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 eksperimentell assistanse og Dana Youssef for redigering av manuskriptet. Finansieringsstøtten fra USAMRDC er takknemlig anerkjent. Geneva Foundation bidro til dette arbeidet og ble støttet av midler fra Military and Operational Medicine Research Area Directorate III via US Army Research Office.
Ansvarsfraskrivelse:
Materialet er gjennomgått av Walter Reed Army Institute of Research. Det er ingen innvendinger mot presentasjonen og / eller publiseringen. Meningene eller påstandene heri er forfatterens private synspunkter, og skal ikke tolkes som offisielle, eller som gjenspeiler sanne synspunkter fra Hærdepartementet eller Forsvarsdepartementet. Forskning ble utført under en godkjent dyrebruksprotokoll i et AAALAC-akkreditert anlegg i samsvar med dyrevelferdsloven og andre føderale vedtekter og forskrifter knyttet til dyr og eksperimenter som involverer dyr og overholder prinsippene som er angitt i Veiledning for omsorg og bruk av laboratoriedyr, NRC Publication, 2011-utgaven.

Dyrehåndtering og eksperimentelle prosedyrer ble utført i samsvar med europeiske, nasjonale og institusjonelle retningslinjer for dyrepleie. Alle dyreforsøk ble godkjent av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) ved US Army Center for Environmental Health Research, nå Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) og utført i et anlegg akkreditert av Association for Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (AAALAC). MERK: Prosedyren vil bli utført på seks til åtte uker ...

<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>

Pattedyrhjernen er et komplekst organ som består av en rekke morfologisk distinkte og funksjonelt unike celler med ulike molekylære signaturer og flere regioner som utfører spesialiserte og diskrete funksjoner. Disseksjonsprosedyren som rapporteres her, kan ha flere mål, avhengig av kravene til laboratoriet. I vårt laboratorium vurderte vi transkripsjon i flere hjernegrupper samlet fra mus utsatt for PTSD som stress16 . Vi ønsker å studere videre virkningen av stammegenetisk bakgrunn<sup cl...

Hjernen, sammen med ryggmargen og netthinnen, utgjør sentralnervesystemet som utfører kompleks atferd, kontrollert av spesialiserte, nøyaktig plasserte og samvirkende celletyper gjennom hele kroppen1. Hjernen er et komplekst organ med milliarder av sammenkoblede nevroner og glia med presise kretser som utfører mange funksjoner. Det er en bilateral struktur med to forskjellige lober og forskjellige cellulære komponenter2. Ryggmargen forbinder hjernen med omverdenen og er beskyttet av bein, hjernehinner og cerebrospinalvæske og ruter meldinger til og fra hjernen 2,3,4. Overflaten av hjernen, hjernebarken, er ujevn og har forskjellige folder, kalt gyri, og spor, kalt sulci, som skiller hjernen i funksjonelle sentre5. Cortex er glatt hos pattedyr med en liten hjerne 6,7. Det er viktig å karakterisere og studere arkitekturen til den menneskelige hjerne for å forstå lidelsene knyttet til de forskjellige hjernegruppene, samt dens funksjonelle kretser. Nevrovitenskapsforskning har utvidet seg de siste årene, og en rekke eksperimentelle metoder brukes til å studere hjernens struktur og funksjon. Utviklingen innen molekylær- og systemnivåbiologi har innledet en ny epoke med å utforske det komplekse forholdet mellom hjernestrukturer og molekylers funksjon. I tillegg vokser molekylærbiologi, genetikk og epigenetikk raskt, slik at vi kan fremme vår kunnskap om de underliggende mekanismene som er involvert i hvordan systemer fungerer. Disse analysene kan utføres på en mye mer lokalisert basis, for å bidra til å målrette undersøkelsen og utviklingen av mer effektive terapier.
Pattedyrhjernen er strukturelt definert i klart identifiserbare diskrete regioner; Imidlertid er de funksjonelle og molekylære kompleksitetene til disse diskrete strukturer ennå ikke klart forstått. Den flerdimensjonale og flerlags naturen til hjernevevet gjør dette landskapet vanskelig å studere på funksjonsnivå. I tillegg kompliserer det faktum at flere funksjoner utføres av samme struktur og omvendt ytterligere forståelsen av hjernen8. Det er viktig at den eksperimentelle tilnærmingen som utføres for strukturell og funksjonell karakterisering av hjernegrupper, bruker presise forskningsmetoder for å oppnå konsistens i prøvetaking for å korrelere nevroanatomisk arkitektur med funksjon. Kompleksiteten i hjernen har nylig blitt forklart ved hjelp av enkeltcellesekvensering 9,10 som den tidlige gyrus av den menneskelige hjerne som består av 75 forskjellige celletyper 11. Ved å sammenligne disse dataene med de fra en analog region i musehjernen, avslører studien ikke bare likheter i deres arkitektur og celletyper, men presenterer også forskjellene. For å avdekke de komplekse mekanismene er det derfor viktig å studere ulike områder av hjernen med full presisjon. Konserverte strukturer og funksjon mellom en menneske- og musehjerne muliggjør bruk av en mus som et foreløpig surrogat for å belyse menneskelig hjernefunksjon og atferdsutfall.
Med utviklingen av systembiologi tilnærminger, skaffe informasjon fra diskrete hjernegrupper i gnagere har blitt en sentral prosedyre i nevrovitenskap forskning. Mens noen protokoller som laserfangst mikrodisseksjon12 kan være dyre, er mekaniske protokoller billige og utføres ved hjelp av allment tilgjengelige verktøy13,14. Vi har brukt flere hjernegrupper for transkriptomiske analyser15 og har utviklet en praktisk og rask prosedyre for å dissekere musehjernegrupper av interesse på en trinnvis måte på kort tid. Når dissekert, kan disse prøvene lagres umiddelbart under kalde forhold for å bevare nukleinsyrene og proteinene i disse vevene. Vår tilnærming kan utføres raskere, noe som fører til høy effektivitet og tillater mindre sjanser for vevsforringelse. Dette øker til slutt sjansene for å generere reproduserbare eksperimenter av høy kvalitet ved bruk av hjernevev.

