This work was supported by the Australian Research Council Centre of Excellence for Integrative Brain Function (ARC Centre Grant CE140100007), an NHMRC project grant (#1086643). Prof. George Paxinos is supported by a Senior Principal Research Fellow NHMRC grant (#1043626).

Ética Declaración: Todos los procedimientos que involucran sujetos animales siguen las directrices del Comité de Cuidado de Animales y Ética (ACEC) en la Universidad de Nueva Gales del Sur (el número ACEC aprobado es de 14 / 94A). 1. Preparación de la cuerda del ratón transparente espinal <ol><li> Preparación de hielo solución de hidrogel frío <ol><li> Preparación de solución de paraformaldehído al 16% (PFA) <ol><li> Añadir 16 g de polvo en 70 ml de paraformaldehído-calentado previamente en agua destilada (50-55 ° C) y se agita en un agitador magnético se calienta hasta que se disuelva paraformaldehído. Nota: No permita que la solución se caliente más de 55 ° C y tenga en cuenta que paraformaldehído es tóxico. </li><li> Transferir la solución de paraformaldehído a un cilindro y añadir agua destilada hasta 100 ml. Se enfría la solución de paraformaldehído usando un 4 ° C refrigerador. </li></ol></li><li> Disolver 125 mg iniciador VA-044 en 26,25 ml de agua destilada y se enfría la solución en un 4° C nevera. </li><li> solución fresca 5 ml de acrilamida (40%), 1,25 ml de solución de bis (2%) (PRECAUCIÓN: Bis y soluciones de acrilamida son tóxicos, puede causar defectos genéticos o cáncer), 5 ml 10x PBS, solución PFA 12,5 ml 16%, y el solución de iniciador VA-044 en hielo. </li><li> Mezclar las soluciones anteriores en hielo. Nota: el volumen total es de 50 ml. </li></ol></li><li> Perfusión y la Colección de la cuerda del ratón espinal <ol><li> Anestesiar un ratón con una inyección intraperitoneal de ketamina (80 mg / kg) y xyzaline (5 mg / kg) diluido en solución salina normal al 0,9%. La dosificación para el ratón puede ser inferior a la de las ratas. </li><li> En una superficie de plástico adecuado en una campana extractora, fijar las extremidades del ratón fuera del cuerpo (cinta adhesiva es eficaz) una vez que el ratón no responde a una pizca de su piel del pie. </li><li> Cortar la piel del ratón sobre el pecho y luego el pecho hueso para exponer el corazón con una tijera. </li><li> Usando una bomba peristáltica, con una aguja de 25 G unida a the extremo del tubo, inserte la aguja en el ventrículo izquierdo del corazón, snip la aurícula derecha para crear un punto de salida para la sangre y luego comenzar el lavado con solución salina normal 40 ml de 0,9% a razón de aproximadamente 10 ml / min. </li><li> Cuando se haya completado, perfundir el ratón con 35 ml de solución de hidrogel de hielo frío. Nota: la perfusión a una velocidad de 10 ml / min para evitar la hinchazón del tejido nervioso. </li><li> Incisión en la piel sobre la parte posterior con una cuchilla y luego retire los músculos al lado del vertebrado. Después de cortar los arcos vertebrales en un lado y dándoles la vuelta hacia el otro lado, tomar la médula espinal de la columna vertebral con una multa de tijera. </li></ol></li><li> Borrado de la cuerda del ratón espinal <ol><li> Coloque la médula espinal en 15 ml de solución de hidrogel durante la noche a 4 ° C. </li><li> Eliminar 10 ml de la solución de hidrogel y verter el resto de la solución con los segmentos de la médula espinal a un tubo de 5 ml. Llenar el tubo 5 ml con la solución de hidrogel hasta que esté completamente lleno. </li><li> Estirar un pequeño trozo de Parafilm sobre la parte superior del tubo de 5 ml y luego envolver Parafilm alrededor del cuello del tubo. Nota: Asegúrese de que los contactos parafilm la solución de hidrogel y no haya burbujas entre la solución de hidrogel y la parafina. </li><li> Poner el tubo de 5 ml en un 37 &#160; ° C horno durante la noche. Observe la solución de hidrogel hasta que se convierte en un gel. </li><li> Tome el tubo de 5 ml del horno y quitar el gel del tubo con una llave (tal como una punta de pipeta 1 ml pala). Quitar el gel a partir del tejido de la médula espinal por pegar el tejido grueso para el gel y luego tomar el papel grueso de distancia (el gel se adhiere al tejido y, por tanto, será eliminado por el tejido). </li><li> Después de quitar el gel a partir del tejido de la médula espinal, lavar la médula espinal 4 veces con 1 x PBS (pH 7,4) durante 24 horas en un agitador. </li><li> Preparar la solución de limpieza CUBIC disolviendo 3,85 g de urea y 3,85 g de N, N, N &#39;, N&#39;-tetrakis (2-hidroxipropil) ethylenediamine en 5,38 ml de agua destilada. Nota: Se utiliza un agitador caliente. Añadir 2,31 g de polietilenglicol mono-p-isooctilfenil éter / Triton X-100 a la solución una vez que es claro y se enfría a temperatura ambiente. Nota: 10 g de estos tres productos químicos son de un ratón. </li><li> Cortar la médula espinal de ratón coronal en 2-3 mm de largo segmentos con una hoja de afeitar y ponerlas en 5 ml de la solución de aclaramiento CÚBICO anteriormente. Colocar en un agitador en el horno a 37 &#160; ° C durante 3 días. </li><li> Tres días más tarde, cambiar la solución de intercambio de información para una nueva. Nota: la solución anterior se prepara antes de su uso. </li><li> Dos o tres días más tarde después de actualizar la solución de aclaramiento cúbico, comprobar la transparencia del tejido contra un papel con tipo de letra 8 letras. Si es transparente, las letras se pueden ver a través del tejido despejado. Eliminar la solución de compensación y añadir 4 ml de PBST (0,1% Triton-X100) para lavar el tejido 4 veces al día (cada 6 horas). </li></ol></li></ol><ol><li> Incubar los segmentos de la médula espinal en la solución de anticuerpo primario (anti-serotonina, criado en conejo, diluido 1: 100 en PBST) durante 3 días en un agitador en un horno de 37 ° C. </li><li> Eliminar la solución de anticuerpo y añadir 4 ml de PBST (0,1% Triton-X100) para lavar los segmentos de la médula espinal 4 veces al día (cada 6 horas) en un horno a 37 ° C. </li><li> Quitar la solución PBST y agregar la solución de anticuerpo secundario (conjugado de cabra 594 IgG anti-conejo, diluido 1: 100 en PBST) incubar el tejido durante 3 días en un agitador en un horno de 37 ° C. </li><li> Retirar la solución de anticuerpo secundario y añadir 4 ml de PBST para lavar los segmentos de la médula espinal 4 veces al día (cada 6 horas) en un agitador en un horno de 37 ° C. Al día siguiente, el tejido está listo para la imagen. </li></ol> 3. Imaging <ol><li> Eliminar la solución de PBST y añadir 4 ml de 85% de glicerol para hacer que el índice de refracción del tejido uniforme. </li><li&gt; Comprobar la claridad del tejido. Una vez que es evidente en aproximadamente 1 hora, poner el tejido sobre un gran tobogán, vidrio delgado que se ajusta el bastidor de soporte del microscopio de fluorescencia de múltiples fotos. </li><li> Ponga unas gotas de 85% de glicerol al lado del tejido de la médula espinal y el cubreobjetos con un vaso cubreobjetos 22 x 50 mm 2. Nota: La orientación de la médula espinal decide cómo la imagen se parece. </li><li> Ponga el portaobjetos de vidrio en el bastidor de soporte del microscopio de fluorescencia de múltiples fotones y mover el tejido en la vía de la luz. </li><li> Elija el helio-neón línea de láser 594 nm y ajustar la intensidad del láser al nivel óptimo marcando el brillo de la señal positiva en la imagen en vivo. </li><li> Seleccionar el área de escaneo del tejido de la médula espinal utilizando el objetivo 20X (en agua, NA 0,7) y se preparan para crear una pila Z, y la profundidad de cada paso se establece en 3 m. </li><li> Analiza el tejido desde la parte superior a la parte inferior de la pila Z bajo el objec 20Xtivo y luego objetivo 63X (en aceite, NA 1,4) (tamaño del paso fue de 1 m), respectivamente. Reconstruir videos en 3D utilizando un software de 3D ​​28. </li></ol>

