesamtvolumen von 50 Mikrolitern RNase-freiem Wasser und lagerte sie bei 80 Grad Celsius. Für die Lipidextraktion werden 800 Mikroliter MTBE/Methanol und 200 Mikroliter 0,1% Ameisensäure in die untere chloroformhaltige Phase gegeben.Wirbel für 45 Minuten bei 4 Grad Celsius. Übertragen Sie die obere organische Phase in eine neue Röhre. Verdampfen Sie es unter einem sanften Stickstoffstrom bei 37 Grad Celsius.Für weitere LC/MS-Analysen rekonstituieren Sie die Probe in 90 Mikroliter Methanol und lagern Sie sie bei 20 oder 80 Grad Celsius oder fahren Sie sofort mit der Analyse fort. Für die weitere Endocannabinoid-Analyse fahren Sie mit dem nächsten Schritt fort. Nehmen Sie ein Aliquot des Lipidextrakts, verdampfen Sie es bis zur Trockenheit und rekonstituieren Sie es in Acetonitrilwasser.Anschließend werden 20 Mikroliter in die LC/MS zur Endocannabinoid-Analyse injiziert. Kaininsäure-Induktion akuter epileptischer Anfälle führte eine Stunde nach der Injektion zu einer maximalen Anfallsintensität. Die lipidomische Profilierung von Endocannabinoiden und Eicosanoiden sowie Phospholipiden und Endocannabinoiden zeigt Lipidspiegeländerungen in der Großhirnrinde, im Striatum, in der thalamischen Region, im Hippocampus, im Hypothalamus, im Kleinhirn sowie im Herz- und Lungengewebe bei Kainsäure-induzierten epileptischen Mäusen und Kontrollen.Nach der dualen Extraktion von Phospholipiden und Endocannabinoiden und RNA zur quantitativen Profilierung von Maus-Hirnschlägen wurde die quantitative Verteilung der Lipide im Hypothalamus, in der basolateralen Amygdala und im ventralen und dorsalen Hippocampus analysiert. Relative Expressionsniveaus von endogenen Enzymen und Rezeptoren, die an der Lipidsignalisierung beteiligt sind, sowie Marker für die Gehirnaktivität, die auf mRNA-Ebene in verschiedenen Gehirnregionen und Subregionen von Mäusen untersucht wurden, die kainsäureinduzierten epileptischen Anfällen und Kontrollen ausgesetzt waren. Kainsäure-induzierte Epilepsie verursachte einen massiven Verlust des NeuN-Signals, vorwiegend in der CA1-, CA3- und Hilus-Region des Hippocampus, begleitet von apoptotischen Ereignissen, die durch das Caspase-3-Signal im Vergleich zu den in Die Kontroll-Kochsalzlösung injizierten Mäusen angezeigt wurden.Nach der Behandlung mit subchronischem Palmitoylethanolamid blieb das Proteinsignal der neuronalen Kerne merklich erhalten und das CASP3-Signal war kaum nachweisbar. Das Schlagen des Gehirns und das Sezieren diskreter Gehirnbereiche sind ziemlich herausfordernd und erfordern feine Fähigkeiten, um eine konsistente Probenahme über mehrere Kohorten hinweg zu erhalten. Daher werden das Üben an Testorganen und gute Kenntnisse der Gehirnmorphologie dringend empfohlen.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Dissection and Culture of Commissural Neurons from Embryonic Spinal Cord

Dissection und Kultur kommissuralen Nervenzellen aus embryonalen Rückenmark

Commissural neurons have been widely used to investigate the mechanisms underlying axon guidance during embryonic spinal cord development. The cell bodies ...

Forschung

Neurowissenschaften

Systemic and Local Drug Delivery for Treating Diseases of the Central Nervous System in Rodent Models

Systemischen und lokalen Drug Delivery zur Behandlung von Erkrankungen des Zentralen Nervensystems in Nagermodellen

Thorough preclinical testing of central nervous system (CNS) therapeutics includes a consideration of routes of administration and agent biodistribution ...

Measurement of Total Calcium in Neurons by Electron Probe X-ray Microanalysis

Messung des Gesamtcalciums in Neuronen, die durch Elektronensonden-Röntgenmikroanalyse

In this article the tools, techniques, and instruments appropriate for quantitative measurements of intracellular elemental content using the technique ...

Optogenetic Functional MRI

Optogenetische Functional MRI

The investigation of the functional connectivity of precise neural circuits across the entire intact brain can be achieved through optogenetic functional ...

Measuring Progressive Neurological Disability in a Mouse Model of Multiple Sclerosis

Mess Progressive neurologische Behinderungen in einem Mausmodell der Multiplen Sklerose

After intracerebral infection with the Theiler's Murine Encephalomyelitis Virus (TMEV), susceptible SJL mice develop a chronic-progressive demyelinating ...

Measuring Synaptic Vesicle Endocytosis in Cultured Hippocampal Neurons

Messung der synaptischen Vesikel Endozytose in kultivierten Hippocampal Neuronen

During endocytosis, fused synaptic vesicles are retrieved at nerve terminals, allowing for vesicle recycling and thus the maintenance of synaptic ...

Establishing Mouse Models for Zika Virus-induced Neurological Disorders Using Intracerebral Injection Strategies: Embryonic, Neonatal, and Adult

Mausmodelle für Zika-Virus-induzierte neurologische Erkrankungen mit intrazerebrale Injektion Strategien etablieren: embryonale, Neugeborene und Erwachsene

The Zika virus (ZIKV) is a flavivirus currently endemic in North, Central, and South America. It is now established that the ZIKV can cause microcephaly ...

An Objective and Reproducible Test of Olfactory Learning and Discrimination in Mice

Eine objektive und reproduzierbare Test der olfaktorischen Lern- und Diskriminierung bei Mäusen

Olfaction is the predominant sensory modality in mice and influences many important behaviors, including foraging, predator detection, mating, and ...

Time-lapse Live Imaging and Quantification of Fast Dendritic Branch Dynamics in Developing Drosophila Neurons

Time-lapse Live Imaging and Quantification of Fast Dendritic Branch Dynamics in Developing Drosophila Neurons

Zeitraffer Live Imaging und Quantifizierung der schnellen dendritischen Zweigdynamik bei der Entwicklung von Drosophila Neuronen

Highly motile dendritic filopodia are widely present in neurons at early developmental stages. These exploratory dynamic branches sample the surrounding ...

In vitro Modeling for Neurological Diseases using Direct Conversion from Fibroblasts to Neuronal Progenitor Cells and Differentiation into Astrocytes

In-vitro-Modellierung für neurologische Erkrankungen mit direkter Konvertierung von Fibroblasten in neuronale Progenitorzellen und Differenzierung in Astrozyten

Research on neurological disorders focuses primarily on the impact of neurons on disease mechanisms. Limited availability of animal models severely ...