SN performed the experiments described above, performed the data analysis and drafted the manuscript. AD and JDM implemented the technique at our research facilities and aided in the data analysis. HC aided in performing the experiments. WJ, CK and DG assisted in implementing the afferent measurement technique in our lab, the data analysis and interpretation of the results. SF, JDM and BDW designed the study. All authors critically read and approved the final manuscript. SN is an aspirant of the Fund for Scientific Research (FWO), Flanders (11G7415N). This work was supported financially by the FWO (G028615N and G034113N).

아래에 설명 된 모든 동물 실험은 의료 윤리위원회와 앤트워프 대학 (파일 번호 2012-42)에 실험 동물의 사용에 의해 승인되었다. 1. Jejunal의 조직 준비 및 대장 구 심성 신경 <ol><li> jejunal 구 심성 신경의 준비 <ol><li> 지역 윤리위원회의 사전 실험에 승인 된 청소년 또는 성인 설치류의 쥐 안락사를 수행합니다 (예., 심장 천공, 자궁 경부 전위 등 뒤에 단말기 진정 작용). 참고 : 조직은 추가로 시험 관내에서 처리 될 때 상기 마취 또는 수술 치료를 필요로하지 않고, 따라서 실험 결과 동물을 희생 경추 탈구를 사용했다. 참고 : 나이는 장간막 구 심성 mechanosensory 기능 (30), 우리는 따라서 기간 동안 특정 연령 그룹을 준수 연구자 조언을 감쇠하는 것으로 나타났다하나의 실험. </li><li> 앙와위에서 희생 실험 동물을 놓고 치골까지 xyphoid 과정에서 연장 메스를 사용하여 피부와 복부 근육 층을 통해 복부 정중선 절개를 수행합니다. </li><li> (크렙스 조성물 마르지 복강 내 조직을 방지하기 위해서, 감기 크렙스 용액으로 복강 목욕 : 120.03 mM의 염화나트륨, 6.22 mM의 KCl을을 1.57 밀리미터의 NaH 2 PO 4, 15.43 밀리미터의 NaHCO3, 1.21 mM의 황산, 11.52 D mM의 글루코스 및 1.52 mM의 CaCl2를). </li><li> 신속하게 주변 구조물이 손상되지 않도록주의를 복용하고, 그대로 jejunal 혈관과 구 심성 신경을 포함하는 대장의 장간막을 유지, 바로 말단으로 duodenojejunal 굴곡의 시작 소장의 약 20 cm의 절개로 날카로운 가위를 사용하여 전체 공장을 절제. 참고 : 복강에 불과 jejunal 절개를 들어, 하나는 사용하지 않습니다이 아니라 실체가 용이하게 육안으로 가시화 될 수있다. </li><li> 빙냉 크렙스 용액에 절제 소장 놓고 carbogen (95 % O 2, 5 % CO 2)에 연속적으로 크렙스 용액을 산소화 동안 얼음에 보관. </li><li> 약 3 cm 긴 루프에서 날카로운 가위로 공장을 잘라. 어딘가에 각 루프의 중심 근처에 혈관과 내장 신경이 들어있는 장간막 번들을 준수하십시오. </li><li> 내강 콘텐츠를 분리하고 이들 시험 관내 조직 샘플의 열화를 가속화 소화 효소를 포함하는 유미 즙으로 무딘 카테터를 사용 크렙스 용액으로 각 세그먼트 플러시. 참고 : 융모의 파괴는 구 심성 신경의 활동을 변경할 수 있습니다 매개체의 방출 될 바와 같이, 세척시 루프의 루멘이 손상되지 않도록주의하십시오. </li><li> 구 심성 신경 활동을 측정하는 세그먼트를 식별합니다 (예를 들어, 첫 번째 jejunal 61000-4-3 구분NT 말단 실리콘 탄성 중합체 층으로 코팅 된 특수 제작 기록 챔버 내에서의 트라 인츠 인대 또는 duodenojejunal 굴곡) 장소의이. 참고 : 공장의 시작은 해부학 트라 인츠의 인대가 소장을 통과 소장의 일부로 정의, 또한 duodenojejunal 굴곡했다. 주 : 웰 실험을 시작하기 전에 미리 얇은 실리콘 엘라스토머 층과 상기 기록 챔버의 바닥 커버. 이 탄성 중합체 층의 제조는 제조업체의 지침 1에 따라 수행되어야한다. </li><li> 끊임없이 온난로 관류 챔버를 10 ㎖ / 분의 속도로 크렙스 용액 carbogenated 34 ° C에서 기록 챔버 상수 크렙스 &#39;온도를 유지한다. </li><li> 경구 단부 내강 흐름과 반구 단부 유출에 연결을 제공하는 주사기 구동기에 접속되도록 기관 용기에 jejunal 세그먼트를 탑재. 약간 일세그먼트를 구역질하지만 과도한 장력을 발휘 않도록주의하십시오. 모두 단단히 IN- 및 유출 포트 4/0 실크 합자를 사용하여 종료 연결합니다. </li><li> 구강 단부 주사기 구동기를 장착 한 10 ㎖ / hr의 속도로 intraluminally 크렙스 용액 (비 산소, 주위 온도)와 jejunal 세그먼트 관류. </li><li> 곤충 핀을 사용하여 실리콘 엘라스토머 바닥 층에 대한 마운트 장 세그먼트 평면의 장간막 핀. 장간막 번들의 시각화를 최적화하기 위해 장간막을 스트레칭; 번들 또는 공장에 부담을주지 않습니다. </li><li> 출력 포트를 닫아서 테스트 램프 팽만 (보라 적외선)을 수행 장 세그먼트의 관내 압력은 관내 크렙스 솔루션이 탑재 된 세그먼트에서 유출되지 않았 음을 확인하기 위해 60 mmHg로 도달 할 때까지. 중단없이 관내 압력의 부드러운 상승을 관찰한다. </li><li> 세그먼트의 작은 수축을 관찰 (연동 WAVES) 초기 팽창 단계 동안. 필요한 경우, 크렙스 용액으로 L 형 칼슘 채널 차단제 니페디핀 1 μM을 첨가하여 활성을 차단 연동. 주 : 니페디핀 이외에 크렙스 용액으로 1 μM 아트로핀 추가 완전히 장 구간을 마비된다. 그러나 우리는 구 심성 신경 기록에 아트로핀의 사용과 효과 개인적인 경험이 없다. </li><li> 실체 현미경에서 부드럽게 부드럽게 지방 조직에 묻혀 거짓말 선박 및 구 심성 신경이 손상되지 않도록주의하면서, 두 개의 작은 핀셋으로 잡아 당 겼하여 장간막의 지방 조직을 벗겨 시작합니다. </li><li> 소장으로부터 먼 거리에서 시작하고 장간막 다발 모두 혈관 노출. </li><li> 지방 조직에서 캡슐화 된 얇은 흰색 스레드로 두 선박 사이의 구 심성 jejunal 신경을 준수하십시오. 만 부드럽게 핀셋을 사용해서 멀리 지방 조직을 박리하여 공장을 향해 더 근위 해부장간막 혈관 및 / 또는 구 심성 신경 모두 초기 식별은 곤란하다. </li><li> 신경에 대한 지방 조직의 부착 성을 제거하여 수 mm의 거리에 여유 세그먼트의 jejunal 장간막 신경 해부. </li><li> 날카로운 조직 가위를 사용하여 신경을 가로로 쪼개다. 필요한 경우 부드럽게 작은 핀셋을 당기는하여 나머지 지방과 연결 조직뿐만 아니라 epineuronal 피복을 벗겨. </li><li> 미세 조작기를 사용하여, 장기 욕에 플런저와 주사기에 연결된 흡입 전극의 선단을 낮출; 그리고, 상기 플런저를 조작하여 부드럽게 전극의 선단이 크렙스 용액 (도 1)에 침수되도록 기관 욕 일부 크렙스 용액 대기음. 크렙스 용액 흡입 전극 내부의 와이어 전극을 덮도록 보장한다. 주 : 우리 실험의 개시 이전에 와이어 전극을 포함하는 붕규산 유리 모세관 흡입 준비피펫 풀러를 보내고. </li><li> 바로 옆에 횡단 구 심성 신경 가닥에 흡입 전극의 끝 부분을 놓고 전체 길이에 걸쳐 모세관에 횡단 신경 가닥을 그립니다. </li><li> 일부 지방 조직으로 전극의 끝 부분을 기동 단단히, 플런저로하여 기계적으로 &#39;밀봉&#39;장기 목욕의 내용에서 모세 혈관의 신경을 흡입하는 동안 유리 모세관에이 대기음. </li><li> (보라 적외선)을 소성 심성에서 램프 팽창 유도 증가를 수행하여, 데이터 수집 시스템을 이용하여 구 심성 신경의 활동 등의 기록을 확인한다. 흡입 전극으로 신경의 분리 이후, 실제의 실험을 수행하기 전에 정상 상태 자연 구 심성 신경 활성을 획득하기 위해 15 분 동안 제제를 안정화. </li><li> 램프 팽만을 수행하기 래드 선도 출력 포트를 폐쇄함으로써 장내 세그먼트 넓히다(60 mmHg로까지) 장 세그먼트의 압력 연간 상승. 만 (15 분 간격) 세 개의 연속 램프 distensions는 재생 가능한 멀티 유닛 방전 (그림 2)을 수득 원하는 실험 프로토콜을 수행합니다. </li></ol></li><li> 요추 내장의의 구 심성의 제조 (대장 구 심성 신경) 참고 : 대장 구 심성 신경의 해부는 자세한 절개가 필요합니다. 전 &#39;jejunal&#39;프로토콜의 편차는 다음과 같습니다 : <ol><li> 복강에 얼음처럼 차가운 크렙스 솔루션을 부어 과도하게 인도적인 방법에 의해 동물을 안락사 앙와위에 배치, 정중선 개복술을 수행합니다. 참고 크렙스 조성물 118 mM의 염화나트륨, 4.75 mM의 KCl을, 1 ㎜의 NaH 2 PO 4, 22의 NaHCO3, 1.2 mM의 황산, 11 mM의 D 글루코오스 및 2.5 mM의 CaCl2를 3 μM 인도 메타 신. 참고 : 크렙스 솔루션의 변경 구성을 참고; 인도 메타 신은 너무에 추가프로스타글란딘에 의해 구 심성 신경 활성의 변화를 방지하기 위해 lution. </li><li> 지방 조직, 방광 및 내부 생식기를 폐기하고, 부드럽게 복강 한쪽에 작은 창자를 이동. 복부에서 그대로 장간막 신경과 대장의 말단 부분의 연장 prelevation을 수행합니다. 참고 : 조직의 더 준비를 돕기 위해이 해부에 포함될 수있는 중요한 랜드 마크는 복부 대동맥과 대정맥, 왼쪽 신장과 골반 바닥 근육을 포함한다. 참고 :이 영역은 요추 내장의 신경을 포함로 해부하는 동안, 콜론과 복부 대동맥 사이의 연결 조직에 견인을 발휘 않도록주의하십시오. </li><li> 챔버 기록 늘어선 실리콘 엘라스토머 내로 조직 세그먼트를 전송합니다. 출발점으로, 복부 대동맥에서 유래 좌 신장 혈관을 사용한다. 우수한 mesenteri 발생의 반구 방향으로 복부 대동맥을 따라복강 및 상 장간막 신경절과 함께 C 동맥. 