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	<li>Rivot, J. P., Chaouch, A., Besson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nucleus+raphe+magnus+modulation+of+response+of+rat+dorsal+horn+neurons+to+unmyelinated+fiber+inputs:+partial+involvement+of+serotonergic+pathways.">Nucleus raphe magnus modulation of response of rat dorsal horn neurons to unmyelinated fiber inputs: partial involvement of serotonergic pathways.</a> J Neurophysiol. 44 (6), 1039-1057 (1980).</li><li>Liang, H., Paxinos, G., Watson, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Projections+from+the+brain+to+the+spinal+cord+in+the+mouse.">Projections from the brain to the spinal cord in the mouse.</a> Brain Struct Funct. 215 (3-4), 159-186 (2011).</li><li>Sorkin, L. S., McAdoo, D. J., Willis, W. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raphe+magnus+stimulation-induced+anti-nociception+in+the+cat+is+associated+with+release+of+amino+acids+as+well+as+serotonin+in+the+lumbar+dorsal+horn.">Raphe magnus stimulation-induced anti-nociception in the cat is associated with release of amino acids as well as serotonin in the lumbar dorsal horn.</a> Brain Res. 618 (1), 95-108 (1993).</li><li>Rivot, J. P., Chiang, C. Y., Besson, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increase+of+serotonin+metabolism+within+the+dorsal+horn+of+the+spinal+cord+during+nucleus+raphe+magnus+stimulation,+as+revealed+by+in+vivo+electrochemical+detection.">Increase of serotonin metabolism within the dorsal horn of the spinal cord during nucleus raphe magnus stimulation, as revealed by in vivo electrochemical detection.</a> Brain Res. 238 (1), 117-126 (1982).</li><li>Hentall, I. D., Pinzon, A., Noga, B. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatial+and+temporal+patterns+of+serotonin+release+in+the+rat's+lumbar+spinal+cord+following+electrical+stimulation+of+the+nucleus+raphe+magnus.">Spatial and temporal patterns of serotonin release in the rat's lumbar spinal cord following electrical stimulation of the nucleus raphe magnus.</a> Neuroscience. 142 (3), 893-903 (2006).</li><li>Bullitt, E., Light, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intraspinal+course+of+descending+serotoninergic+pathways+innervating+the+rodent+dorsal+horn+and+lamina+X.">Intraspinal course of descending serotoninergic pathways innervating the rodent dorsal horn and lamina X.</a> J Comp Neurol. 286 (2), 231-242 (1989).</li><li>Jones, S. L., Light, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Termination+patterns+of+serotoninergic+medullary+raphespinal+fibers+in+the+rat+lumbar+spinal+cord:+an+anterograde+immunohistochemical+study.">Termination patterns of serotoninergic medullary raphespinal fibers in the rat lumbar spinal cord: an anterograde immunohistochemical study.</a> J Comp Neurol. 297 (2), 267-282 (1990).</li><li>Marlier, L., Sandillon, F., Poulat, P., Rajaofetra, N., Geffard, M., Privat, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Serotonergic+innervation+of+the+dorsal+horn+of+rat+spinal+cord:+light+and+electron+microscopic+immunocytochemical+study.">Serotonergic innervation of the dorsal horn of rat spinal cord: light and electron microscopic immunocytochemical study.</a> J Neurocytol. 20 (4), 310-322 (1991).</li><li>Morrison, S. F., Gebber, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axonal+branching+patterns+and+funicular+trajectories+of+raphespinal+sympathoinhibitory+neurons.">Axonal branching patterns and funicular trajectories of raphespinal sympathoinhibitory neurons.</a> J Neurophysiol. 53 (3), 759-772 (1985).</li><li>Barman, S. M., Gebber, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+axons+of+raphespinal+sympathoinhibitory+neurons+branch+in+the+cervical+spinal+cord.">The axons of raphespinal sympathoinhibitory neurons branch in the cervical spinal cord.</a> Brain Res. 441 (1-2), 371-376 (1988).</li><li>Martin, G. F., Cabana, T., Ditirro, F. J., Ho, R. H., Humbertson, A. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Raphespinal+projections+in+the+North+American+opossum:+evidence+for+connectional+heterogeneity.">Raphespinal projections in the North American opossum: evidence for connectional heterogeneity.</a> J Comp Neurol. 208 (1), 67-84 (1982).</li><li>Bowker, R. M., Westlund, K. N., Coulter, J. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Origins+of+serotonergic+projections+to+the+lumbar+spinal+cord+in+the+monkey+using+a+combined+retrograde+transport+and+immunocytochemical+technique.">Origins of serotonergic projections to the lumbar spinal cord in the monkey using a combined retrograde transport and immunocytochemical technique.</a> Brain Res Bull. 9 (1-6), 271-278 (1982).</li><li>Watkins, L. R., Griffin, G., Leichnetz, G. R., Mayer, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+and+somatotopic+organization+of+nuclei+projecting+via+the+dorsolateral+funiculus+in+rats:+a+retrograde+tracing+study+using+HRP+slow-release+gels.">Identification and somatotopic organization of nuclei projecting via the dorsolateral funiculus in rats: a retrograde tracing study using HRP slow-release gels.</a> Brain Res. 223 (2), 237-255 (1981).</li><li>Chung, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Structural+and+molecular+interrogation+of+intact+biological+systems.">Structural and molecular interrogation of intact biological systems.</a> Nature. 497 (7449), 332-337 (2013).</li><li>Tomer, R., Ye, L., Hsueh, B., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Advanced+CLARITY+for+rapid+and+high-resolution+imaging+of+intact+tissues.">Advanced CLARITY for rapid and high-resolution imaging of intact tissues.</a> Nature Protoc. 9 (7), 1682-1697 (2014).</li><li>Susaki, E. 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=Whole-brain+imaging+with+single-cell+resolution+using+chemical+cocktails+and+computational+analysis.">Whole-brain imaging with single-cell resolution using chemical cocktails and computational analysis.</a> Cell. 157 (3), 726-739 (2014).</li><li>Ke, M. T., Fujimoto, S., Imai, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=SeeDB:+a+simple+and+morphology-preserving+optical+clearing+agent+for+neuronal+circuit+reconstruction.">SeeDB: a simple and morphology-preserving optical clearing agent for neuronal circuit reconstruction.</a> Nature Neurosci. 16 (8), 1154-1161 (2013).</li><li>Ert&#252;rk, 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=Three-dimensional+imaging+of+solvent-cleared+organs+using+3DISCO.">Three-dimensional imaging of solvent-cleared organs using 3DISCO.</a> Nature Protoc. 7 (11), 1983-1995 (2012).</li><li>Hama, H., 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=Scale:+a+chemical+approach+for+fluorescence+imaging+and+reconstruction+of+transparent+mouse+brain.">Scale: a chemical approach for fluorescence imaging and reconstruction of transparent mouse brain.</a> Nature Neurosci. 14 (11), 1481-1488 (2011).</li><li>Kuwajima, T., Sitko, A. A., Bhansali, P., Jurgens, C., Guido, W., Mason, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ClearT:+a+detergent-+and+solvent-free+clearing+method+for+neuronal+and+non-neuronal+tissue.">ClearT: a detergent- and solvent-free clearing method for neuronal and non-neuronal tissue.</a> Development. 140 (6), 1364-1368 (2013).</li><li>Ert&#252;rk, A., Bradke, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+imaging+of+entire+organs+by+3-dimensional+imaging+of+solvent+cleared+organs+(3DISCO).">High-resolution imaging of entire organs by 3-dimensional imaging of solvent cleared organs (3DISCO).</a> Exp Neurol. 242, 57-64 (2013).</li><li>Kim, S. Y., Chung, K., Deisseroth, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light+microscopy+mapping+of+connections+in+the+intact+brain.">Light microscopy mapping of connections in the intact brain.</a> Trends Cogn Sci. 17 (12), 596-599 (2013).</li><li>Spence, 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=Bringing+CLARITY+to+gray+matter+atrophy.">Bringing CLARITY to gray matter atrophy.</a> NeuroImage. 101, 625-632 (2014).</li><li>Ando, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inside+Alzheimer+brain+with+CLARITY:+senile+plaques,+neurofibrillary+tangles+and+axons+in+3-D.">Inside Alzheimer brain with CLARITY: senile plaques, neurofibrillary tangles and axons in 3-D.</a> Acta Neuropathol. 128 (3), 457-459 (2014).</li><li>Zhang, H., Rinaman, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Simplified+CLARITY+for+visualizing+immunofluorescence+labeling+in+the+developing+rat+brain.">Simplified CLARITY for visualizing immunofluorescence labeling in the developing rat brain.</a> Brain Struct Funct. , (2015).</li><li>Lee, H., Park, J. H., Seo, I., Park, S. H., Kim, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+application+of+the+electrophoretic+tissue+clearing+technology,+CLARITY,+to+intact+solid+organs+including+brain,+pancreas,+liver,+kidney,+lung,+and+intestine.">Improved application of the electrophoretic tissue clearing technology, CLARITY, to intact solid organs including brain, pancreas, liver, kidney, lung, and intestine.</a> BMC Dev Biol. 14, 781 (2015).</li><li>Yang, B., 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=Single-cell+phenotyping+within+transparent+intact+tissue+through+whole-body+clearing.">Single-cell phenotyping within transparent intact tissue through whole-body clearing.</a> Cell. 158 (4), 945-958 (2014).</li><li>Rosset, A., Spadola, L., Ratib, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=OsiriX:+an+open-source+software+for+navigating+in+multidimensional+DICOM+images.">OsiriX: an open-source software for navigating in multidimensional DICOM images.</a> J Digit Imaging. 17, 205-216 (2004).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

