Name: microdissection of mouse brain into functionally and anatomically different regions
Uploaded: 2021-02-15T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Microdissection of Mouse Brain into Functionally and Anatomically Different Regions at JoVE.com

Vi takker Seshmalini Srinivasan, Stephen Butler og Pamela Spellman for eksperimentel hjælp og Dana Youssef for redigering af manuskriptet. Finansieringsstøtten fra USAMRDC anerkendes taknemmeligt. Geneva Foundation bidrog til dette arbejde og blev støttet af midler fra Military and Operational Medicine Research Area Directorate III via US Army Research Office.
Ansvarsfraskrivelse:
Materialet er blevet gennemgået af Walter Reed Army Institute of Research. Der er ingen indvendinger mod dens præsentation og/eller offentliggørelse. De meninger eller påstande, der er indeholdt heri, er forfatterens private synspunkter og må ikke opfattes som officielle eller som udtryk for sande synspunkter fra hærens ministerium eller forsvarsministeriet. Forskning blev udført under en godkendt dyrebrugsprotokol i en AAALAC-akkrediteret facilitet i overensstemmelse med dyrevelfærdsloven og andre føderale vedtægter og regler vedrørende dyr og forsøg, der involverer dyr og overholder principperne i Vejledning til pleje og brug af forsøgsdyr, NRC-publikation, 2011-udgave.

Dyrehåndterings- og forsøgsprocedurer blev udført i overensstemmelse med europæiske, nationale og institutionelle retningslinjer for dyrepleje. Alle dyreforsøg blev godkendt af Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) ved US Army Center for Environmental Health Research nu Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) og udført i et anlæg akkrediteret af Association for the Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (AAALAC). BEMÆRK: Proceduren vil blive udført på seks t...