마지막으로, 관심의 신경이 위치하고, 상기 대장 대동맥의 말단 부분 사이의 연결 조직에 도착. </li><li> 복부 대동맥에서 발생하는 하부 장간막 동맥을 확인합니다. 요추 내장의 구 심성 신경은 하부 장간막 동맥의 기지에서 식별 할 수 있습니다; 그것은 동맥 (그림 3)에 병렬로 실행됩니다. </li><li> 신경의 절개 후, 조심스럽게 주위의 결합 조직 피복을 벗겨 여러 미세 스레드에 신경을 애타게. 결장에서 안전 거리를 유지해야합니다. </li><li> 흡입 전극, &#39;실&#39;이전에 설명하고 원하는 실험 프로토콜을 수행 할 때 지방 조직을 둘러싼 모세관에이 하나의 스레드 중 하나를 그립니다. </li><li> 오르간 조 (예를 들어, 신장, 복부 혈관, 근육 조직)와,에 존재하는 불필요한 조직 폐기이러한 구 심성 신호를 방해 할 수있다이야. 주 : 니페디핀 (1μM)의 의한 평활근 수축에 구 심성 신경 신호가 자발적 장내 이동에 의해 방해되는 경우에, 크렙스 용액에 첨가 될 수있다. 주 3) intraluminally 관심있는 화합물을 용해시켜 1) serosally 일시적 혈류 중단 동안 또는 2)에 직접 기관 욕에 기록 챔버를 관류되는 크렙스로 목적 화합물을 용해 : 약물은 세 개의 다른 부위에 투여 할 수있다 주사기 드라이브에 크렙스 솔루션으로. 화합물의 누적 투여 량은 연속적으로 너무 빨리 투여 할 때 구 심성 신경의 탈감작가 발생할 수 있습니다. </li></ol></li></ol><img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/54576/54576fig1.jpg" /> 그림 1 : 목적 내장 된 녹음 회의소 및 흡입 전극의 도식 개요 TECHNI의 자세한 개요.<html> 흡입 전극과 장소에 기록 챔버와 칼 설정. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54576/54576fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/54576/54576fig2.jpg" /> 그림 2 : Jejunal 구 심성 신경 활동의 체외 기록의 대표 추적베이스 라인에서 2 램프 distensions 최대까지 60 mmHg의 질문에 답변 jejunal 멀티 유닛 구 심성 신경 활동 (imp.sec -1) (상단 패널)의 전형적인 기록. (하단 패널) 및 신경 신호 (제 3 패널)에서 다른 단일 단위의 후속 식별 (wavemark 분석). <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54576/54576fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="&lt;/ HTML">&quot;그림 3&quot;SRC = &quot;/ 파일 / ftp_upload / 54576 / 54576fig3.jpg&quot;/&gt; 그림 3 :. 콜론 (A)의 신경 해부학) 대장에서 감각 정보는 LCN이 열등 장간막 동맥 (IMA)에 근접 실행하는 중추 신경계를 향해 허리 대장 신경 (LCN)를 통해 전달된다. 이 요추 결장 신경에서 섬유의 일부는 물론 intermesenteric 신경 (IMN)을 따라 요추 내장의 신경 (LSN)를 형성하는 것입니다. 하부 장간막 신경절 (IMG)은 복부 대동맥에서 IMA의 기원에 있습니다. 말단으로 IMG의 녹화 연구자 viscerofugal 구 심성 신경 활동. 나) 실험 장치의 개략도를 공부하고자해야 필수입니다. LCN의 구 심성 기록은 데이터 수집 시스템에 접속 된 흡인 전극에 의해 기관 모두에서 수행된다. 유입을 계속하면서 램프 팽만은 출구 포트의 폐쇄시에 수행 될 수있다크렙스 솔루션입니다. <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54576/54576fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> 2. 데이터 수집 <ol><li> headstage에 연결된 흡입 전극을 통해 신경 활동을 기록합니다. 20 - 신호 (5000 Hz의 대역 통과 500)를 증폭 (10,000 이득) 및 필터링합니다. 참고 : 50 Hz의 잡음 제거기는 50 Hz에서 전기적 간섭 잡음 신호를 제거하기 위해 실험 구성에 포함되어야한다. 신호는 디지털화 및 자동 분석 20 kHz에서 샘플링된다. </li></ol> 3. 분석 5,20 <ol><li> 전반적인 신경 활동의 멀티 유닛 녹음은 다른 모양, 크기 및 폭의 활동 전위를 포함하는 서로 다른 신경에 해당하는 전체 신경에 대한 전반적인 충격의 수 / 두 번째로 구 심성 신경 방전을 신고 또는 추가 분석을 수행 할 전문 소프트웨어를 사용하여 단위각 구 심성 섬유 (그림 2). </li><li> 단일 단위 사이의 차별을 허용하는 미리 정의 된 템플릿 개별 wavemarks을 맞 춥니 다. 한 적용한다 : 특정 파장 마크, 2&gt;의 신호대 잡음비 스파이크 할당 전에. 참고 : 최소 10과 비슷한 스파이크는 분석 소프트웨어에 의해 식별되는 경우 wavemark 분석하는 동안, 우리는 새로운 템플릿을 구성. 어떤 템플릿은 50 스파이크 1보다 희귀 한 모양을 위해 구성되지 않습니다. 스파이크는 그 포인트의 적어도 80 %가 템플릿 스파이크 동일 주성분 분석을 사용하여 템플릿 매칭된다. 템플릿 매칭 오퍼레이터 의존적이며, 항상 맹검 방식으로 같은 연구가 수행되어야한다. </li><li> 고정 된 시점에서 팽창 (0 내지 20 mmHg의 관내 압력의 증가는 5mmHg의 동안 반응에서 (0 mmHg로의 관내 압력) 기준선의 운동량을 뺌으로써 (10)의 간격을 활동 전위 반응을 계산mmHg로) 이후 20 mmHg로에서. 10 초의 빈 크기를 이용하여 기준 심성 방전을 측정한다. </li><li> 램프 팽창 (그림 4) 동안 자신의 방전 프로파일을 기반으로 섬유를 분류하는 하나의 단위 분석을 사용합니다. 또한, 단일 유닛 분석 장치의 모든 유형의 약물 또는 화합물에 반응하여 동일한 소성 변형 작업이 표시되는 바와 같이, 장치의 다른 유형의 chemosensitive 프로파일을 연구하는데 이용 될 수있다. </li><li> 낮은 임계 섬유 ( &#39;LT&#39;, 낮은 팽창 압력에서 일반적으로 증가 발휘 방전), 높은 임계 섬유 ( &#39;HT&#39;, 가장 높은 팽창 압력에서 증가 방전을 발휘), 넓은 동적 범위 섬유 ( &#39;WDR&#39;등의 섬유를 분류, 설명 전체 램프 팽창 동안 증가 발사) 또는 기계적으로 문자를 구분하지 심성 ( &#39;MIA&#39;, 일반적으로 distensions을 램프에 반응하지 않는 신경 섬유) 5; 20. </li><li> 상기 p-으로 20 mmHg로의 신경 발사 응답을 표현그것은 낮은 팽창 압력이 소성의 정도를 반영로 팽창 (LT %)을하는 동안, 최대 소성 반응 ercentage. 주 : 따라서, LT 섬유가 HT 반면 LT %의&gt; 55 %에 의해 특징이 &lt;15 %의 값으로 정의된다. WDR 단위의 값은 15 55 % (20)의 사이 범위. MIA는 distensions 영향을받지 않습니다 자연 심성 발사를 표시합니다. </li></ol><img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/54576/54576fig4.jpg" /> 그림 4 :. 그들의 Mechanosensitive 프로필에 기초하여 다른 수입 성의 섬유 단위의 도식 표현 단위는 팽창시 최대 발사 응답에 비해 20 mmHg로의 팽창 압력에서 자신의 발사 속도의 비율 (LT %)을 기반으로 분류된다. 낮은 임계 섬유 (왼쪽 패널) 주로 55 % 이상 LT %의 결과, 낮은 팽창 압력에서 증가 된 신경 활동을 표시합니다. 높은 임계 단위 (오른쪽 위반대로 패널) 만 유해 압력에서 (% LT &lt;15) 속도를 소성 증가를 표시. 기계적 둔감 섬유 (하단 우측 패널)의 팽창 압력의 증가에 반응하지 않는 반면, 넓은 동적 범위 섬유 (하부 좌측 패널) 전체 팽창 동안 신경 활성의 점진적인 증가 (15과 55 사이의 범위 %의 LT)을 표시. LT % (심성이 20 mmHg로 / 최대 심성 발사에서 소성) <a href="https://www-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/54576/54576fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interplay+between+inflammation,+immune+system+and+neuronal+pathways:+effect+on+gastrointestinal+motility.">Interplay between inflammation, immune system and neuronal pathways: effect on gastrointestinal motility.</a> World J Gastroenterol. 16 (44), 5523-5535 (2010).</li><li>Akbar, A., Yiangou, Y., Facer, P., Walters, J. R., Anand, P., Ghosh, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+capsaicin+receptor+TRPV1-expressing+sensory+fibres+in+irritable+bowel+syndrome+and+their+correlation+with+abdominal+pain.">Increased capsaicin receptor TRPV1-expressing sensory fibres in irritable bowel syndrome and their correlation with abdominal pain.</a> Gut. 57 (7), 923-929 (2008).