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 tackar Seshmalini Srinivasan, Stephen Butler och Pamela Spellman för experimentell hjälp och Dana Youssef för redigering av manuskriptet. Finansieringsstödet från USAMRDC erkänns tacksamt. Genèvestiftelsen bidrog till detta arbete och stöddes av medel från direktoratet för militär- och operativ medicinforskning (Military and Operational Medicine Research Area Directorate III) via US Army Research Office.
Friskrivning:
Materialet har granskats av Walter Reed Army Institute of Research. Det finns inga invändningar mot dess presentation och / eller publicering. De åsikter eller påståenden som finns häri är författarens privata åsikter och ska inte tolkas som officiella eller som återspeglar sanna åsikter från armédepartementet eller försvarsdepartementet. Forskning utfördes under ett godkänt protokoll för djuranvändning i en AAALAC-ackrediterad anläggning i enlighet med djurskyddslagen och andra federala lagar och förordningar som rör djur och experiment med djur och följer principerna som anges i Guide for the Care and Use of Laboratory Animals, NRC Publication, 2011-upplagan.

Djurhantering och försöksförfaranden genomfördes i enlighet med europeiska, nationella och institutionella riktlinjer för djurvård. Alla djurförsök godkändes av Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) vid US Army Center for Environmental Health Research nu Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) och utfördes i en anläggning ackrediterad av Association for the Assessment and Accreditation of Laboratory Animal Care International (AAALAC). OBS: Proceduren kommer att utföras på sex till åt...

<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>

Däggdjurshjärnan är ett komplext organ som består av en rad morfologiskt distinkta och funktionellt unika celler med olika molekylära signaturer och flera regioner som utför specialiserade och diskreta funktioner. Dissektionsproceduren som rapporteras här kan ha flera mål beroende på labbets krav. I vårt laboratorium bedömde vi transkription i flera hjärnregioner som samlats in från möss som utsatts för PTSD som stress16 . Vi vill studera vidare effekterna av stamgenetisk bakgrund<s...

Hjärnan, tillsammans med ryggmärgen och näthinnan, utgör centrala nervsystemet som utför komplexa beteenden, styrda av specialiserade, exakt positionerade och interagerande celltyper i hela kroppen1. Hjärnan är ett komplext organ med miljarder sammankopplade neuroner och glia med exakta kretsar som utför många funktioner. Det är en bilateral struktur med två distinkta lober och olika cellulära komponenter2. Ryggmärgen förbinder hjärnan med omvärlden och skyddas av ben, hjärnhinnor och ryggmärgsvätska och leder meddelanden till och från hjärnan 2,3,4. Hjärnans yta, hjärnbarken, är ojämn och har distinkta veck, kallade gyri, och spår, kallade sulci, som separerar hjärnan i funktionella centra5. Cortex är slät hos däggdjur med en liten hjärna 6,7. Det är viktigt att karakterisera och studera den mänskliga hjärnans arkitektur för att förstå störningarna relaterade till de olika hjärnregionerna, liksom dess funktionella kretsar. Neurovetenskaplig forskning har expanderat de senaste åren och en mängd experimentella metoder används för att studera hjärnans struktur och funktion. Utvecklingen inom molekylär- och systembiologi har inlett en ny era av att utforska det komplexa förhållandet mellan hjärnstrukturer och molekylers funktion. Dessutom expanderar molekylärbiologi, genetik och epigenetik snabbt, vilket gör det möjligt för oss att öka vår kunskap om de underliggande mekanismerna som är involverade i hur system fungerar. Dessa analyser kan utföras på en mycket mer lokaliserad basis för att hjälpa till att rikta in sig på utredning och utveckling av effektivare terapier.
Däggdjurshjärnan är strukturellt definierad i tydligt identifierbara diskreta regioner; De funktionella och molekylära komplexiteterna hos dessa diskreta strukturer är emellertid ännu inte klart förstådda. Hjärnvävnadens flerdimensionella och flerskiktade natur gör detta landskap svårt att studera på funktionell nivå. Dessutom komplicerar det faktum att flera funktioner utförs av samma struktur och vice versa ytterligare förståelsen av hjärnan8. Det är viktigt att det experimentella tillvägagångssättet som utförs för strukturell och funktionell karakterisering av hjärnregioner använder exakta forskningsmetoder för att uppnå konsistens i provtagning för att korrelera neuroanatomisk arkitektur med funktion. Hjärnans komplexitet har nyligen förklarats med hjälp av encellssekvensering 9,10, såsom den mänskliga hjärnans temporala gyrus som består av 75 distinkta celltyper 11. Genom att jämföra dessa data med dem från en analog region i mushjärnan avslöjar studien inte bara likheter i deras arkitektur och celltyper utan presenterar också skillnaderna. För att reda ut de komplexa mekanismerna är det därför viktigt att studera olika regioner i hjärnan med full precision. Bevarade strukturer och funktion mellan en mänsklig och mushjärna möjliggör användning av en mus som ett preliminärt surrogat för att belysa mänsklig hjärnfunktion och beteendemässiga resultat.
Med utvecklingen av systembiologiska tillvägagångssätt har det blivit ett nyckelförfarande inom neurovetenskaplig forskning att få information från diskreta hjärnregioner hos gnagare. Medan vissa protokoll som laserfångstmikrodissektion12 kan vara dyra, är mekaniska protokoll billiga och utförs med hjälp av allmänt tillgängliga verktyg13,14. Vi har använt flera hjärnregioner för transkriptomiska analyser15 och har utvecklat en praktisk och snabb procedur för att dissekera mushjärnregioner av intresse steg för steg på kort tid. När de har dissekerats kan dessa prover lagras omedelbart under kalla förhållanden för att bevara nukleinsyrorna och proteinerna i dessa vävnader. Vårt tillvägagångssätt kan utföras snabbare vilket leder till hög effektivitet och tillåter mindre risk för vävnadsförsämring. Detta ökar i slutändan chanserna att generera högkvalitativa, reproducerbara experiment med hjärnvävnader.