<ol>
	<li>Zeisel, A., 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=Molecular+Architecture+of+the+Mouse+Nervous+System.">Molecular Architecture of the Mouse Nervous System.</a> Cell. 174 (4), 999-1014 (2018).</li><li>Ackerman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Major Structures and Functions of the Brain. 2, (1992).</li><li>P, T. L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> StatPearls. , (2019).</li><li>Paramvir, T. L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> StatPearls. , (2019).</li><li>Javed, K., Reddy, V., 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> Neuroanatomy, Cerebral Cortex. , (2020).</li><li>Rakic, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+the+neocortex:+a+perspective+from+developmental+biology.">Evolution of the neocortex: a perspective from developmental biology.</a> Nature Reviews Neuroscience. 10 (10), 724-735 (2009).</li><li>Fern&#225;ndez, V., Llinares-Benadero, C., Borrell, V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cerebral+cortex+expansion+and+folding:+what+have+we+learned.">Cerebral cortex expansion and folding: what have we learned.</a> The EMBO Journal. 35 (10), 1021-1044 (2016).</li><li>Pessoa, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+brain+networks+and+brain+organization.">Understanding brain networks and brain organization.</a> Physics of Life Reviews. 11 (3), 400-435 (2014).</li><li>Mu, Q., Chen, Y., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Deciphering+Brain+Complexity+Using+Single-cell+Sequencing.">Deciphering Brain Complexity Using Single-cell Sequencing.</a> Genomics, Proteomics &amp; Bioinformatics. 17 (4), 344-366 (2019).</li><li>Darmanis, 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=A+survey+of+human+brain+transcriptome+diversity+at+the+single+cell+level.">A survey of human brain transcriptome diversity at the single cell level.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 112 (23), 7285-7290 (2015).</li><li>Hodge, R. 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=Conserved+cell+types+with+divergent+features+in+human+versus+mouse+cortex.">Conserved cell types with divergent features in human versus mouse cortex.</a> Nature. 573 (7772), 61-68 (2019).</li><li>Winrow, C. 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=Refined+anatomical+isolation+of+functional+sleep+circuits+exhibits+distinctive+regional+and+circadian+gene+transcriptional+profiles.">Refined anatomical isolation of functional sleep circuits exhibits distinctive regional and circadian gene transcriptional profiles.</a> Brain Research. 1271, 1-17 (2009).</li><li>Atkins, N., Miller, C. M., Owens, J. R., Turek, F. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Non-Laser+Capture+Microscopy+Approach+for+the+Microdissection+of+Discrete+Mouse+Brain+Regions+for+Total+RNA+Isolation+and+Downstream+Next-Generation+Sequencing+and+Gene+Expression+Profiling.">Non-Laser Capture Microscopy Approach for the Microdissection of Discrete Mouse Brain Regions for Total RNA Isolation and Downstream Next-Generation Sequencing and Gene Expression Profiling.</a> Journal of Visualized Experiments. (57), e3125 (2011).</li><li>Wager-Miller, J., Murphy Green, M., Shafique, H., Mackie, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collection+of+Frozen+Rodent+Brain+Regions+for+Downstream+Analyses.">Collection of Frozen Rodent Brain Regions for Downstream Analyses.</a> Journal of Visualized Experiments. (158), e60474 (2020).</li><li>Muhie, 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=Brain+transcriptome+profiles+in+mouse+model+simulating+features+of+post-traumatic+stress+disorder.">Brain transcriptome profiles in mouse model simulating features of post-traumatic stress disorder.</a> Molecular Brain. 8, 14 (2015).</li><li>Hammamieh, 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=Murine+model+of+repeated+exposures+to+conspecific+trained+aggressors+simulates+features+of+post-traumatic+stress+disorder.">Murine model of repeated exposures to conspecific trained aggressors simulates features of post-traumatic stress disorder.</a> Behavioural Brain Research. 235 (1), 55-66 (2012).</li><li>Paxinos, G., Franklin, K. B. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The mouse brain in stereotaxic coordinates. Compact 3rd edn. , (2008).</li><li>Franklin, K., Paxinos, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Coronal Plates and Diagrams. , (2019).</li><li>Slotnick, B. M., Leonard, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereotaxic+atlas+of+the+albino+mouse+forebrain.+Rockville,+MD,+Alcohol,+Drug+Abuse+and+Mental+Health+Administration,+1975.">Stereotaxic atlas of the albino mouse forebrain. Rockville, MD, Alcohol, Drug Abuse and Mental Health Administration, 1975.</a> Annals of Neurology. 10 (4), 403-403 (1981).</li><li>Cajal, S. R., Swanson, N., Swanson, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Histologie Du Syst&#232;me Nerveux de L'homme Et Des Vert&#233;br&#233;s. Anglais. , (1995).</li><li>Spijker, S. <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+Rodent+Brain+Regions.">Dissection of Rodent Brain Regions.</a> Neuromethods. 57, 13-26 (2011).</li><li>Wager-Miller, J., Murphy Green, M., Shafique, H., Mackie, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Collection+of+Frozen+Rodent+Brain+Regions+for+Downstream+Analyses.">Collection of Frozen Rodent Brain Regions for Downstream Analyses.</a> Journal of Visualized Experiments. (158), e60474 (2020).</li><li>Sultan, F. A. <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+Different+Areas+from+Mouse+Hippocampus.">Dissection of Different Areas from Mouse Hippocampus.</a> Bio Protocols. 3 (21), (2013).</li><li>Chakraborty, 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=Gene+and+stress+history+interplay+in+emergence+of+PTSD-like+features.">Gene and stress history interplay in emergence of PTSD-like features.</a> Behavioural Brain Research. 292, 266-277 (2015).</li><li>Chiu, K., Lau, W. M., Lau, H. T., So, K. -. F., Chang, R. C. -. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Micro-dissection+of+rat+brain+for+RNA+or+protein+extraction+from+specific+brain+region.">Micro-dissection of rat brain for RNA or protein extraction from specific brain region.</a> Journal of Visualized Experiments. (7), (2007).</li><li>Rajmohan, V., Mohandas, 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+limbic+system.">The limbic system.</a> Indian Journal of Psychiatry. 49 (2), 132-139 (2007).</li></ol>

Pattedyrshjernen er et komplekst organ sammensat af en række morfologisk forskellige og funktionelt unikke celler med forskellige molekylære signaturer og flere regioner, der udfører specialiserede og diskrete funktioner. Dissektionsproceduren, der er rapporteret her, kan have flere mål afhængigt af laboratoriets krav. I vores laboratorium vurderede vi transkription i flere hjerneområder indsamlet fra mus udsat for PTSD som stress16 . Vi vil gerne undersøge yderligere virkningen af stammege...