</li><li>De Schepper, H. U., 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=TRPV1+receptors+on+unmyelinated+C-fibres+mediate+colitis-induced+sensitization+of+pelvic+afferent+nerve+fibres+in+rats.">TRPV1 receptors on unmyelinated C-fibres mediate colitis-induced sensitization of pelvic afferent nerve fibres in rats.</a> J Physiol. 586 (21), 5247-5258 (2008).</li><li>Vermeulen, W., 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=Role+of+TRPV1+and+TRPA1+in+visceral+hypersensitivity+to+colorectal+distension+during+experimental+colitis+in+rats.">Role of TRPV1 and TRPA1 in visceral hypersensitivity to colorectal distension during experimental colitis in rats.</a> Eur J Pharmacol. 698 (1-3), 404-412 (2013).</li><li>Booth, C. E., Shaw, J., Hicks, G. A., Kirkup, A. J., Winchester, W., Grundy, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+the+pattern+of+jejunal+distension+on+mesenteric+afferent+sensitivity+in+the+anaesthetized+rat.">Influence of the pattern of jejunal distension on mesenteric afferent sensitivity in the anaesthetized rat.</a> Neurogastroenterol Motil. 20 (2), 149-158 (2008).</li><li>Hughes, P. 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=Sensory+neuro-immune+interactions+differ+between+irritable+bowel+syndrome+subtypes.">Sensory neuro-immune interactions differ between irritable bowel syndrome subtypes.</a> Gut. 62 (10), 1456-1465 (2013).</li><li>Hughes, P. 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=Immune+derived+opioidergic+inhibition+of+viscerosensory+afferents+is+decreased+in+Irritable+Bowel+Syndrome+patients.">Immune derived opioidergic inhibition of viscerosensory afferents is decreased in Irritable Bowel Syndrome patients.</a> Brain Behav Immun. 42, 191-203 (2014).</li><li>Buhner, 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=Neuronal+activation+by+mucosal+biopsy+supernatants+from+irritable+bowel+syndrome+patients+is+linked+to+visceral+sensitivity.">Neuronal activation by mucosal biopsy supernatants from irritable bowel syndrome patients is linked to visceral sensitivity.</a> Exp Physiol. 99 (10), 1299-1311 (2014).</li><li>Wouters, M. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histamine+Receptor+H1-mediated+Sensitization+of+TRPV1+Mediates+Visceral+Hypersensitivity+and+Symptoms+in+Patients+With+Irritable+Bowel+Syndrome.">Histamine Receptor H1-mediated Sensitization of TRPV1 Mediates Visceral Hypersensitivity and Symptoms in Patients With Irritable Bowel Syndrome.</a> Gastroenterology. , (2016).</li><li>Brenn, D., Richter, F., Schaible, H. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitization+of+unmyelinated+sensory+fibers+of+the+joint+nerve+to+mechanical+stimuli+by+interleukin-6+in+the+rat:+an+inflammatory+mechanism+of+joint+pain.">Sensitization of unmyelinated sensory fibers of the joint nerve to mechanical stimuli by interleukin-6 in the rat: an inflammatory mechanism of joint pain.</a> Arthritis Rheum. 56 (1), 351-359 (2007).</li><li>Christianson, J. A., Liang, R., Ustinova, E. E., Davis, B. M., Fraser, M. O., Pezzone, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Convergence+of+bladder+and+colon+sensory+innervation+occurs+at+the+primary+afferent+level.">Convergence of bladder and colon sensory innervation occurs at the primary afferent level.</a> Pain. 128 (3), 235-243 (2007).</li><li>Daly, D. M., Chess-Williams, R., Chapple, C., Grundy, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+inhibitory+role+of+acetylcholine+and+muscarinic+receptors+in+bladder+afferent+activity.">The inhibitory role of acetylcholine and muscarinic receptors in bladder afferent activity.</a> Eur Urol. 58 (1), 22-28 (2010).</li><li>Minagawa, T., Wyndaele, M., Aizawa, N., Igawa, Y., Wyndaele, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+pelvic+organ+cross-talk:+2.+Impact+of+colorectal+distention+on+afferent+nerve+activity+of+the+rat+bladder.">Mechanisms of pelvic organ cross-talk: 2. Impact of colorectal distention on afferent nerve activity of the rat bladder.</a> J Urol. 190 (3), 1123-1130 (2013).</li><li>Wyndaele, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanisms+of+pelvic+organ+crosstalk:+1.+Peripheral+modulation+of+bladder+inhibition+by+colorectal+distention+in+rats.">Mechanisms of pelvic organ crosstalk: 1. Peripheral modulation of bladder inhibition by colorectal distention in rats.</a> J Urol. 190 (2), 765-771 (2013).</li><li>Keating, C., Nocchi, L., Yu, Y., Donovan, J., Grundy, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ageing+and+gastrointestinal+sensory+function:+Altered+colonic+mechanosensory+and+chemosensory+function+in+the+aged+mouse.">Ageing and gastrointestinal sensory function: Altered colonic mechanosensory and chemosensory function in the aged mouse.</a> J Physiol. , (2015).</li><li>Valdez-Morales, E. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensitization+of+Peripheral+Sensory+Nerves+by+Mediators+From+Colonic+Biopsies+of+Diarrhea-Predominant+Irritable+Bowel+Syndrome+Patients:+A+Role+for+PAR2.">Sensitization of Peripheral Sensory Nerves by Mediators From Colonic Biopsies of Diarrhea-Predominant Irritable Bowel Syndrome Patients: A Role for PAR2.</a> Am J Gastroenterol. 108 (10), 1634-1643 (2013).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