El protocolo descrito se muestra cómo las fibras de imagen serotoninérgicos en la médula espinal de ratón con la claridad combinado y técnicas cúbico. Se introduce un proceso de compensación más rápido en comparación con el protocolo de compensación pasiva desarrollada por Cheung et al. 14 y Tomer et al. 15 y permite que el tejido de la médula espinal a estar bien apoyado por el hidrogel durante la limpieza. Un paso importante durante la fijación de la médula espinal de ratón, según lo informado por Cheung et al. 14 y Tomer et al. 15, es mantener todas las soluciones se enfrían en hielo, lo que impide la polimerización de los productos químicos. El otro paso es crítico para perfundir el ratón lentamente con la solución de hidrogel con el fin de evitar la hinchazón del tejido nervioso. Para la solución de hidrogel para convertirse en un gel, se requiere desgasificación. Como alternativa a esto, se utilizó parafina para cubrir la parte superior del tubo y la izquierda no hay burbujas de aire entre la hydsolución Rogel y la parafina. Esto funcionó muy bien y la solución de hidrogel se convirtió en un gel después de unas horas. Aunque algunas burbujas se encontraron en el gel, que no interfieren con los siguientes experimentos, que se demostró por la ausencia de burbujas en el tejido de la médula espinal. La compensación es el paso más crítico, y requiere una combinación de reactivos. La solución de compensación, que contiene amino-alcohol, elimina los lípidos del tejido de la médula espinal mucho más rápido que la solución de SDS / bórico a base de ácido de compensación utilizada en el protocolo original de CLARITY 16. La ventaja de la claridad y CUBIC sobre las técnicas de inmunohistoquímica tradicionales es que todo el bloque de tejido se pueden obtener imágenes sin seccionar el tejido, como resultado, la continuidad de las fibras serotoninérgicos se retiene, y es posible seguir la misma fibra para una larga distancia dentro de la z-pila. Con esta ventaja, la constitución de garantías se puede con confianza identifica con las imágenes en 3D, unand nuevas conclusiones, por lo tanto se pueden hacer sobre la naturaleza de las vías serotoninérgicas. El protocolo descrito es una herramienta conveniente para la investigación de sistemas de fibra, así como los núcleos, simplemente marcar el tejido con anticuerpos específicos. Esta técnica también es una opción ideal para interrogar a diferentes sistemas en el mismo cerebro del ratón mediante el uso de etiquetado doble o triple. En nuestro laboratorio, un microscopio de fluorescencia multifotónica estaba disponible con una distancia de trabajo de aproximadamente 300 micras. Esto limita nuestra imagen a un máximo de 600 micras si se escanean ambos lados del tejido. Sin embargo, una lámina de microscopio de fluorescencia de luz, pueden tomar imágenes de todo el cerebro y la médula espinal del ratón a través de su anchura, longitud y profundidad. La otra ventaja de esta técnica es que los anticuerpos pueden eluirse y luego otro anticuerpo o anticuerpos diferentes aplicadas de nuevo para el mismo tejido. Esto reduce considerablemente el uso de animales, así como los costos asociados con la preparación de un nuevo tejido cerebralpara cada experimento. Por la misma razón, esta técnica se puede aplicar a otros tejidos. Ya ha habido estudios realizados sobre los pulmones, los riñones, el corazón, el intestino y el tejido tumoral 26,27. También hay limitaciones a esta técnica, por ejemplo, los núcleos del rafe en el cerebro posterior ratón contiene muchos tipos de neuronas, incluyendo neuronas GABAérgicas. Aunque CLARITY y cúbicas permitirán el estudio de la distribución de los diversos tipos de fibras raphespinal en un solo cerebro de ratón y la médula espinal. Esas neuronas, que no están identificados específicamente por sus neurotransmisores o los marcadores de proteínas, no pueden ser identificados en este contexto. Una alternativa es etiquetar las neuronas específicas o sistemas de fibra con sondas de ácido nucleico tal como en la hibridación in situ. Esto es, por otra parte, limitado por el sistema de etiquetado y los filtros disponibles para formación de imágenes fluorescentes. La formación de imágenes de todas las fibras raphespinal tanto, sigue siendo un desafío.Si estas técnicas se combinaron con una inyección intracraneal de un trazador anterógrado (como Phaseolus vulgaris leucoaglutinina - PHA-L), podría ser posible ver fibras serotoninérgicos, fibras GABAérgicas, y otros.