Hjernen udgør sammen med rygmarven og nethinden centralnervesystemet, der udfører kompleks adfærd, styret af specialiserede, præcist placerede og interagerende celletyper i hele kroppen1. Hjernen er et komplekst organ med milliarder af sammenkoblede neuroner og glia med præcise kredsløb, der udfører adskillige funktioner. Det er en bilateral struktur med to forskellige lobes og forskellige cellulære komponenter2. Rygmarven forbinder hjernen med omverdenen og er beskyttet af knogler, hjernehinder og cerebrospinalvæske og dirigerer beskeder til og fra hjernen 2,3,4. Hjernens overflade, hjernebarken, er ujævn og har forskellige folder, kaldet gyri, og riller, kaldet sulci, der adskiller hjernen i funktionelle centre5. Cortex er glat hos pattedyr med en lille hjerne 6,7. Det er vigtigt at karakterisere og studere arkitekturen i den menneskelige hjerne for at forstå de lidelser, der er relateret til de forskellige hjerneområder, såvel som dets funktionelle kredsløb. Neurovidenskabelig forskning er udvidet i de senere år, og en række eksperimentelle metoder bruges til at studere hjernens struktur og funktion. Udviklingen inden for molekylær- og systembiologi har indvarslet en ny æra med udforskning af det komplekse forhold mellem hjernestrukturer og molekylers funktion. Derudover vokser molekylærbiologi, genetik og epigenetik hurtigt, hvilket gør det muligt for os at fremme vores viden om de underliggende mekanismer, der er involveret i, hvordan systemer fungerer. Disse analyser kan udføres på et meget mere lokaliseret grundlag for at hjælpe med at målrette undersøgelsen og udviklingen af mere effektive terapier.
Pattedyrshjernen er strukturelt defineret i klart identificerbare diskrete regioner; imidlertid er de funktionelle og molekylære kompleksiteter af disse diskrete strukturer endnu ikke klart forstået. Hjernevævets flerdimensionelle og flerlagede natur gør dette landskab vanskeligt at studere på funktionsniveau. Hertil kommer, at det faktum, at flere funktioner udføres af samme struktur og omvendt, yderligere komplicerer forståelsen af hjernen8. Det er afgørende, at den eksperimentelle tilgang, der udføres til strukturel og funktionel karakterisering af hjerneområder, bruger præcise forskningsmetoder til at opnå konsistens i prøveudtagning for korrelerende neuroanatomisk arkitektur med funktion. Hjernens kompleksitet er for nylig blevet forklaret ved hjælp af enkeltcellesekventering 9,10, såsom den tidlige gyrus i den menneskelige hjerne, der består af 75 forskellige celletyper11. Ved at sammenligne disse data med dem fra en analog region i musehjernen afslører undersøgelsen ikke kun ligheder i deres arkitektur og celletyper, men præsenterer også forskellene. For at opklare de komplekse mekanismer er det derfor vigtigt at studere forskellige områder af hjernen med fuld præcision. Bevarede strukturer og funktion mellem en menneske- og musehjerne muliggør brugen af en mus som en foreløbig surrogat til belysning af menneskelig hjernefunktion og adfærdsmæssige resultater.
Med udviklingen af systembiologiske tilgange er indhentning af information fra diskrete hjerneområder hos gnavere blevet en nøgleprocedure inden for neurovidenskabelig forskning. Mens nogle protokoller såsom laser capture mikrodissektion12 kan være dyre, er mekaniske protokoller billige og udføres ved hjælp af almindeligt tilgængelige værktøjer13,14. Vi har brugt flere hjerneområder til transkriptomiske assays15 og har udviklet en praktisk og hurtig procedure til at dissekere musehjerneområder af interesse på en trinvis måde på kort tid. Når dissekeret, kan disse prøver opbevares straks under kolde forhold for at bevare nukleinsyrer og proteiner i disse væv. Vores tilgang kan udføres hurtigere, hvilket fører til høj effektivitet og giver mindre chancer for vævsforringelse. Dette øger i sidste ende chancerne for at generere reproducerbare eksperimenter af høj kvalitet ved hjælp af hjernevæv.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Brain Removal</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deaver scissors</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-6762</td>
			<td>5.5&#34; straight sharp/sharp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Deaver scissors</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-6763</td>
			<td>5.5&#34; curved sharp/sharp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Delicate operating scissors</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-6703</td>
			<td>4.75&#34; curved sharp/sharp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Delicate operating scissors</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-6702</td>
			<td>4.75&#34; straight sharp/sharp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light operating scissors</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-6753</td>
			<td>5&#34; curved Sharp/Sharp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro spatula, radius and tapered flat ends</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td>stainless steel mirror finish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Operating scissors 6.5&#34;</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-6846</td>
			<td>curved sharp/sharp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue forceps</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-8160</td>
			<td>4.5&#8221; 1X2 teeth 2mm tip width</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rongeur (optional)</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-8321 many styles to choose</td>
			<td>Lempert Rongeur 6.5&#34; 2X8mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pituitary Dissection</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-9843</td>
			<td>Scalpel Handle #3 Solid 4&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>and blades</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-9801-11</td>
			<td>Sterile Scalpel Blades:#11 Box 100 40mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Super fine forceps Inox</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-4955</td>
			<td>tip size 0.025 X 0.005 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brain Dissection</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>A magnification visor</td>
			<td>Penn Tool Col</td>
			<td>40-178-6</td>
			<td>2.2x Outer and 3.3x Inner Lens Magnification, Rectangular Magnifier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dissection cold plate</td>
			<td>Cellpath.com</td>
			<td>JRI-0100-00A</td>
			<td>Iceberg cold plate &#38; base</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Graefe forceps, full curve extra delicate</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-5138</td>
			<td>0.5 mm Tip 4&#8221; (10 cm) long</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Light operating scissors</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-6753</td>
			<td>5&#34; curved sharp/sharp</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel handle</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-9843 (repeated above)</td>
			<td>Scalpel Handle #3 Solid 4&#34;</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>and blades (especially #11)</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-9801-11 (repeated above)</td>
			<td>Sterile Scalpel Blades:#11 Box 100 40mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Spatula</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>MS-SQRD9-4</td>
			<td>Double Ended Spatula Square AND Round End</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tissue forceps</td>
			<td>Roboz Surgical Store</td>
			<td>RS-8160 (repeated above)</td>
			<td>4.5&#8221; 1X2 teeth</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