이 논문의 프로토콜은 우리 그룹과 다른 3,4,7,8,12,20,21,31에 의해 사용되는 설치류에 장간막 구 심성 신경의 활동을 연구하기 위해 재현 실험 방법을 설명합니다. 프로토콜 내에서 중요한 단계는 조직의 신속한 분리, 흡착 전극에 신경 가닥의 흡입 모세관으로 주변 지방 조직을 흡인하여 기관 조에서 유리 모세관의 적절한 &#39;밀봉&#39;를 포함한다. 유리 모세관의 개구가 정확하게 결정되어?...

감각 신호와 고통의 인식은 구 심성 신경, 척수 신경, 상승 및 하강 facilitatory 및 억제 경로 및 여러 가지 뇌 영역 사이의 복잡한 상호 작용의 결과 복잡한 과정이다. 따라서,이 수준 중 하나 이상에 변경 사항이 변경된 감각 신호와 질병 상태에서 내장 통증의 원인이 될 수 있습니다. 감각 신호 여러 기술이 모든 다양한 측면을 연구하기 위해 단일 세포 실험에 이르기까지 개발되고있다 (예를 들어, 신경 세포에 칼슘 이미징) 전체 동물 모델 (예를 들어, 같은 내장 운동 응답으로 행동 반응). 이 문서에 설명 된 기술은 연구자가 특별히 설치류에서 소장 또는 대장의 고립 된 세그먼트에서 시험관 내에서 구 심성 신경의 활동을 평가할 수 있습니다. 즉, 고립 위장 세그먼트는 (일반적으로 소장 또는 대장) 생리적 K와 관류 목적 내장 기록 챔버에 장착남군 솔루션입니다. 내장 신경 무연 해부 및 골반 내장의 또는 구심 신경의 구 심성 신경 활성의 등록을 허용하는 전극에 접속된다. 신경 활동 basally하거나, 또는 (점막)이 관내 관류 통해 기록 실 (serosally)에 직접 적용될 수 관내 압력 및 / 또는 약학 적 화합물의 증가에 응답 심성 방전 1-6에 미치는 영향을 평가하기 위해 기록 할 수있다 . 참고로, 내장의 신경은 원심성 섬유와 감각 구 심성에 추가 viscerofugal 구 심성이 포함되어 있습니다. 생체 내장 신경 기록의 주요 이점 중 하나는 연구자 신경 활성에 국소 도포 화합물의 직접적인 영향을 연구하기 위해 하나를 허용하는 중추 신경계에서 변조 또는 입력없이 신경 활성을 정량화 할 수 있다는 사실이다. 생체 내 방법을 사용하여 필요한만큼 또한, 중요 파라미터들의 모니터링은 N이다 (아래 참조)O 이상 관련. 시험관 내장의 기록이 최종적으로 더 적은 시간이 소요의 생체 대응보다. 이러한 점막 쓰다듬어 다른 자극, 본 프레이 모발을 사용하여 프로빙 또는 세그먼트의 연신에 응답하여 구 심성 신경의 활동은 창자 조직 아래 피닝과 대조적이다 (세로 방향으로 개방되는 개질 실험 구성에서 연구 될 수있다 로 이전 문제 7, 8에 설명 된)을 그대로 세그먼트를 사용하여 우리의 설치. 또한, 최근, 기술이 다시 길이 방향 세그먼트 (9)를 열어 아래로 고정하여 칼슘의 이미징 (imaging)을 통해 결장 벽 자체 결장 심성 신경 활성을 연구하기 위해 기술되었다. 이 생체 기술의 또 다른 버전은 척수에 구 심성의 항목 근처 신경 세포의 활성화를 측정 밖으로 구성되어 있습니다. 즉, 진정 동물이 발생하기 쉬운 위치, 전자에 위치건설 후궁 절제술의 수단으로 관심 프로젝트되는 구 심성 신경에 요천 추부 척수를 xposing 파라핀 충전 절개의 피부를 사용 백금 양극 전극 (10, 11)를 통해 지느러미 어린 뿌리를 드레이프 잘. 이 기술은 또한 연구자들은 얇게 유수 Aδ - 섬유 수초 C-섬유를 자신의 전도 속도에 따라 섬유의 특징과 구별 할 수 있습니다. 또한, 지느러미 작은 뿌리는 독점적으로 앞서 언급 한 혼합 구 심성 및 원심성 내장의 신경 대조적으로, 감각 구 심성 섬유를 포함하고있다. 절연 장 세그먼트에서 시험관 내에서 구 심성 신경 방전 기록은 독립적으로 인간의 절제에서 대장 구 심성 신경의 활동을 기록하는 최초의 남자 원고는 12, 13을 표본 게시 된 두 개의 연구 그룹으로, 인간의 표본을 사용하여 수행 할 수 있습니다. 이 기술의 구현을보다 용이하게 발생할 수 translati인간적 상태로 쥐의 데이터에, 연구자 쉽게 감응 감각 신경을 대상으로 약물을 식별 할 수 있습니다. 구 심성 신경의 활동뿐만 아니라 과대 구 심성 신경의 활성을 표적으로 새로운 치료 시약의 발견을 특성화의 임상 중요성은 정교 필드 14-19 많은 전문가들이 논의되어왔다. 상기 시험 관내 기술은 더 일반적 심성 신경 활성의 생체 측정에 공지 보완한다. 생체 내에서 신경 세포 활성도를 측정하는 동안, 신경 활성을 주목 세그먼트 삽관이어서 식별되는 동안의 마취 동물에서 직접 측정 할 수 있고, 유동 파라핀 채워진 웰 설치류 20 복벽 및 피부를 사용하여 구성된다. 관심의 구 심성 신경이어서 신경 활동 measuremen 있도록, 식별 단면 바이폴라 백금 전극 상에 배치되고티. 이 기술은 진정 동물이기는하지만 생활에 구 심성 신경 활성을 조절하는 연구를 할 수 있습니다; 예로서, 하나는 내강 팽창 또는 화합물의 정맥 내 투여와 같은 간섭에 응답 신경 활동을 연구 할 수있다. 중개 연구는 오늘날 주로 인간 유래 상청액의 적용에 중점 (예., 결장 생검 재배 말초 혈액 단핵 세포 등으로부터) jejunal 및 / 또는 구 심성 결장 마우스 (21, 22)에. 점막 응용 프로그램 대 장막의 차동 효과는 구 심성 신경 방전에 공부를 할 수 있도록 연구자가 직접 장기 욕조에 또는 장 세그먼트를 관류되는 관내 솔루션으로 하나 상층 액을 적용 할 수 있습니다. 이와 같이, 마우스 대장 구 심성, 기니 돼지 점막 밑 신경 세포 및 마우스 등의 루트에 과민 반응을 일으킬 수 과민성 대장 증후군 환자에서 그 대장 점막 조직 검사 supernatans를 줬습니다신경절 신경 세포 21,23,24. 마지막으로, 신경 세포의 활동을 기록하는 장간막 제한 및 / 또는 골반 신경은 위장관에 분포되어 있지 않습니다. 기타 신경 녹음 무릎 관절 (25)에 공급 구 심성에서 수행 될 수있는 다른 사람도 26-28 블래 구 심성 신경의 활동을 특징 짓는 반면, 증명 및 방광, 골반 심성뿐만 아니라 위장관 가능성 신경 결과 수렴한다는 증명 크로스 토크 29.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="788">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">sodium chloride (NaCl)</td>
			<td style="width:247px;">VWR Chemicals</td>
			<td align="right" style="width:119px;">27,810,295</td>
			<td style="width:167px;">compound Krebs solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">potassium chloride (KCl)</td>
			<td style="width:247px;">Acros organics</td>
			<td align="right" style="width:119px;">196770010</td>
			<td>compound Krebs solution</td>
		</tr>
		<tr height="46">
			<td height="46" style="height:46px;width:255px;">sodium dihydrogen phosphate (NaH2PO4)</td>
			<td style="width:247px;">VWR Chemicals</td>
			<td align="right" style="width:119px;">1,063,461,000</td>
			<td>compound Krebs solution</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:255px;">sodium bicarbonate (NaHCO3)</td>
			<td style="width:247px;">Merck</td>
			<td align="right" style="width:119px;">1,063,291,000</td>
			<td>compound Krebs solution</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:255px;">magnesium sulfate (MgSO4)</td>
			<td style="width:247px;">Merck</td>
			<td align="right" style="width:119px;">1,058,861,000</td>
			<td>compound Krebs solution</td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:255px;">calcium chloride (CaCl2)</td>
			<td style="width:247px;">Merck</td>
			<td align="right" style="width:119px;">23,811,000</td>
			<td>compound Krebs solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">D-glucose</td>
			<td style="width:247px;">VWR Chemicals</td>
			<td style="width:119px;">1011175P</td>
			<td>compound Krebs solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Distilled water</td>
			<td style="width:247px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>compound Krebs solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">PVC tubing</td>