Supraspinal projections are responsible for the modulation of diverse behaviors such as pain perception. One of the projections carrying nociceptive information contains serotoninergic fibers, which originate from the hindbrain raphe and adjacent reticular nuclei1,2. Physiological and pharmacological studies have demonstrated an increased release of serotonin in the dorsal horn of the spinal cord after electrical stimulation of the raphe nuclei in the hindbrain3-5. In the rat and opossum, serotonergic raphespinal fibers have dense terminals, not only in the dorsal horn6-8, but also in the intermediate zone7,9,10, the ventral horn7,11, and even lamina 1012,13. There are no similar studies in the mouse. The present study aimed to map the termination pattern of serotonergic fibers arising from the hindbrain raphe nuclei and their adjacent reticular nuclei in the mouse spinal cord using the recently published CLARITY14 method and its modification - CUBIC15. 
Conventional fluorescence or peroxidase immunohistochemistry of the spinal cord clearly shows the distribution of serotonergic fibers in the gray matter of the spinal cord in 30-40 &#181;m thick cross-sections. However, this approach does not show the continuity of the serotonergic fiber tracts in the white matter and their collaterals in the gray matter. Although the 3D reconstruction of histological sections has advanced our knowledge of fiber tracts, it remains a challenge for histologists and anatomists to follow a single tract due to small distortions in the tissue caused by cutting. To circumvent this obstacle a number of researchers have developed various protocols for making the whole tissue structure transparent, and collecting an image of unaltered tissue in a single video file17-21. So far, the clear, lipid-exchanged, acrylamide-hybridized rigid, imaging/ immunostaining compatible, tissue hydrogel (CLARITY) technique, developed by Deisseroth's group14,15, as well as CUBIC, developed by Susaki et al16 are the most successful. Since the publication of the protocols, many researchers have started using these techniques to investigate various aspects of biological tissues, including, not only the brain22-25, but also the heart, kidneys, intestine, and the lungs26,27. 
By fixing the mouse spinal cord with the hydrogel solution (CLARITY) and clearing with the CUBIC reagents (which is a much faster method than that described by the original CLARITY protocol14,15), a spinal cord tissue block of 2-3 mm long was cleared within two weeks and immunofluorescence staining for serotonin completed in eight days. With just a combination of chemical agents, conventional immunohistochemistry can be used to create an image of individual fiber tracts in a 3D video file in approximately one month.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="2081">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:495px;">Photoinitiator VA044</td>
			<td style="width:495px;">Wako</td>
			<td style="width:284px;">va-044/225-02111</td>
			<td style="width:807px;">http://www.wako-chem.co.jp/specialty/waterazo/VA-044.htm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">40% acrylamide solution</td>
			<td>Bio Rad</td>
			<td>161-0140</td>
			<td>http://www.bio-rad.com/en-au/sku/161-0140-40-acrylamide-solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2% Bis Solution</td>
			<td>Bio Rad</td>
			<td>161-0142</td>
			<td>http://www.bio-rad.com/en-au/sku/161-0142-2-bis-solution?parentCategoryGUID=5e7a4f31-879c-4d63-ba0b-82556a0ccf1d</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">paraformaldehyde</td>
			<td>Sigma</td>
			<td align="right">158127</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sial/158127?lang=en&#38;region=AU</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">urea</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td align="right">66612</td>
			<td>http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Urea---CAS-57-13-6---Calbiochem,EMD_BIO-66612</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">N,N,N&#8217;,N&#8217;-tetrakis (2-hydroxypropyl) ethylenediamine</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td align="right">821940</td>
			<td>http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Ethylenediamine-N,N,N&#39;,N&#39;-tetra-2-propanol,MDA_CHEM-821940</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Triton-X 100</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td align="right">648462</td>
			<td>http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/TRITON&#174;-X-100-Detergent---CAS-9002-93-1---Calbiochem,EMD_BIO-648462</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">sucrose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>S0389</td>
			<td>http://www.sigmaaldrich.com/catalog/product/sigma/s0389?lang=en&#38;region=AU</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">2,2&#8217;,2&#8217;&#8217;- nitrilotriethanol</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td align="right">137002</td>
			<td>http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Triethanolamine-(Trolamine),MDA_CHEM-137022</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">serotonin antibody</td>
			<td>Merck Millipore</td>
			<td>AB938</td>
			<td>http://www.merckmillipore.com/AU/en/product/Anti-Serotonin-Antibody,MM_NF-AB938</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">goat anti rabbit IgG (H+L) Secondary Antibody, Alexa Fluor&#174; 594 conjugate</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>&#160;A-11012</td>
			<td>https://www.lifetechnologies.com/order/genome-database/antibody/Rabbit-IgG-H-L-Secondary-Antibody-Polyclonal/A-11012</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">multi-photon microscope</td>
			<td>Leica</td>
			<td>Leica TCS SP5 MP STED</td>
			<td>http://www.leica-microsystems.com/products/confocal-microscopes/details/product/leica-tcs-sp5-mp/</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