<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

Hjärnan är kommandocentralen för däggdjurens nervsystem och ett organ med enorm strukturell komplexitet. Skyddad i skallen består hjärnan av ett yttre täcke av grå substans över halvklotet som kallas hjärnbarken. Under detta lager finns många andra specialiserade strukturer som är väsentliga för flera fenomen som är viktiga för existensen. Att förvärva prover av specifika grova hjärnregioner kräver snabba och exakta dissektionssteg. Det är underförstått att på mikroskopisk nivå finns många delregioner och sannolikt korsar de godtyckliga regionala gränser som vi inför för denna dissektion.
Musmodeller används rutinmässigt för att studera mänskliga hjärnfunktioner och sjukdomar. Förändringar i genuttrycksmönster kan begränsas till specifika hjärnområden som riktar sig mot en viss fenotyp beroende på det sjuka tillståndet. Således är det av stor betydelse att studera reglering av transkription med avseende på dess väldefinierade strukturella organisation. En fullständig förståelse av hjärnan kräver att man studerar distinkta hjärnregioner, definierar anslutningar och identifierar viktiga skillnader i aktiviteterna i var och en av dessa hjärnregioner. En mer omfattande förståelse av var och en av dessa distinkta regioner kan bana väg för nya och förbättrade behandlingar inom neurovetenskap. Häri diskuterar vi en steg-för-steg-metod för att dissekera mushjärnan i sexton distinkta regioner. I denna procedur har vi fokuserat på manlig mus C57Bl / 6J (6-8 veckor gammal) hjärnborttagning och dissektion i flera regioner med hjälp av neuroanatomiska landmärken för att identifiera och prova diskreta funktionellt relevanta och beteenderelevanta hjärnregioner. Detta arbete kommer att bidra till att lägga en stark grund inom neurovetenskap, vilket leder till mer fokuserade tillvägagångssätt för den djupare förståelsen av hjärnans funktion.

Vår förståelse av hjärnans komplexa struktur och funktion utvecklas och förbättras snabbt. Hjärnan innehåller flera distinkta regioner och att bygga en molekylär karta kan hjälpa oss att bättre förstå hur hjärnan fungerar. I detta metoddokument har vi diskuterat dissektion av mushjärnan i flera distinkta regioner (tabell 1). I detta protokoll identifieras strukturerna baserat på de kritiska landmärkena och uppnås genom att hålla vävnaden fuktig med saltlösning genom att behålla dess...