microdissection of mouse brain into functionally and anatomically different regions

Hjernen er kommandocentral for pattedyrs nervesystem og et organ med enorm strukturel kompleksitet. Beskyttet i kraniet består hjernen af et ydre dække af gråt stof over halvkuglerne kendt som hjernebarken. Under dette lag ligger mange andre specialiserede strukturer, der er afgørende for flere fænomener, der er vigtige for eksistensen. Erhvervelse af prøver af specifikke grove hjerneområder kræver hurtige og præcise dissektionstrin. Det er underforstået, at der på mikroskopisk niveau findes mange underregioner og sandsynligvis krydser de vilkårlige regionale grænser, som vi pålægger med henblik på denne dissektion.
Musemodeller bruges rutinemæssigt til at studere menneskelige hjernefunktioner og sygdomme. Ændringer i genekspressionsmønstre kan begrænses til specifikke hjerneområder rettet mod en bestemt fænotype afhængigt af den syge tilstand. Det er således af stor betydning at studere regulering af transkription med hensyn til dens veldefinerede strukturelle organisation. En fuldstændig forståelse af hjernen kræver at studere forskellige hjerneområder, definere forbindelser og identificere nøgleforskelle i aktiviteterne i hver af disse hjerneområder. En mere omfattende forståelse af hver af disse forskellige regioner kan bane vejen for nye og forbedrede behandlinger inden for neurovidenskab. Heri diskuterer vi en trin-for-trin metode til dissekering af musehjernen i seksten forskellige regioner. I denne procedure har vi fokuseret på hanmus C57Bl/6J (6-8 uger gammel) hjernefjernelse og dissektion i flere regioner ved hjælp af neuroanatomiske landemærker til at identificere og prøve diskret funktionelt relevante og adfærdsmæssigt relevante hjerneområder. Dette arbejde vil hjælpe med at lægge et stærkt fundament inden for neurovidenskab, hvilket fører til mere fokuserede tilgange i den dybere forståelse af hjernens funktion.