imaging serotonergic fibers in the mouse spinal cord using the clarity/cubic technique

Las fibras largas de descender a la médula espinal son esenciales para la locomoción, la percepción del dolor, y otros comportamientos. El patrón de terminación de fibras en la médula espinal de la mayoría de estos sistemas de fibra no se han investigado a fondo en cualquier especie. fibras serotoninérgicos, que se proyectan a la médula espinal, se han estudiado en ratas y zarigüeyas en secciones histológicas y su significado funcional se ha deducido en base a su patrón de terminación de fibras en la médula espinal. Con el desarrollo de la claridad y técnicas cúbico, es posible investigar este sistema de fibras y su distribución en la médula espinal, que es probable que revelar características hasta ahora desconocidas de las vías supraespinales serotoninérgicos. A continuación, ofrecemos un protocolo detallado para obtener imágenes de las fibras serotoninérgicos en la médula espinal de ratón usando la claridad combinado y técnicas cúbicos. El método consiste en la perfusión de un ratón con una solución de hidrogel y la clarificación del tejido con una combinación de la limpieza de los reactivos. el tejido de la médula espinal fue despejada en menos de dos semanas, y la posterior tinción de inmunofluorescencia contra la serotonina se completó en menos de diez días. Con un microscopio de fluorescencia multi-fotón, el tejido fue escaneada y una imagen 3D se reconstruyó usando software Osirix.