<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 kommandosenteret for pattedyrs nervesystem og et organ med enorm strukturell kompleksitet. Beskyttet i skallen, består hjernen av et ytre dekke av grå substans over halvkule kjent som hjernebarken. Under dette laget ligger mange andre spesialiserte strukturer som er essensielle for flere fenomener som er viktige for eksistensen. Å skaffe prøver av spesifikke brutto hjernegrupper krever raske og presise disseksjonstrinn. Det er forstått at på mikroskopisk nivå eksisterer mange underregioner og sannsynligvis krysser de vilkårlige regionale grensene som vi pålegger med henblikk på denne disseksjonen.
Musemodeller brukes rutinemessig til å studere menneskelige hjernefunksjoner og sykdommer. Endringer i genuttrykksmønstre kan være begrenset til bestemte hjerneområder rettet mot en bestemt fenotype, avhengig av den syke tilstanden. Det er derfor av stor betydning å studere regulering av transkripsjon med hensyn til dens veldefinerte strukturelle organisasjon. En fullstendig forståelse av hjernen krever å studere forskjellige hjernegrupper, definere forbindelser og identifisere viktige forskjeller i aktivitetene til hver av disse hjernegruppene. En mer omfattende forståelse av hver av disse forskjellige regionene kan bane vei for nye og forbedrede behandlinger innen nevrovitenskap. Her diskuterer vi en trinnvis metodikk for å dissekere musehjernen i seksten forskjellige regioner. I denne prosedyren har vi fokusert på mannlig mus C57Bl / 6J (6-8 uker gammel) hjernefjerning og disseksjon i flere regioner ved hjelp av nevroanatomiske landemerker for å identifisere og prøve diskret funksjonelt relevante og atferdsmessig relevante hjernegrupper. Dette arbeidet vil bidra til å legge et sterkt fundament innen nevrovitenskap, noe som fører til mer fokuserte tilnærminger i dypere forståelse av hjernefunksjonen.

Vår forståelse av den komplekse hjernestrukturen og funksjonen utvikler seg raskt og forbedres. Hjernen inneholder flere forskjellige regioner, og å bygge et molekylært kart kan hjelpe oss med å bedre forstå hvordan hjernen fungerer. I denne metodeartikkelen har vi diskutert disseksjonen av musehjernen i flere distinkte regioner (tabell 1). I denne protokollen identifiseres strukturene basert på de kritiske landemerkene og oppnås ved å holde vevet fuktig med saltoppløsning ved å beholde stabil...