			<td style="width:247px;">Scientific Laboratory Supplies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>The intestinal segment should be mounted over PVC tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Silicone tubing</td>
			<td style="width:247px;">Scientific Laboratory Supplies</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>The rest of the tubing, ideally silicone-based - more easily dislodging of debris in the tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Silk thread</td>
			<td style="width:247px;">Pearsall Limited</td>
			<td style="width:119px;">10B15S220</td>
			<td>Attachment of the segment over the PVC tubing</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Syringe driver</td>
			<td style="width:247px;">Harvard Apparatus</td>
			<td style="width:119px;">55-2222</td>
			<td>Intraluminal infusion of Krebs</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">Binocular - including 10x magnification in oculair</td>
			<td style="width:247px;">Zeiss STEMI 2000</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Optimal visualization for the dissection of the afferent nerve</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Homeothermic Blanket Control Unit</td>
			<td style="width:247px;">Harvard Apparatus</td>
			<td align="right" style="width:119px;">507214</td>
			<td>Heating of the organ chamber</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">Custom made organ bath with Sylgard covered bottom</td>
			<td style="width:247px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Spike2 software</td>
			<td style="width:247px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Recording and analysis of the data</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">Insect pins, 500 pieces, stainless steel, diameter 0.2 mm</td>
			<td style="width:247px;">Austerlitz insect pins minutiens</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Dissection of the afferent nerve</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Tweezer Dumont #5 inox 11cm</td>
			<td style="width:247px;">World Precision Instrument</td>
			<td align="right" style="width:119px;">500341</td>
			<td>Dissection of the afferent nerve</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Scissors, spring, 14 cm</td>
			<td style="width:247px;">World Precision Instrument</td>
			<td align="right" style="width:119px;">15905</td>
			<td>Dissection of the afferent nerve</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">DB digitimer&#160;</td>
			<td style="width:247px;">NL 108T2/10</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>pressure transducer</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Micromanipulator</td>
			<td style="width:247px;">Narishige</td>
			<td style="width:119px;">M-3333</td>
			<td>3D manipulation of the suction electrode</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Micromanipulator</td>
			<td style="width:247px;">X-4 rotating block</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>3D manipulation of the suction electrode</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Micromanipulator</td>
			<td style="width:247px;">GJ-8 magnetic stand</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>3D manipulation of the suction electrode</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">LightSource</td>
			<td style="width:247px;">Euromex Microscopes Holland EK-1</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Optimal visualization for the dissection of the afferent nerve</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">CED 1401 Recording Apparatus</td>
			<td style="width:247px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Recording of afferent nerve activity</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Humbug 50/60Hz Noise Eliminator</td>
			<td style="width:247px;">Quest Scientific Instruments</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Elimination of background noise</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:255px;">Infusion Pump</td>
			<td style="width:247px;">Gibson Minipuls 2</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Infusion of the organ chamber in which the segment is mounted</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">Microelectrode Holder Half Cells 1.5 mm</td>
			<td style="width:247px;">World Precision Instrument</td>
			<td style="width:119px;">MEH2SW</td>
			<td>Suction electrode for isolation of the afferent fiber</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:255px;">Borosilicate Glass Capillaries, 300 pc; 1.5/0.84 OD/ID</td>
			<td style="width:247px;">World Precision Instrument</td>
			<td style="width:119px;">1B150-4</td>
			<td>Capillary for the isolation of the afferent nerve</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