Esta sección muestra los resultados de la tinción de anticuerpos de la serotonina en la médula espinal de ratón transparente usando una combinación de la claridad y protocolos cúbicos. Se demuestra que las fibras serotoninérgicos están presentes en todas las láminas de la médula espinal con un predominio en la parte ventral del asta ventral (Figura 1, también ver video 1). El tejido de control no tuvo fibras positivos (resultado no se muestra). En el asta ventral, fibras serotoninérgicos densamente empaquetadas están presentes en la porción ventromedial del asta ventral y se extienden hacia la parte lateral del asta ventral (Figura 2, también ver video 2). Algunas fibras immunopositive también se extienden desde el asta ventral hacia el asta dorsal o el canal central. fibras Immunopositive están presentes en todas las láminas del cuerno dorsal, pero hay un pequeño espacio entre fibras positivas en la lámina 2 y 4, especialmente en el lateralparte del asta dorsal. La mayoría de las fibras serotoninérgicos en el asta dorsal son de pequeño diámetro y sólo un pequeño número de ellos son de gran diámetro (Video 1). En una sección horizontal, se observaron fibras serotoninérgicos densamente empaquetadas en el asta ventral de viajar a lo largo del eje longitudinal de la médula espinal y formar un gran haz de fibras. El hallazgo más interesante es que esta gran haz de fibras emite ramas regularmente a lo largo del eje longitudinal, que son perpendiculares al haz de fibras. Estas ramas más garantías en la obtención largo de sus trayectorias a la parte lateral del asta ventral. En comparación con estas ramas, los que se extienden hacia la línea media son irregulares y más pequeño (Figura 2). Bajo el objetivo 63X, se observaron las fibras serotoninérgicos en el asta dorsal de viajar a lo largo del eje de la médula espinal y terminar en varios puntos a lo largo de la trayectoria de las vías. Las fibras gruesas se distribuyen de forma esporádica entre la delgada f<html> IBERS (Figura 3, véase también el vídeo 3). <img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/53673/53673fig1.jpg" /> Figura 1:. Fibras serotoninérgicos en una sección coronal del espinal lumbar ampliación de 200X izquierda es el asta ventral, a la derecha es el asta dorsal, dorsal es la parte medial de la médula espinal, y el ventral es la parte lateral de la médula espinal. La barra de escala es de 100 micras. fibras serotoninérgicos están presentes en todas las láminas, especialmente en la parte ventromedial del cuerno ventral donde la densidad de fibra es alta. Estas fibras se extienden tanto hacia la parte lateral del asta ventral y el canal o el asta dorsal central. La densidad de las fibras en otro láminas es baja. La mayoría de las fibras serotoninérgicos son delgadas. Sólo un pequeño número de fibras son gruesas y se les ve tanto en el asta dorsal y el cuerno ventral (&gt; También ver video 1 (Haga clic derecho para descargar)). <img alt="Figura 2" src="/files/ftp_upload/53673/53673fig2.jpg" /> Figura 2:. Fibras serotoninérgicos en la parte ventral del cuerno ventral en una ampliación de 200X izquierda y derecha son los lados laterales de la médula espinal, dorsal es la parte rostral de la médula espinal, y ventral es la parte caudal de la médula espinal. La barra de escala es de 100 micras. fibras serotoninérgicos se muestran viajando a lo largo del eje longitudinal de la médula espinal y se embalan en la parte medial del cuerno ventral donde forman un haz de fibras de espesor. Fuera de este paquete, algunas ramas se extienden a intervalos regulares hacia la porción lateral de la asta ventral, mientras que otros que se extienden hacia la línea media son irregulares y más corto. Estas fibras terminan en muchos puntos a lo largo de la trayectoria de las vías ( <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53673/Video2.mp4">también ver video 2</a>(Haga clic derecho para descargar)). <img alt="figura 3" src="/files/ftp_upload/53673/53673fig3.jpg" /> Figura 3: fibras serotoninérgicos en el asta dorsal bajo con un aumento de 630x izquierda es la parte lateral de la médula espinal, a la derecha es la parte medial de la médula espinal, dorsal y ventral consulte la dorsal y parte ventral del asta dorsal, respectivamente. . La barra de escala es de 7 micras. fibras serotoninérgicos están viajando a lo largo del eje longitudinal de la médula espinal y terminan a lo largo de la trayectoria de la vía. Estas fibras son principalmente de pequeño diámetro con un pequeño número de fibras gruesas entremezclado. Estas fibras raras veces se superponen entre sí ( <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/53673/Video3.mp4">véase también el vídeo 3 (clic derecho para descargar)</a> ).

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Imaging Serotonergic Fibers in the Mouse Spinal Cord Using the CLARITY/CUBIC Technique

Supraspinal projections are important for pain perception and other behaviors, and serotonergic fibers are one of these fiber systems. The present study focused on the application of the combined CLARITY/CUBIC protocol to the mouse spinal cord in order to investigate the termination of these serotonergic fibers.

Las fibras serotoninérgicos proyección de imagen en la médula espinal de ratón El uso de la claridad / Técnica CÚBICO

Long descending fibers to the spinal cord are essential for locomotion, pain perception, and other behaviors. The fiber termination pattern in the spinal ...

imaging-serotonergic-fibers-mouse-spinal-cord-using-claritycubic

Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.4K vistas.  Neuroscience Research Australia. Supraspinal projections are important for pain perception and other behaviors, and serotonergic fibers are one of these fiber systems. The present study focused on the application of the combined CLARITY/CUBIC protocol to the mouse spinal cord in order to investigate the termination of these serotonergic fibers.

Video: Imaging Serotonergic Fibers in the Mouse Spinal Cord Using the CLARITY/CUBIC Technique

Spinal Cord Electrophysiology II: Extracellular Suction Electrode Fabrication

Development of neural circuitries and locomotion can be studied using neonatal rodent spinal cord central pattern generator (CPG) behavior. We demonstrate a method to fabricate suction electrodes that are used to examine CPG activity, or fictive locomotion, in dissected rodent spinal cords. The rodent spinal cords are placed in artificial cerebrospinal fluid and the ventral roots are drawn into the suction electrode. The electrode is constructed by modifying a commercially available suction electrode. A heavier silver wire is used instead of the standard wire given by the commercially available electrode. The glass tip on the commercial electrode is replaced with a plastic tip for increased durability. We prepare hand drawn electrodes and electrodes made from specific sizes of tubing, allowing consistency and reproducibility. Data is collected using an amplifier and neurogram acquisition software. Recordings are performed on an air table within a Faraday cage to prevent mechanical and electrical interference, respectively.

A demonstration of the fabrication and use of an extracellular suction electrode used to measure electrophysiological recordings of neonatal rodent spinal cords in vitro

Médula Espinal Electrofisiología II: Fabricación de electrodos de aspiración extracelular

Development of neural circuitries and locomotion can be studied using neonatal rodent spinal cord central pattern generator (CPG) behavior. We demonstrate ...

Investigación

Neurociencias

In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy

In vivo imaging using two-photon microscopy 1 in mice that have been genetically engineered to express fluorescent proteins in specific cell types 2-3 has significantly broadened our knowledge of physiological and pathological processes in numerous tissues in vivo 4-7. In studies of the central nervous system (CNS), there has been a broad application of in vivo imaging in the brain, which has produced a plethora of novel and often unexpected findings about the behavior of cells such as neurons, astrocytes, microglia, under physiological or pathological conditions 8-17. However, mostly technical complications have limited the implementation of in vivo imaging in studies of the living mouse spinal cord. In particular, the anatomical proximity of the spinal cord to the lungs and heart generates significant movement artifact that makes imaging the living spinal cord a challenging task.
We developed a novel method that overcomes the inherent limitations of spinal cord imaging by stabilizing the spinal column, reducing respiratory-induced movements and thereby facilitating the use of two-photon microscopy to image the mouse spinal cord in vivo. This is achieved by combining a customized spinal stabilization device with a method of deep anesthesia, resulting in a significant reduction of respiratory-induced movements. This video protocol shows how to expose a small area of the living spinal cord that can be maintained under stable physiological conditions over extended periods of time by keeping tissue injury and bleeding to a minimum. Representative raw images acquired in vivo detail in high resolution the close relationship between microglia and the vasculature. A timelapse sequence shows the dynamic behavior of microglial processes in the living mouse spinal cord. Moreover, a continuous scan of the same z-frame demonstrates the outstanding stability that this method can achieve to generate stacks of images and/or timelapse movies that do not require image alignment post-acquisition. Finally, we show how this method can be used to revisit and reimage the same area of the spinal cord at later timepoints, allowing for longitudinal studies of ongoing physiological or pathological processes in vivo.

In vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord Using Two-photon Microscopy

A minimally invasive protocol to stabilize the mouse spinal column and perform repetitive in vivo spinal cord imaging using two-photon microscopy is described. This method combines a spinal stabilization device and an anesthetic regimen to minimize respiratory-induced movements and produce raw imaging data that require no alignment or other post-processing.

Imágenes in vivo de la médula espinal de ratón Utilizando microscopía de dos fotones

In vivo imaging using two-photon microscopy 1 in mice that have been genetically engineered to express fluorescent proteins in specific cell types 2-3 has ...

Spinal Cord Transection in the Larval Zebrafish

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability to reinitiate spinal neurogenesis. However, some anamniotes including the zebrafish Danio rerio exhibit both sensory and functional recovery even after complete transection of the spinal cord. The adult zebrafish is an established model organism for studying regeneration following spinal cord injury, with sensory and motor recovery by 6&#160;weeks post-injury. To take advantage of in vivo analysis of the regenerative process available in the transparent larval zebrafish as well as genetic tools not accessible in the adult, we use the larval zebrafish to study regeneration after spinal cord transection. Here we demonstrate a method for reproducibly and verifiably transecting the larval spinal cord. After transection, our data shows sensory recovery beginning at 2&#160;days post-injury (dpi), with the C-bend movement detectable by 3 dpi and resumption of free swimming by 5 dpi. Thus we propose the larval zebrafish as a companion tool to the adult zebrafish for the study of recovery after spinal cord injury.

After spinal transection, adult zebrafish have functional recovery by six weeks post-injury. To take advantage of larval transparency and faster recovery, we present a method for transecting the larval spinal cord. After transection, we observe sensory recovery beginning at 2&#160;days post-injury, and C-bend movement by 3 days post-injury.

La transección de la médula espinal en el pez cebra larval

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability ...

A Procedure for Implanting a Spinal Chamber for Longitudinal In Vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord

Studies in the mammalian neocortex have enabled unprecedented resolution of cortical structure, activity, and response to neurodegenerative insults by repeated, time-lapse in vivo imaging in live rodents. These studies were made possible by straightforward surgical procedures, which enabled optical access for a prolonged period of time without repeat surgical procedures. In contrast, analogous studies of the spinal cord have been previously limited to only a few imaging sessions, each of which required an invasive surgery. As previously described, we have developed a spinal chamber that enables continuous optical access for upwards of 8 weeks, preserves mechanical stability of the spinal column, is easily stabilized externally during imaging, and requires only a single surgery. Here, the design of the spinal chamber with its associated surgical implements is reviewed and the surgical procedure is demonstrated in detail. Briefly, this video will demonstrate the preparation of the surgical area and mouse for surgery, exposure of the spinal vertebra and appropriate tissue debridement, the delivery of the implant and vertebral clamping, the completion of the chamber, the removal of the delivery system, sealing of the skin, and finally, post-operative care. The procedure for chronic in vivo imaging using nonlinear microscopy will also be demonstrated. Finally, outcomes, limitations, typical variability, and a guide for troubleshooting are discussed.

A Procedure for Implanting a Spinal Chamber for Longitudinal In Vivo Imaging of the Mouse Spinal Cord

In this video, we describe a procedure for implanting a chronic optical imaging chamber over the dorsal spinal cord of a live mouse. The chamber, surgical procedure, and chronic imaging are reviewed and demonstrated.

Un procedimiento para el implante Cámara Espinal para Longitudinal<em&gt; En Vivo</em&gt; Imágenes de la médula espinal de ratón

Studies in the mammalian neocortex have enabled unprecedented resolution of cortical structure, activity, and response to neurodegenerative insults by ...

Diffusion Imaging in the Rat Cervical Spinal Cord

Magnetic resonance imaging (MRI) is the state of the art approach for assessing the status of the spinal cord noninvasively, and can be used as a diagnostic and prognostic tool in cases of disease or injury. Diffusion weighted imaging (DWI), is sensitive to the thermal motion of water molecules and allows for inferences of tissue microstructure. This report describes a protocol to acquire and analyze DWI of the rat cervical spinal cord on a small-bore animal system. It demonstrates an imaging setup for the live anesthetized animal and recommends a DWI acquisition protocol for high-quality imaging, which includes stabilization of the cord and control of respiratory motion. Measurements with diffusion weighting along different directions and magnitudes (b-values) are used. Finally, several mathematical models of the resulting signal are used to derive maps of the diffusion processes within the spinal cord tissue that provide insight into the normal cord and can be used to monitor injury or disease processes noninvasively.

The goal of this protocol is to obtain high-quality diffusion weighted magnetic resonance imaging (DWI) of the rat spinal cord for noninvasive characterization of tissue microstructure. This protocol describes optimizations of the MRI sequence, radiofrequency coil, and analysis methods to enable DWI images free from artifacts.

Imágenes de difusión en la médula espinal de rata Cervical

Magnetic resonance imaging (MRI) is the state of the art approach for assessing the status of the spinal cord noninvasively, and can be used as a ...

Two-photon Imaging of Cellular Dynamics in the Mouse Spinal Cord

Two-photon (2P) microscopy is utilized to reveal cellular dynamics and interactions deep within living, intact tissues. Here, we present a method for live-cell imaging in the murine spinal cord. This technique is uniquely suited to analyze neural precursor cell (NPC) dynamics following transplantation into spinal cords undergoing neuroinflammatory demyelinating disorders. NPCs migrate to sites of axonal damage, proliferate, differentiate into oligodendrocytes, and participate in direct remyelination. NPCs are thereby a promising therapeutic treatment to ameliorate chronic demyelinating diseases. Because transplanted NPCs migrate to the damaged areas on the ventral side of the spinal cord, traditional intravital 2P imaging is impossible, and only information on static interactions was previously available using histochemical staining approaches. Although this method was generated to image transplanted NPCs in the ventral spinal cord, it can be applied to numerous studies of transplanted and endogenous cells throughout the entire spinal cord. In this article, we demonstrate the preparation and imaging of a spinal cord with enhanced yellow fluorescent protein-expressing axons and enhanced green fluorescent protein-expressing transplanted NPCs.