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 presenterar ett praktiskt, steg-för-steg, snabbt protokoll för borttagning av mushjärnor och dissektion av diskreta regioner från färsk hjärnvävnad. Att få hjärnregioner för molekylär analys har blivit rutin i många neurovetenskapliga laboratorier. Dessa hjärnregioner fryses omedelbart för att erhålla transkriptomiska data av hög kvalitet för analys på systemnivå.

Mikrodissektion av mushjärnan i funktionellt och anatomiskt olika 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 ...

Att studera distinkta hjärnregioner är en språngbräda mot att förstå hjärnans molekylära och strukturella komplexitet. Detta protokoll beskriver en systematisk dissektion av mushjärnan för att isolera distinkta hjärnregioner. I perspektivet av hjärnanatomi är det ett top-down-tillvägagångssätt som lätt kan reproduceras.Fördelarna med detta protokoll är tvåfaldiga. För det första ger detta tillvägagångssätt en möjlighet att förstå molekylära underlag för små, men kritiska hjärnregioner. För det andra är hela denna dissektionsprocess tillräckligt kort för att säkerställa bevarande av molekylär integritet, en kritisk förutsättning för rygg- och molekylära analyser.Denna procedur innebär övning och känslig hantering. Tidpunkten är mycket avgörande här för att upprätthålla de strukturella landmärkena och kan uppnås med rätt utbildning och övning. Demonstrerar proceduren för borttagning av mushjärnor kommer att vara Seid Muhie, en forskningskemist och bioinformatiker från vårt laboratorium.Ytterligare demonstrerar proceduren för mushjärndissektion kommer att vara James Meyerhoff, en neuroforskare från vårt laboratorium. För att börja, rengör och ta bort huden för ett bra grepp. Kläm fast maxillan på det halshuggna huvudet med en hemostat och använd en gasväv för att återspegla hårbotten rostralt.Sätt in den fina böjda saxen i foramen magnum för att separera de vidhäftande hjärnhinnorna. Sätt sedan in saxen vid öppningen av basen av skallen där ryggmärgen passerar med bladet pekande vertikalt, men parallellt med och pressar mot basalplattans inre yta, roterar bladet 45 grader till vänster sida och sedan till höger sida. Ta bort det occipitala benet i det intraparietala benet för att exponera lillhjärnan.För saxen rostralt längs mitten av sagittal sutur upp till bregma och skär den genom att lyfta uppåt för att undvika laceration av cerebrala kortikaler. När parietalbenen lyfts, identifiera och skär de återstående meningealfästena. Gör två parallella snitt i sagittalplanet och ta bort fragmenten av frontbenet och undvik att snöra hjärnytan.Medan du skär meningealfästen och kranialnerver, invertera skallen så att tyngdkraften kan hjälpa till att ta bort hjärnan i en liten kopp förfylld med saltlösning. Håll hörselbulla intakt för att hypofysanatomin ska kunna identifieras. Gör ett extremt litet parasaggitalt snitt på båda sidor i åsen på det membranösa tältet som håller hypofysen på sin plats och lyft hypofysens bakre lob med ultrafina pincett.Gör ett sagittalt snitt mellan sidomarginalerna i hypofysens främre lob i närmaste trigeminusnerv och lyft sedan ut hypofysens främre lob. Rikta källan till vitt ljus över vävnaden. Placera hjärnan på ett förkylt rostfritt stålblock och håll blocket kallt genom att omge det med is i en iskall saltlösning.Fukta vävnaden regelbundet med iskall saltlösning för att bevara strukturerna. Placera hjärnan så att hjärnkortikerna är vända uppåt. Använd små böjda pincett, ta bort cerebellum.Använd dorsalmetoden och släpp de slutna bladen på en liten krökt tång under corpus callosum och sprid den försiktigt för att dra tillbaka neocortex bilateralt för att bevara de kritiskt framträdande mittlinjens landmärken. Eventuell sida upp skulle strukturer som optisk chiasm, hypotalamus, luktlökar, medulla oblongata, hypofysbestånd och pontinbro vara synliga. Försök att separera halvklotet.Vänd hjärnans ventrala plats upp och gör ett mitten av sagittalskärningen med utgångspunkt från dorsum mellan luktlökarna i hjärnhalvorna. Ta bort medulla och separera sedan försiktigt de två halvklotet. Gör sedan ett koronalsnitt vid dammarnas inre marginal för att få bakhjärnan och separera medulla vid dammarnas bakre marginal.Vänd hjärnvävnaden