in vitro recording of mesenteric afferent nerve activity in mouse jejunal and colonic segments

구 심성 신경은 정상적인 생리학에 관한 정보를 전달할뿐만 아니라, 방해 항상성 및 중추 신경계 향해 주변으로부터 다양한 기관계의 병리 생리 학적 과정의 신호뿐만 아니라. 이와 같이, 증가 된 활성 또는 장간막 심성 신경 &#39;증감&#39;내장 과민 복통 증후군의 병태 생리에서 중요한 역할을 할당하고있다. 장간막 구 심성 신경의 활동 목적 내장 기관 욕에 장착되고 이로부터 내장 신경은 연구자 직접 위장 세그먼트에 인접한 신경 활성을 평가할 수 있도록 격리 된 격리 장 세그먼트 시험 관내에서 측정 할 수있다. 활성은 세그먼트의 팽창 또는 전달 serosally intraluminally 또는 약학 화합물의 첨가 동안 다음, 표준 조건의 기준을 기록 할 수있다. 이 기술은 수연구자 쉽게 제어 표본 말초 신경계를 대상으로 약물의 효과를 연구하는 단계; 게다가, 그것은 질병 중에 변경하는 방법 신경 활동에 대한 중요한 정보를 제공합니다. 이는 구 심성 신경 소성 활성을 측정하는 것은 전용 캐스케이드 시그널링 복잡한 신경 하나의 중계국을 구성하고, 연구자들은 다른 레벨 (예컨대, 후근 신경절, 척수 또는 중추 신경계에서 신경 세포 활성도를 간과 숙지하지 부담해야하지만 유의해야 ) 완전히 건강과 질병의 복잡한 신경 생리학을 명료하게하기 위해서입니다. 일반적으로 사용되는 응용 프로그램은 리포 폴리 사카 라이드의 관리에 응답하여 신경 활동의 연구 및 과민성 대장 증후군의 동물 모델에서 구 심성 신경 활동의 연구를 포함한다. 더 병진 방법에서, 고립 된 마우스 장 세그먼트는 IBS 환자로부터 대장 상층 액에 노출 될 수있다. 또한, 변형이 기술의 최근 인간 결장 시험편에 적용하는 것으로 나타났다.

Jejunal 심성 신경 활성을 기준으로 측정 한 응답 OF-1 생쥐 9 8 주 된 수컷의 팽창을 진입로. 물과 일반 우를 활용할 무제한 액세스 할 수있는 동물은 표준화 된 조건 그룹 (50 %, 12 시간 명암주기 - - 22 ° C, 습도 40 케이지 당 6 동물 20)을 수용했다. 마우스의 Jejunal 세그먼트 (자발적인 활동을 11.47 ± 3.31 꼬마 도깨비 / 초를 의미) 0 mmHg로의 관내 압력 기준에서 불규칙한 자연 구 심?...

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In Vitro Recording of Mesenteric Afferent Nerve Activity in Mouse Jejunal and Colonic Segments

Mesenteric afferent nerves convey information from the gastrointestinal tract towards the brain regarding normal homeostasis as well as pathophysiology. Gastrointestinal afferent nerve activity can be assessed by mounting isolated intestinal segments with attached afferent nerves into an organ bath, isolating the nerve, and assessing basal as well as stimulated activity.

마우스 Jejunal과 대장 세그먼트에서 장간막 구 심성 신경 활동의 생체 외 녹음에서

Afferent nerves not only convey information concerning normal physiology, but also signal disturbed homeostasis and pathophysiological processes of the ...

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Research

JoVE Journal

Neuroscience

In Vitro Recording of Mesenteric Afferent Nerve Activity in Mouse Jejunal and Colonic Segments

11.4K 조회수.  University of Antwerp. Mesenteric afferent nerves convey information from the gastrointestinal tract towards the brain regarding normal homeostasis as well as pathophysiology. Gastrointestinal afferent nerve activity can be assessed by mounting isolated intestinal segments with attached afferent nerves into an organ bath, isolating the nerve, and assessing basal as well as stimulated activity.

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Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

The overall goal of this method is to record single-unit responses from an identified population of neurons. In vivo electrophysiological recordings from individual neurons are critical for understanding how neural circuits function under natural conditions. Traditionally, these recordings have been performed 'blind', meaning the identity of the recorded cell is unknown at the start of the recording. Cellular identity can be subsequently determined via intracellular1, juxtacellular2 or loose-patch3 iontophoresis of dye, but these recordings cannot be pre-targeted to specific neurons in regions with functionally heterogeneous cell types. Fluorescent proteins can be expressed in a cell-type specific manner permitting visually-guided single-cell electrophysiology4-6. However, there are many model systems for which these genetic tools are not available. Even in genetically accessible model systems, the desired promoter may be unknown or genetically homogenous neurons may have varying projection patterns. Similarly, viral vectors have been used to label specific subgroups of projection neurons7, but use of this method is limited by toxicity and lack of trans-synaptic specificity. Thus, additional techniques that offer specific pre-visualization to record from identified single neurons in vivo are needed. Pre-visualization of the target neuron is particularly useful for challenging recording conditions, for which classical single-cell recordings are often prohibitively difficult8-11. The novel technique described in this paper uses retrograde transport of a fluorescent dye applied using tungsten needles to rapidly and selectively label a specific subset of cells within a particular brain region based on their unique axonal projections, thereby providing a visual cue to obtain targeted electrophysiological recordings from identified neurons in an intact circuit within a vertebrate CNS.
The most significant novel advancement of our method is the use of fluorescent labeling to target specific cell types in a non-genetically accessible model system. Weakly electric fish are an excellent model system for studying neural circuits in awake, behaving animals12. We utilized this technique to study sensory processing by "small cells" in the anterior exterolateral nucleus (ELa) of weakly electric mormyrid fish. "Small cells" are hypothesized to be time comparator neurons important for detecting submillisecond differences in the arrival times of presynaptic spikes13. However, anatomical features such as dense myelin, engulfing synapses, and small cell bodies have made it extremely difficult to record from these cells using traditional methods11, 14. Here we demonstrate that our novel method selectively labels these cells in 28% of preparations, allowing for reliable, robust recordings and characterization of responses to electrosensory stimulation.

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

Retrograde transport of fluorescent dye labels a sub-population of neurons based on anatomical projection. Labeled axons can be visually targeted in vivo, permitting extracellular recording from identified axons. This technique facilitates recording when neurons cannot be labeled through genetic manipulation or are difficult to isolate using 'blind' in vivo approaches.