Vores forståelse af hjernens komplekse struktur og funktion udvikler sig hurtigt og forbedres. Hjernen indeholder flere forskellige regioner, og opbygning af et molekylært kort kan hjælpe os med bedre at forstå, hvordan hjernen fungerer. I dette metodepapir har vi diskuteret dissektion af musehjernen i flere forskellige regioner (tabel 1). I denne protokol identificeres strukturerne baseret på de kritiske landemærker og opnås ved at holde vævet fugtigt med saltopløsning ved at bevare dets robust...

Watch this Scientific Journal Video about Microdissection of Mouse Brain into Functionally and Anatomically Different Regions at JoVE.com

Microdissection of Mouse Brain into Functionally and Anatomically Different Regions

Vi præsenterer en praktisk, trin-for-trin, hurtig protokol til fjernelse af musehjerne og dissektion af diskrete områder fra frisk hjernevæv. At opnå hjerneområder til molekylær analyse er blevet rutine i mange neurovidenskabslaboratorier. Disse hjerneområder fryses straks for at opnå transkriptomiske data af høj kvalitet til analyse på systemniveau.

Mikrodissektion af musehjerne i funktionelt og anatomisk forskellige regioner

The brain is the command center for the mammalian nervous system and an organ with enormous structural complexity. Protected within the skull, the brain ...