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 presenterer en praktisk, trinnvis, rask protokoll for fjerning av musehjerne og disseksjon av diskrete regioner fra friskt hjernevev. Innhenting av hjernegrupper for molekylær analyse har blitt rutine i mange nevrovitenskapslaboratorier. Disse hjernegruppene fryses umiddelbart for å oppnå transkriptomiske data av høy kvalitet for analyse på systemnivå.

Mikrodisseksjon av musehjerne i funksjonelt og anatomisk forskjellige 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 ...

Å studere forskjellige hjernegrupper er et springbrett mot å forstå hjernens molekylære og strukturelle kompleksitet. Denne protokollen beskriver en systematisk disseksjon av musehjernen for å isolere forskjellige hjernegrupper. I perspektivet til hjernens anatomi er det en ovenfra-og-ned-tilnærming som lett kan reproduseres.Fordelene med denne protokollen er todelt. For det første gir denne tilnærmingen en mulighet til å forstå molekylære grunnlag for små, men kritiske hjernegrupper. For det andre er hele denne disseksjonsprosessen tilstrekkelig kort til å sikre bevaring av molekylær integritet, en kritisk forutsetning for rygg- og molekylære analyser.Denne prosedyren innebærer praksis og delikat håndtering. Timingen er svært avgjørende her for å opprettholde de strukturelle landemerkene, og kan oppnås med riktig opplæring og praksis. Demonstrere prosedyren for fjerning av musehjerne vil være Seid Muhie, en forskningskjemiker og bioinformatiker fra laboratoriet vårt.Videre demonstrere prosedyren for mus hjernen disseksjon vil være James Meyerhoff, en nevrolog fra laboratoriet vårt. For å begynne, rengjør og fjern huden for et godt grep. Klem maxillaen til det avkappede hodet med en hemostat og bruk en gasbind for å reflektere hodebunnen rostralt.Sett den fine buede saksen inn i foramen magnum for å skille de vedheftende meningene. Sett deretter saksen ved åpningen av bunnen av skallen der ryggmargen passerer med bladet pekende vertikalt, men parallelt med og trykk mot den indre overflaten av basalplatebenet, roter bladet 45 grader til venstre og deretter til høyre side. Fjern occipital bein i intraparietal bein for å eksponere cerebellum.Advance saksen rostralt langs midten sagittal sutur opp til bregma, og klipp den ved å løfte oppover for å unngå laceration av cerebral cortices. Når parietale bein løftes, identifiser og kutt de resterende meningealvedleggene. Lag to parallelle kutt i sagittalplanet og fjern fragmentene av frontbenet, unngå lacerating hjerneoverflaten.Mens du kutter meningeal vedlegg og kraniale nerver, inverter skallen for å tillate tyngdekraften å hjelpe til med fjerning av hjernen i en liten kopp forhåndsfylt med saltoppløsning. Hold auditiv bulla intakt for hypofysen anatomi å være identifiserbar. Lag et ekstremt lite parasaggitalt kutt på begge sider i ryggen av det membranøse teltet som holder hypofysen på plass, og løft hypofysens bakre lobe med ultrafine tang.Lag et sagittal kutt mellom sidekantene av hypofysens fremre lobe i nærmeste trigeminusnerve, og løft deretter ut hypofysens fremre lobe. Rett kilden til hvitt lys over vevet. Plasser hjernen på en forkjølt rustfritt stålblokk og hold blokken kald ved å omgi den med is i en iskald saltoppløsning.Fukt vevet regelmessig med iskald saltoppløsning for å bevare strukturene. Plasser hjernen slik at hjernecortices vender oppover. Bruk små buede tang, fjern lillehjernen.Bruk dorsaltilnærmingen, slipp de lukkede bladene til en liten buet tang under corpus callosum, og spre den forsiktig for å trekke neocortex bilateralt for å bevare de kritisk fremtredende landemerkene i midtlinjen. Til slutt side opp, strukturer som optisk chiasm, hypothalamus, olfaktoriske pærer, medulla oblongata, hypofyselager og pontinbro ville være synlige. Prøv å skille halvkule.Vend hjernens ventrale sted opp og gjør et midtsagittalt kutt som starter fra dorsum mellom olfaktoriske pærer i hjernehalvdelene. Fjern medulla, og skill deretter de to halvkule forsiktig. Deretter lager du et koronalt kutt i den indre kanten av dammene for å oppnå bakhjernen og skille medullaen ved den bakre kanten av