역행 형광 라벨이 확인 된 신경 세포의 표적 세포 외 단일 단위 기록을 허용<em&gt; 생체 내</em

The overall goal of this method is to record single-unit responses from an identified population of neurons. In vivo electrophysiological recordings from ...

연구

신경과학

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar olfactory systems suggesting that the biological approach to chemical sensing has been optimized over evolutionary time1. In the insect olfactory system, odorants are transduced by olfactory receptor neurons (ORN) in the antenna, which convert chemical stimuli into trains of action potentials. Sensory input from the ORNs is then relayed to the antennal lobe (AL; a structure analogous to the vertebrate olfactory bulb). In the AL, neural representations for odors take the form of spatiotemporal firing patterns distributed across ensembles of principal neurons (PNs; also referred to as projection neurons)2,3. The AL output is subsequently processed by Kenyon cells (KCs) in the downstream mushroom body (MB), a structure associated with olfactory memory and learning4,5. Here, we present electrophysiological recording techniques to monitor odor-evoked neural responses in these olfactory circuits.
First, we present a single sensillum recording method to study odor-evoked responses at the level of populations of ORNs6,7. We discuss the use of saline filled sharpened glass pipettes as electrodes to extracellularly monitor ORN responses. Next, we present a method to extracellularly monitor PN responses using a commercial 16-channel electrode3. A similar approach using a custom-made 8-channel twisted wire tetrode is demonstrated for Kenyon cell recordings8. We provide details of our experimental setup and present representative recording traces for each of these techniques.

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust Schistocerca Americana Olfactory Circuits

We demonstrate variations of the extracellular multi-unit recording technique to characterize odor-evoked responses in the first three stages of the invertebrate olfactory pathway. These techniques can easily be adapted to examine ensemble activity in other neural systems as well.

메뚜기에 신경 활동을 특성화하기 위해 다중 단위 기록 방법 (<em&gt; Schistocerca 아메리카나</em&gt;) 강한 회로

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival  of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar ...

Recording and Analysis of Circadian Rhythms in Running-wheel Activity in Rodents

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, including rats, hamsters, and mice, are active during the night and relatively inactive during the day. Many other behavioral and physiological measures also exhibit daily rhythms, but in rodents, running-wheel activity serves as a particularly reliable and convenient measure of the output of the master circadian clock, the suprachiasmatic nucleus (SCN) of the hypothalamus. In general, through a process called entrainment, the daily pattern of running-wheel activity will naturally align with the environmental light-dark cycle (LD cycle; e.g. 12 hr-light:12 hr-dark). However circadian rhythms are endogenously generated patterns in behavior that exhibit a ~24 hr period, and persist in constant darkness. Thus, in the absence of an LD cycle, the recording and analysis of running-wheel activity can be used to determine the subjective time-of-day. Because these rhythms are directed by the circadian clock the subjective time-of-day is referred to as the circadian time (CT). In contrast, when an LD cycle is present, the time-of-day that is determined by the environmental LD cycle is called the zeitgeber time (ZT).
Although circadian rhythms in running-wheel activity are typically linked to the SCN clock6-8, circadian oscillators in many other regions of the brain and body9-14 could also be involved in the regulation of daily activity rhythms. For instance, daily rhythms in food-anticipatory activity do not require the SCN15,16 and instead, are correlated with changes in the activity of extra-SCN oscillators17-20. Thus, running-wheel activity recordings can provide important behavioral information not only about the output of the master SCN clock, but also on the activity of extra-SCN oscillators. Below we describe the equipment and methods used to record, analyze and display circadian locomotor activity rhythms in laboratory rodents.

Circadian rhythms in voluntary wheel-running activity in mammals are tightly coupled to the molecular oscillations of a master clock in the brain. As such, these daily rhythms in behavior can be used to study the influence of genetic, pharmacological, and environmental factors on the functioning of this circadian clock.

쥐에 활동 륜 실행에 녹음 및 Circadian 리듬 분석

When rodents have free access to a running wheel in their home cage, voluntary use of this wheel will depend on the time of day1-5. Nocturnal rodents, ...

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

Muscle sensory neurons innervating muscle spindles and Golgi tendon organs encode length and force changes essential to proprioception. Additional afferent fibers monitor other characteristics of the muscle environment, including metabolite buildup, temperature, and nociceptive stimuli. Overall, abnormal activation of sensory neurons can lead to movement disorders or chronic pain syndromes. We describe the isolation of the extensor digitorum longus (EDL) muscle and nerve for in vitro study of stretch-evoked afferent responses in the adult mouse. Sensory activity is recorded from the nerve with a suction electrode and individual afferents can be analyzed using spike sorting software. In vitro preparations allow for well controlled studies on sensory afferents without the potential confounds of anesthesia or altered muscle perfusion. Here we describe a protocol to identify and test the response of muscle spindle afferents to stretch. Importantly, this preparation also supports the study of other subtypes of muscle afferents, response properties following drug application and the incorporation of powerful genetic approaches and disease models in mice.

An In Vitro Adult Mouse Muscle-nerve Preparation for Studying the Firing Properties of Muscle Afferents

Muscle sensory neurons are involved in proprioceptor signaling and also report on metabolic state and injury related events. We describe an adult mouse in vitro muscle-nerve preparation for studies on stretch-activated muscle afferents.

<em&gt; 체외</em근육의 구 심성의 소성 특성을 연구&gt; 성인 마우스 근육 - 신경 준비

Muscle sensory neurons innervating muscle spindles and Golgi tendon organs encode length and force changes essential to proprioception. Additional ...

Visual Evoked Potential Recording in a Rat Model of Experimental Optic Nerve Demyelination

The visual evoked potential (VEP) recording is widely used in clinical practice to assess the severity of optic neuritis in its acute phase, and to monitor the disease course in the follow-up period. Changes in the VEP parameters closely correlate with pathological damage in the optic nerve. This protocol provides a detailed description about the rodent model of optic nerve microinjection, in which a partial demyelination lesion is produced in the optic nerve. VEP recording techniques are also discussed. Using skull implanted electrodes, we are able to acquire reproducible intra-session and between-session VEP traces. VEPs can be recorded on individual animals over a period of time to assess the functional changes in the optic nerve longitudinally. The optic nerve demyelination model, in conjunction with the VEP recording protocol, provides a tool to investigate the disease processes associated with demyelination and remyelination, and can potentially be employed to evaluate the effects of new remyelinating drugs or neuroprotective therapies.

Focal demyelination is induced in the optic nerve using lysolecithin microinjection. Visual evoked potentials are recorded via skull electrodes implanted over the visual cortex to examine the signal conduction along the visual pathway in vivo. This protocol details the surgical procedures underlying electrode implantation and optic nerve microinjection.

실험 시신경의 탈수 초화의 쥐 모델에서 시각 유발 전위 기록

The visual evoked potential (VEP) recording is widely used in clinical practice to assess the severity of optic neuritis in its acute phase, and to ...

Combined Recording of Mechanically Stimulated Afferent Output and Nerve Terminal Labelling in Mouse Hair Follicle Lanceolate Endings

A novel dissection and recording technique is described for monitoring afferent firing evoked by mechanical displacement of hairs in the mouse pinna. The technique is very cost-effective and easily undertaken with materials commonly found in most electrophysiology laboratories, or easily purchased. The dissection is simple and fast, with the mechanical displacement provided by a generic electroceramic wafer controlled by proprietary software. The same software also records and analyses the electroneurogram output. The recording of the evoked nerve activity is through a commercial differential amplifier connected to fire-polished standard glass microelectrodes. Helpful tips are given for improving the quality of the preparation, the stimulation and the recording conditions to optimize recording quality. The system is suitable for assaying the electrophysiological and optical properties of lanceolate terminals of palisade endings of hair follicles, as well as the outcomes from their pharmacological and/or genetic manipulation. An example of combining electrical recording with mechanical stimulation and labeling with a styryl pyridinium vital dye is given.