A new ex vivo preparation for imaging the mouse spinal cord. This protocol allows for two-photon imaging of live cellular interactions throughout the spinal cord.

De dos fotones de imágenes de Dinámica Celular en la médula espinal de ratón

Two-photon (2P) microscopy is utilized to reveal cellular dynamics and interactions deep within living, intact tissues. Here, we present a method for ...

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in adult mammalian animals remains elusive. In this study, we describe an experimental procedure for measuring calcium dynamics through dual optical windows above bilateral primary somatosensory corticies (S1) in Thy1-GCaMP6s transgenic mice using 2-photon (2P) microscopy. This method enables recordings and quantifications of neural activity in bilateral mouse brain regions one at a time in the same experiment for a prolonged period in vivo. Key aspects of this method, which can be completed within an hour, include minimally invasive surgery procedures for creating dual optical windows, and the use of 2P imaging. Although we only demonstrate the technique in the S1 area, the method can be applied to other regions of the living brain facilitating the elucidation of structural and functional complexities of brain neural networks.

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

We describe an experimental procedure for measuring neuronal activity through dual optical windows above bilateral primary somatosensory corticies (S1) in Thy1-GCaMP6s transgenic mice using 2-photon (2P) microscopy in vivo.

Imágenes de la actividad neuronal en la corteza somatosensorial primaria usando Thy1-ratones transgénicos GCaMP6s

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

Laminectomy and Spinal Cord Window Implantation in the Mouse

This protocol describes a method for spinal cord laminectomy and glass window implantation for in vivo imaging of the mouse spinal cord. An integrated digital vaporizer is utilized to achieve a stable plane of anesthesia at a low-flow rate of isoflurane. A single vertebral spine is removed, and a commercially available cover-glass is overlaid on a thin agarose bed. A 3D-printed plastic backplate is then affixed to the adjacent vertebral spines using tissue adhesive and dental cement. A stabilization platform is used to reduce motion artifact from respiration and heartbeat. This rapid and clamp-free method is well-suited for acute multi-photon fluorescence microscopy. Representative data are included for an application of this technique to two-photon microscopy of the spinal cord vasculature in transgenic mice expressing eGFP:Claudin-5 &#8212; a tight junction protein.

This protocol describes implantation of a glass window onto the spinal cord of a mouse to facilitate visualization by intravital microscopy.

Laminectomía e implantación de la ventana de la médula espinal en el ratón

This protocol describes a method for spinal cord laminectomy and glass window implantation for in vivo imaging of the mouse spinal cord. An integrated ...

Diffusion Tensor Magnetic Resonance Imaging in Chronic Spinal Cord Compression

Chronic spinal cord compression is the most common cause of spinal cord impairment in patients with nontraumatic spinal cord damage. Conventional magnetic resonance imaging (MRI) plays an important role in both confirming the diagnosis and evaluating the degree of compression. However, the anatomical detail provided by conventional MRI is not sufficient to accurately estimate neuronal damage and/or assess the possibility of neuronal recovery in chronic spinal cord compression patients. In contrast, diffusion tensor imaging (DTI) can provide quantitative results according to the detection of water molecule diffusion in tissues. In the present study, we develop a methodological framework to illustrate the application of DTI in chronic spinal cord compression disease. DTI fractional anisotropy (FA), apparent diffusion coefficients (ADCs), and eigenvector values are useful for visualizing microstructural pathological changes in the spinal cord. Decreased FA and increases in ADCs and eigenvector values were observed in chronic spinal cord compression patients compared to healthy controls. DTI could help surgeons understand spinal cord injury severity and provide important information regarding prognosis and neural functional recovery. In conclusion, this protocol provides a sensitive, detailed, and noninvasive tool to evaluate spinal cord compression.

Here, we present a protocol for the application of diffusion tensor imaging parameters to evaluate spinal cord compression.

Imagen de resonancia magnética del tensor de difusión en compresión de médula espinal crónica

Chronic spinal cord compression is the most common cause of spinal cord impairment in patients with nontraumatic spinal cord damage. Conventional magnetic ...

Intra-Arterial Delivery of Neural Stem Cells to the Rat and Mouse Brain: Application to Cerebral Ischemia

Neural stem cell (NSC) therapy is an emerging innovative treatment for stroke, traumatic brain injury and neurodegenerative disorders. As compared to intracranial delivery, intra-arterial administration of NSCs is less invasive and produces a more diffuse distribution of NSCs within the brain parenchyma. Further, intra-arterial delivery allows the first-pass effect in the brain circulation, lessening the potential for trapping of cells in peripheral organs, such as liver and spleen, a complication associated with peripheral injections. Here, we detail the methodology, in both mice and rats, for delivery of NSCs through the common carotid artery (mouse) or external carotid artery (rat) to the ipsilateral hemisphere after an ischemic stroke. Using GFP-labeled NSCs, we illustrate the widespread distribution achieved throughout the rodent ipsilateral hemisphere at 1 d, 1 week and 4 weeks after postischemic delivery, with a higher density in or near the ischemic injury site. In addition to long-term survival, we show evidence of differentiation of GFP-labeled cells at 4 weeks. The intra-arterial delivery approach described here for NSCs can also be used for administration of therapeutic compounds, and thus has broad applicability to varied CNS injury and disease models across multiple species.

A method for delivering neural stem cells, adaptable for injecting solutions or suspensions, through the common carotid artery (mouse) or external carotid artery (rat) after ischemic stroke is reported. Injected cells are distributed broadly throughout the brain parenchyma and can be detected up to 30 d after delivery.

Entrega intra-arterial de células madre neuronales a la rata y el cerebro del ratón: aplicación a la isquemia cerebral

Neural stem cell (NSC) therapy is an emerging innovative treatment for stroke, traumatic brain injury and neurodegenerative disorders. As compared to ...