för noggrann separation av de två hjärnhalvorna. Ta bort luktlampan i detta steg. Gör ett koronalt snitt en millimeter främre till corpus callosums genu och ta bort tillbehörets luktlökar, följt av att separera den mediala och laterala prefrontala cortexen.Skär delvis horisontellt eller koronalt genom den tvärgående delen av den främre kommissuren från mittlinjen under det främre hornet i lateral ventrikel för att frigöra septalkärnan dorsalt och ventral striatum ventralt. Ta bort den lilla mängden cortex från sidoytan för att avlägsna kärnan succumbence och olfaktorisk tuberkel. Separera den rostrala delen av corpus striatum från den överliggande cortexen via en krökt skalpellskärning strax utanför den yttre kapseln.Identifiera septalkärnorna eller septum och isolera dem från detta avsnitt. Gör ett krökt snitt för att separera hypotalamus i detta steg. Detta kommer att göras med hjälp av ett partiellt koronalsnitt bakom mammillärkropparna som endast sträcker sig så långt i sidled som hypotalamus sulcus.Frigör sedan hypotalamus tvärsnitt med en parasagittal skuren längs längden på hypotalamus sulcus. Evert den laterala ventrikeln för att avslöja ytterligare intralimbiska anslutningar i de återstående limbiska systemkomponenterna. På insidan av den inre cortexen observeras en fläktliknande struktur efter öppnandet av ventrikeln.Använd den fläktliknande strukturen i entorhinal cortex för att definiera marginalerna för dissektion, identifiera och ta bort amygdala, entorhinal cortex, posterior cingulate cortex och hippocampus. Bekräfta identifieringen av thalamus genom visualisering av stria medullaris på dess dorsala yta som sträcker sig i mittlinjen rostralt kortikalt plan. Separera thalamus helt från mitten av hjärnan med ett koronalsnitt.Detta protokoll kan användas för omedelbar avlägsnande av hjärnan från skallen, följt av dissektion. De dissekerade vävnaderna kan bevaras och bearbetas senare beroende på studiens krav. Extraherat RNA från flera dissekerade vävnader kan analyseras för genuttryck.De representativa resultaten erhölls med hjälp av skördade hjärnor som lagrades vid minus 80 grader Celsius i flera månader före RNA-extraktionen. Distinkta hjärnregioner tillsammans med viktdata samlades in under studien aggressor exposed social stress model of PTSD. RNA-koncentrationer och spektrofotometriska avläsningar visas här.När du följer detta protokoll, se till att vävnaderna kyls hela tiden genom att hålla hjärnan på ett isstålblock och regelbundet dousing vävnaden med isad saltlösning. När vävnader har samlats in och omedelbart frysts kan de användas för analyser som transkriptomik, metabolomik och proteomik vid senare tidpunkt.

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  |

Icke-Laser Capture Mikroskopi metoden för Microdissection diskreta Regioner Mouse Brain för Total RNA Isolering och nedströms nästa generations sekvensering och 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

Optimerad Analys av DNA-metylering och Gene Expression från små, anatomiskt definierade områden i hjärnan

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

Kartläggning Kortikala Dynamics med samtidig MEG / EEG och anatomiskt-begränsade Minsta-norm uppskattningar: en auditiv uppmärksamhet Exempel

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

Växande neurala stamceller från konventionella och icke-konventionella Regioner av vuxen Gnagare 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

Telomerasaktivitet i de olika regionerna i Mouse Brain: Ej Radioaktiv Telomeras Upprepa Amplification Protocol (TRAP) analys

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, ytbehandling, Cellular Plating och Odling av Modular neurala nätverk bestående av Funktionellt Inter-anslutna kretsar

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

Stereotaxic Infusion av oligomera 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

Hög upplösning Kvantitativ Synaptic Proteome Profilering av Regioner Mouse Brain Efter Auditory 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

Anatomiskt inspirerade tredimensionella mikrovävnadsgenererade neurala nätverk för nervsystemet återuppbyggnad, modulering och modellering

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