A simple and novel technique for recording afferent discharge due to mechanical stimulation of lanceolate terminals of palisade endings innervating mouse ear skin hair follicles is presented.

마우스 헤어 난포 피침 엔딩에서 기계적으로 자극 된 수입 성의 산출과 신경 터미널 라벨의 결합 기록

A novel dissection and recording technique is described for monitoring afferent firing evoked by mechanical displacement of hairs in the mouse pinna. The ...

In Vitro Characterization of the Electrophysiological Properties of Colonic Afferent Fibers in Rats

Dysfunction of the colonic sensory nerves has been implicated in the pathophysiology of several common conditions, including functional and inflammatory bowel diseases and diabetes. Here, we describe a protocol for the in vitro characterization of the electrophysiological properties of colonic afferents in rats. The colorectum, with the intact pelvic ganglion (PG) attached, is removed from the rat; superfused with carbogenated Krebs solution in the recording chamber; and cannulated at the oral and anal ends to allow for distension. A fine nerve bundle emanating from the PG is identified, and the multiunit afferent nerve activity is recorded using a suction electrode. Distension of the colonic segment elicits gradual increases in multiunit discharge. A principal component analysis is conducted to differentiate the low-threshold, the high-threshold, and the wide-dynamic range afferent fibers. Chemical sensitivity of colonic afferents can be studied through the bath or intraluminal administration of test compounds. This protocol can be modified for application to other species, such as mice and guinea pigs, and to study the differences in the electrophysiological properties of thoracolumbar/hypogastric and lumbosacral/pelvic afferents of the descending colon in normal and pathological conditions.

In Vitro Characterization of the Electrophysiological Properties of Colonic Afferent Fibers in Rats

Abnormal sensory function underlies visceral pain and other symptoms of functional and inflammatory bowel diseases. A protocol for the electrophysiological recording of the colonic afferent nerves in an ex vivo rat colorectum preparation is presented here.

생체 외에서 쥐에 있는 저 승 구심 성 섬유의 Electrophysiological 속성의 특성

Dysfunction of the colonic sensory nerves has been implicated in the pathophysiology of several common conditions, including functional and inflammatory ...

Preparations and Protocols for Whole Cell Patch Clamp Recording of Xenopus laevis Tectal Neurons

The Xenopus tadpole retinotectal circuit, comprised of the retinal ganglion cells (RGCs) in the eye which form synapses directly onto neurons in the optic tectum, is a popular model to study how neural circuits self-assemble. The ability to carry out whole cell patch clamp recordings from tectal neurons and to record RGC-evoked responses, either in vivo or using a whole brain preparation, has generated a large body of high-resolution data about the mechanisms underlying normal, and abnormal, circuit formation and function. Here we describe how to perform the in vivo preparation, the original whole brain preparation, and a more recently developed horizontal brain slice preparation for obtaining whole cell patch clamp recordings from tectal neurons. Each preparation has unique experimental advantages. The in vivo preparation enables the recording of the direct response of tectal neurons to visual stimuli projected onto the eye. The whole brain preparation allows for the RGC axons to be activated in a highly controlled manner, and the horizontal brain slice preparation allows recording from across all layers of the tectum.

Preparations and Protocols for Whole Cell Patch Clamp Recording of Xenopus laevis Tectal Neurons

In this paper, we discuss three brain preparations used for whole cell patch clamp recording to study the retinotectal circuit of Xenopus laevis tadpoles. Each preparation, with its own specific advantages, contributes to the experimental tractability of the Xenopus tadpole as a model to study neural circuit function.

준비 및 Xenopus laevis Tectal 신경의 전체 셀 패치 클램프 기록에 대 한 프로토콜

The Xenopus tadpole retinotectal circuit, comprised of the retinal ganglion cells (RGCs) in the eye which form synapses directly onto neurons in the optic ...

Recording and Modulation of Epileptiform Activity in Rodent Brain Slices Coupled to Microelectrode Arrays

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) is a promising approach when pharmacological treatment fails or neurosurgery is not recommended. Acute brain slices coupled to microelectrode arrays (MEAs) represent a valuable tool to study neuronal network interactions and their modulation by electrical stimulation. As compared to conventional extracellular recording techniques, they provide the added advantages of a greater number of observation points and a known inter-electrode distance, which allow studying the propagation path and speed of electrophysiological signals. However, tissue oxygenation may be greatly impaired during MEA recording, requiring a high perfusion rate, which comes at the cost of decreased signal-to-noise ratio and higher oscillations in the experimental temperature. Electrical stimulation further stresses the brain tissue, making it difficult to pursue prolonged recording/stimulation epochs. Moreover, electrical modulation of brain slice activity needs to target specific structures/pathways within the brain slice, requiring that electrode mapping be easily and quickly performed live during the experiment. Here, we illustrate how to perform the recording and electrical modulation of 4-aminopyridine (4AP)-induced epileptiform activity in rodent brain slices using planar MEAs. We show that the brain tissue obtained from mice outperforms rat brain tissue and is thus better suited for MEA experiments. This protocol guarantees the generation and maintenance of a stable epileptiform pattern that faithfully reproduces the electrophysiological features observed with conventional field potential recording, persists for several hours, and outlasts sustained electrical stimulation for prolonged epochs. Tissue viability throughout the experiment is achieved thanks to the use of a small-volume custom recording chamber allowing for laminar flow and quick solution exchange even at low (1 mL/min) perfusion rates. Quick MEA mapping for real-time monitoring and selection of stimulating electrodes is performed by a custom graphic user interface (GUI).

We illustrate how to perform recording and electrical modulation of 4-aminopyridine-induced epileptiform activity in rodent brain slices using microelectrode arrays. A custom recording chamber maintains tissue viability throughout prolonged experimental sessions. Live electrode mapping and selection of stimulating pairs are performed by a custom graphical user interface.

녹음 및 Microelectrode 배열에 결합 하는 설치류 뇌 조각에 Epileptiform 활동의 변조

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) ...

Purification of Fibroblasts and Schwann Cells from Sensory and Motor Nerves in Vitro

The principal cells in the peripheral nervous system are the Schwann cells (SCs) and the fibroblasts. Both these cells distinctly express the sensory and motor phenotypes involved in different patterns of neurotrophic factor gene expression and other biological processes, affecting nerve regeneration. The present study has established a protocol to obtain highly purified rat sensory and motor SCs and fibroblasts more rapidly. The ventral root (motor nerve) and the dorsal root (sensory nerve) of neonatal rats (7-days-old) were dissociated and the cells were cultured for 4-5 days, followed by isolation of sensory and motor fibroblasts and SCs by combining differential digestion and differential adherence methods sequentially. The results of immunocytochemistry and flow cytometry analyses showed that the purity of the sensory and motor SCs and fibroblasts were &#62;90%. This protocol can be used to obtain a large number of sensory and motor fibroblasts/SCs more rapidly, contributing to the exploration of sensory and motor nerve regeneration.

Here, we present a method to purify fibroblasts and Schwann cells from sensory and motor nerves in vitro.

체외에서 감각 및 모터 신경에서 섬유 아세포와 슈완 세포의 정화

The principal cells in the peripheral nervous system are the Schwann cells (SCs) and the fibroblasts. Both these cells distinctly express the sensory and ...