At studere forskellige hjerneområder er et springbræt til at forstå hjernens molekylære og strukturelle kompleksitet. Denne protokol beskriver en systematisk dissektion af musehjerne for at isolere forskellige hjerneområder. I perspektivet af hjernens anatomi er det en top-down tilgang, der let kan gengives.Fordelene ved denne protokol er todelt. For det første giver denne tilgang mulighed for at forstå molekylære underlag af små, men kritiske hjerneområder. For det andet er hele denne dissektionsproces tilstrækkelig kort til at sikre bevarelse af molekylær integritet, en kritisk forudsætning for ryg- og molekylære assays.Denne procedure indebærer praksis og delikat håndtering. Timingen er meget afgørende her for at opretholde de strukturelle vartegn og kan opnås med ordentlig træning og praksis. Seid Muhie, en forskningskemiker og bioinformatiker fra vores laboratorium, demonstrerer proceduren for fjernelse af musehjerner fra vores laboratorium.Yderligere demonstrerer proceduren for musehjernedissektion James Meyerhoff, en neuroscientist fra vores laboratorium. Til at begynde med skal du rense og fjerne huden for et godt greb. Klem maxillaen af det halshuggede hoved med en hæmostat og brug en gasbind til at reflektere hovedbunden rostralt.Indsæt den fine buede saks i foramen magnum for at adskille de klæbende meninges. Indsæt derefter saksen ved åbningen af kraniets bund, hvor rygmarven passerer med bladet pegende lodret, men parallelt med og presser mod den indvendige overflade af basalpladebenet, og drej bladet 45 grader til venstre side og derefter til højre side. Fjern den occipitale knogle i intraparietalbenet for at udsætte cerebellum.Skub saksen rostralt langs den midterste sagittale sutur op til bregmaen, og klip den ved at løfte opad for at undgå flænge i hjernebarkhormonet. Når parietalbenene løftes, identificeres og skæres de resterende meningeal vedhæftede filer. Lav to parallelle snit i sagittalplanet og fjern fragmenterne af frontbenet, undgå at rive hjerneoverfladen.Mens du skærer meningeal vedhæftede filer og kraniale nerver, skal du vende kraniet for at tillade tyngdekraften at hjælpe med at fjerne hjernen i en lille kop, der er fyldt med saltopløsning. Hold auditiv bulla intakt for hypofysen anatomi at kunne identificeres. Lav et ekstremt lille parasaggitalt snit på begge sider i ryggen af membranteltet, der holder hypofysen på sin plads, og løft den bageste lap af hypofysen med ultra fine tang.Lav et sagittalt snit mellem laterale margener af den forreste hypofyse i den nærmeste trigeminusnerve, og løft derefter den forreste hypofyse. Ret kilden til hvidt lys over vævet. Placer hjernen på en forkølet rustfri stålblok og hold blokken kold ved at omgive den med is i en iskold saltopløsning.Fugt regelmæssigt vævet med iskold saltopløsning for at bevare strukturerne. Placer hjernen således, at hjernebarken vender opad. Brug små buede tang til at fjerne cerebellum.Brug dorsaltilgangen til at glide de lukkede knive på en lille buet tang under corpus callosum og forsigtigt sprede den for at trække neocortex bilateralt tilbage for at bevare de kritisk fremtrædende midterlinjemærker. Eventuel side opad, strukturer som optisk chiasme, hypothalamus, olfaktoriske pærer, medulla oblongata, hypofysebestand og pontinbro ville være synlige. Prøv at adskille halvkuglerne.Vend hjernens ventrale sted op og lav et mellemsagittalt snit, der starter fra dorsum mellem de olfaktoriske pærer i hjernehalvdelene. Fjern medulla, og adskil derefter forsigtigt de to halvkugler. Lav derefter et koronalt snit ved dammens indre kant for at opnå baghjernen og adskille medulla ved dammens bageste margen.Vend hjernevævet for omhyggelig adskillelse af de to hjernehalvdele. Fjern den olfaktoriske pære på dette trin. Lav et koronalt snit en millimeter anterior til genu af corpus callosum, og fjern tilbehørets olfaktoriske pærer efterfulgt af adskillelse af den mediale og laterale præfrontale cortex.Delvist skåret vandret eller koronalt gennem den tværgående del af den forreste kommission fra midterlinjen under det forreste horn i lateral ventrikel for at frigøre septalkernen dorsalt og det ventrale striatum ventralt. Fjern den lille mængde cortex fra den laterale overflade for at fjerne kernen succumbence og olfaktorisk tuberkel. Adskil den rostrale del af corpus striatum fra den overliggende cortex via en buet skalpelskæring lige uden for den ydre kapsel.Identificer septalkernerne eller septum og isoler dem fra dette afsnit. Lav et buet snit for at adskille hypothalamus på dette trin. Dette vil ske ved hjælp af et delvist koronalt snit bagpå til pattedyrlegemerne, der kun strækker sig så langt sideværts som hypothalamus sulcus.Frigør derefter hypothalamus tværsnittet med et parasagittalt snit langs længden af hypothalamus sulcus. Evert den laterale ventrikel for at afsløre yderligere intralimbiske forbindelser i de resterende limbiske systemkomponenter. På indersiden af den indre cortex observeres en ventilatorlignende struktur efter åbning af ventriklen.Brug den blæserlignende struktur i entorhinal cortex til at definere margenerne med henblik på dissektion, og identificer og fjern derefter amygdala, entorhinal cortex, posterior cingulate cortex og hippocampus. Bekræft identifikationen af thalamus ved visualisering af stria medullaris på dens dorsale overflade, der strækker sig i midterlinjens rostrale kortikale plan. Adskil thalamus helt fra midten af hjernen ved et koronalt snit.Denne protokol kan bruges til øjeblikkelig fjernelse af hjernen fra kraniet efterfulgt af dissektion. Det dissekerede væv kan bevares og behandles senere afhængigt af undersøgelsens krav. Ekstraheret RNA fra flere dissekerede væv kan analyseres for genekspression.De repræsentative resultater blev opnået ved hjælp af høstede hjerner, der blev opbevaret ved minus 80 grader Celsius i flere måneder før RNA-ekstraktionen. Forskellige hjerneområder sammen med vægtdata blev indsamlet under undersøgelsen aggressor eksponeret social stressmodel af PTSD. RNA-koncentrationer og spektrofotometriske aflæsninger er vist her.Når du følger denne protokol, skal du sikre dig, at vævene til enhver tid køles ved at holde hjernen på en iset stålblok og periodisk overhælde vævet med iskold saltvand. Når væv er indsamlet og straks frosset, kan de bruges til assays som transkriptomik, metabolomics og proteomics på et senere tidspunkt.