dammene.Vend hjernevevet for forsiktig separasjon av de to hjernehalvdelene. Fjern den olfaktoriske pæren på dette trinnet. Lag et koronalt kutt en millimeter fremre til genu av corpus callosum, og fjern tilbehøret olfaktoriske pærer, etterfulgt av å skille medial og lateral prefrontal cortex.Delvis kuttet horisontalt eller koronalt gjennom den tverrgående delen av den fremre kommissuren fra midtlinjen under det fremre hornet i lateral ventrikel for å frigjøre septalkjernen dorsalt og ventral striatum ventralt. Fjern den lille mengden cortex fra sideflaten for å fjerne kjernen bukk og olfaktorisk tuberkel. Skill rostraldelen av corpus striatum fra den overliggende cortex via en buet skalpell kuttet like utenfor den eksterne kapselen.Identifiser septalkjernene eller septum og isoler dem fra denne delen. Lag et buet kutt for å skille hypothalamus på dette trinnet. Dette vil bli gjort ved hjelp av et delvis koronalt kutt bakre til de mammillære legemene som bare strekker seg så langt lateralt som hypothalamus sulcus.Frigjør deretter hypothalamus-tverrsnittet med et parasagittalt kutt langs lengden av hypothalamus sulcus. Evert lateral ventrikel for å avsløre ytterligere intralimbiske forbindelser i de resterende limbiske systemkomponentene. På innsiden av den indre cortex observeres en viftelignende struktur etter åpning av ventrikkelen.Bruk den viftelignende strukturen i entorhinal cortex for å definere marginene med henblikk på disseksjon, identifiser og fjern deretter amygdala, entorhinal cortex, posterior cingulate cortex og hippocampus. Bekreft identifikasjonen av thalamus ved visualisering av stria medullaris på sin dorsale overflate som strekker seg i midtlinjen rostral kortikale plan. Skill thalamus helt fra midten av hjernen med et koronalt kutt.Denne protokollen kan brukes til umiddelbar fjerning av hjernen fra skallen, etterfulgt av disseksjon. Det dissekerte vevet kan bevares og behandles senere, avhengig av kravene i studien. Ekstrahert RNA fra flere dissekerte vev kan analyseres for genuttrykk.De representative resultatene ble oppnådd ved bruk av høstede hjerner som ble lagret ved minus 80 grader Celsius i flere måneder før RNA-ekstraksjonen. Distinkte hjernegrupper sammen med vektdata ble samlet inn under studien aggressor eksponert sosial stressmodell av PTSD. RNA-konsentrasjoner og spektrofotometriske avlesninger er vist her.Når du følger denne protokollen, må du sørge for at vevet til enhver tid er avkjølt ved å holde hjernen på en isstålblokk, og periodisk dousing vevet med iset saltvann. Når vev er samlet og umiddelbart frosset, kan de brukes til analyser som transkriptomikk, metabolomikk og proteomikk på 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  |

Non-Laser Capture Mikroskopi Approach for mikrodisseksjon av Discrete Mouse Brain Regions for Total RNA Isolation og nedstrøms Next-Generation Sekvensering 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

Optimalisert Analyse av DNA-metylering og Gene Expression fra små, anatomisk definerte områder i 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

Kartlegging Kortikale Dynamics Bruke Samtidige MEG / EEG og anatomisk begrenset Minimum-norm estimater: en auditiv oppmerksomhet 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

Økende nevrale stamceller fra konvensjonelle og ikke-konvensjonelle Regions of Adult Rodent Brain

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

Telomerase aktivitet i de ulike regionene i Mouse Brain: ikke-radioaktive Telomerase Gjenta Amplification Protocol (TRAP) Assay

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, overflatebehandling, Cellular plating, og dyrking av Modular nevrale nettverk bestående av Funksjonelt Inter-tilkoblede kretser

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

Stereotaksisk Infusjon av Oligomeric 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 av mus hjernen regioner Etter auditiv diskriminering 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 inspirerte tredimensjonale mikrovev-konstruerte nevrale nettverk for nervesystemet Rekonstruksjon, 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 ...