Research

Education

JoVE Core

JoVE Journal

Anatomy and Physiology

Neuroscience

Unit 1

Anatomy of the Central and Peripheral Nervous System

SCIENTISTS IN ACTION

Non-Laser Capture Microscopy Approach for the Microdissection of Discrete Mouse Brain Regions for Total RNA Isolation and Downstream Next-Generation Sequencing and Gene Expression Profiling

Non-Laser Capture Microscopy Approach for the Microdissection of Discrete Mouse Brain Regions for Total RNA Isolation and Downstream Next-Generation Sequencing and Gene Expression Profiling  |

Ikke-Laser Capture Mikroskopi Tilgang til mikrodissektion af diskrete Mouse Brain Regioner for Total RNA Isolation og downstream næste generation sekventering og Gene Expression Profiling

As technological platforms, approaches such as next-generation sequencing, microarray, and qRT-PCR have great promise for expanding our understanding of ...

Optimized Analysis of DNA Methylation and Gene Expression from Small, Anatomically-defined Areas of the Brain

Optimeret Analyse af DNA methylering og genekspression fra små, anatomisk definerede områder af hjernen

Exposure to diet, drugs and early life adversity during sensitive windows of life 1,2 can lead to lasting changes in gene expression that contribute to ...

Mapping Cortical Dynamics Using Simultaneous MEG/EEG and Anatomically-constrained Minimum-norm Estimates: an Auditory Attention Example

Kortlægning Corticale Dynamics Brug Samtidige MEG / EEG og Anatomisk-begrænset Minimum-norm skøn: en auditiv Attention Eksempel

Magneto- and electroencephalography (MEG/EEG) are neuroimaging techniques that provide a high temporal resolution particularly suitable to investigate the ...

Growing Neural Stem Cells from Conventional and Nonconventional Regions of the Adult Rodent Brain

Voksende neurale stamceller fra konventionelle og ikke-konventionelle regioner Adult gnaverhjerne

Recent work demonstrates that central nervous system (CNS) regeneration and tumorigenesis involves populations of stem cells (SCs) resident within the ...

Telomerase Activity in the Various Regions of Mouse Brain: Non-Radioactive Telomerase Repeat Amplification Protocol (TRAP) Assay

Telomerase Activity in the Various Regions of Mouse Brain: Non-Radioactive Telomerase Repeat Amplification Protocol TRAP Assay

Telomeraseaktivitet i de forskellige regioner i Mouse Brain: Ikke-radioaktivt Telomerase Gentag Amplifikationsprotokol (TRAP) Indhold

Telomerase, a ribonucleoprotein, is responsible for maintaining the telomere length and therefore promoting genomic integrity, proliferation, and ...

Design, Surface Treatment, Cellular Plating, and Culturing of Modular Neuronal Networks Composed of Functionally Inter-connected Circuits

Design, Overfladebehandling, Cellular Plating, og Dyrkning af Modular Neuronal Networks Sammensat for Funktionelt Inter-tilsluttede strømkredse

The brain operates through the coordinated activation and the dynamic communication of neuronal assemblies. A major open question is how a vast repertoire ...

Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

Stereotaktisk Infusion af Oligomert amyloid-beta i musen Hippocampus

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the ...

High Resolution Quantitative Synaptic Proteome Profiling of Mouse Brain Regions After Auditory Discrimination Learning

High Resolution Kvantitativ Synaptic Proteome profilering Mouse Brain Regioner Efter Auditiv diskrimination Learning

The molecular synaptic mechanisms underlying auditory learning and memory remain largely unknown. Here, the workflow of a proteomic study on auditory ...

Anatomically Inspired Three-dimensional Micro-tissue Engineered Neural Networks for Nervous System Reconstruction, Modulation, and Modeling

Anatomisk inspirerede tredimensionale mikrovæv-konstruerede neurale netværk til nervesystem rekonstruktion, modulering og modellering

Functional recovery rarely occurs&#160;following injury or disease-induced degeneration within the central nervous system (CNS)&#160;due to the inhibitory ...