(; U54GM104942 MNR), NIA (MNR, R15AG045812), 알츠하이머 협회 (MNR, NIRG-12-242187), WVU 교수 연구 상원 그랜트 (MNR) 및 WVU PSCOR 보조금이 작품은 국립 일반 의학 연구소에 의해 지원되었다 (MNR).

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	<li>Bito, L., Davson, H., Levin, E., Murray, M., Snider, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+concentrations+of+free+amino+acids+and+other+electrolytes+in+cerebrospinal+fluid,+in+vivo+dialysate+of+brain,+and+blood+plasma+of+the+dog.">The concentrations of free amino acids and other electrolytes in cerebrospinal fluid, in vivo dialysate of brain, and blood plasma of the dog.</a> J Neurochem. 13 (11), 1057-1067 (1966).</li><li>Cavus, I., 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=Extracellular+metabolites+in+the+cortex+and+hippocampus+of+epileptic+patients.">Extracellular metabolites in the cortex and hippocampus of epileptic patients.</a> Ann Neurol. 57 (2), 226-235 (2005).</li><li>Montgomery, A. J., Lingford-Hughes, A. R., Egerton, A., Nutt, D. J., Grasby, P. 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A., Lifshitz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hypersensitive+glutamate+signaling+correlates+with+the+development+of+late-onset+behavioral+morbidity+in+diffuse+brain-injured+circuitry.">Hypersensitive glutamate signaling correlates with the development of late-onset behavioral morbidity in diffuse brain-injured circuitry.</a> J Neurotrauma. 29 (2), 187-200 (2011).</li><li>Hinzman, J. 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=Diffuse+brain+injury+elevates+tonic+glutamate+levels+and+potassium-evoked+glutamate+release+in+discrete+brain+regions+at+two+days+post-injury:+an+enzyme-based+microelectrode+array+study.">Diffuse brain injury elevates tonic glutamate levels and potassium-evoked glutamate release in discrete brain regions at two days post-injury: an enzyme-based microelectrode array study.</a> J Neurotrauma. 27 (5), 889-899 (2010).</li><li>Stephens, M. L., Quintero, J. E., Pomerleau, F., Huettl, P., Gerhardt, G. 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R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+allosteric+modulator+of+metabotropic+glutamate+receptors+(mGluR(2)+)+(+)-TFMPIP,+inhibits+restraint+stress-induced+phasic+glutamate+release+in+rat+prefrontal+cortex.">An allosteric modulator of metabotropic glutamate receptors (mGluR(2) ) (+)-TFMPIP, inhibits restraint stress-induced phasic glutamate release in rat prefrontal cortex.</a> J Neurochem. 122 (2), 619-627 (2012).</li><li>Rutherford, E. C., Pomerleau, F., Huettl, P., Stromberg, I., Gerhardt, G. 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C., 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=Riluzole+rescues+glutamate+alterations,+cognitive+deficits,+and+tau+pathology+associated+with+P301L+tau+expression.">Riluzole rescues glutamate alterations, cognitive deficits, and tau pathology associated with P301L tau expression.</a> J Neurochem. 135 (2), 381-394 (2015).</li><li>Hunsberger, H. C., 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=Peripherally+restricted+viral+challenge+elevates+extracellular+glutamate+and+enhances+synaptic+transmission+in+the+hippocampus.">Peripherally restricted viral challenge elevates extracellular glutamate and enhances synaptic transmission in the hippocampus.</a> J Neurochem. , (2016).</li><li>Obrenovitch, T. P., Urenjak, J., Zilkha, E., Jay, T. 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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=Magnetic+resonance+imaging+reveals+neuronal+degeneration+in+the+brainstem+of+the+superoxide+dismutase+1+transgenic+mouse+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis.">Magnetic resonance imaging reveals neuronal degeneration in the brainstem of the superoxide dismutase 1 transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Eur J Neurosci. 20 (7), 1745-1751 (2004).</li></ol>

GG는이 연구에서 글루탐산 측정에 사용되는 FAST-16 기록 시스템을 만드는 Quanteon, LLC의 유일한 소유자입니다. JEQ는 Quanteon에 대한 유료 컨설턴트이다.

MEA를 기술은 시험 관내 및 생체 내에서 신경 전달 물질 방출 및 흡수 빠른 반응 속도의 측정을 허용한다. 따라서, 기술 토닉 신경 전달 물질의 농도를 포함하는 데이터 출력 유발 신경 전달 물질 방출, 및 신경 전달 물질 간극 다양한 생산한다. MEA의 사용이 상대적으로 복잡한 과정이기 때문에, 성공적인 사용을 위해 최적화 될 필요가있다 수많은 요인이있다. 예를 들어, 교정 중에 하나에는 신호 파형 (동경 스크린) 또는 자극에 대한 반응이 최소, 또는 부재 있음이 없는지주의있다. 가능성 시스템 레코딩 시스템을 다시 시작 오작동, 또는 컴퓨터로 인해이 문제를 해결할 수 있습니다. 또한, 문제는 연결 오류 일 수 있습니다. 교정하기 전에, MEA 및 기준 전극 연결부가 적절히 연결되어 있는지 다시 확인과 관련된 것이다. headstage에 DIP 소켓의 교체는 MEA 연결 문제를 해결할 수 있습니다.접합체 용액이 완전히 없거나 불완전 유지 기준 전극을 사용하는 경우, 이들은 또한 교정 중에 기록을 방해 할 수있다. 보정시 둔화 신호 응답은 필요한 BSA / 글루 타르 알데히드 혼합물 또는 느리게 회전 교반 막대보다 두꺼운 발생할 수있는 또 다른 일반적인 문제이다. 간섭 물질이 교정시에 신호를 제공하는 경우,이 전기 도금에 오류가 있다고 가능하다 MPD 제외 층 (예 충분히 전기 도금하지 않았다). 이러한 경우에, 전기 도금 절차를 반복하는 것이 필요하다. 수술하는 동안, 하나 개 마취 수준은 모든 마우스에 충분하지 않을 수 있습니다; 일부 마우스는 &quot;아래 이동&quot;하는 마취의 높은 수준을 필요로 할 수 있으며 일부 마우스는 덜 필요할 수 있습니다. 마취의 낮은 수준에서 시작하여 천천히 마우스가 빛 마취 될 때까지 인상하는 것이 필수적입니다. 마우스가에 의해 정위 장치에 한 번 깊은 마취를 테스트 할 수 있습니다꼬리 또는 발가락 핀치. 접합체를 이식하기위한 좌표를 선택할 때, 또한 많은 신경 퇴행성 동물 모델 36, 37, 38에서 발생할 수있는 뇌의 위축에 대한주의하는 것이 중요하고 정확합니다. 또한,이는 MEA의 기록 특성에 영향을 미치는 느린 시간 분해능 또는 크게 최소화 신호 반응을 초래할 수 있으므로 혈액의 MEA에 축적되지 않는 수술 중 필수적이다. 혈전 전극 주변의 경우, 단순히 MEA를 제거하고 식염수로 씻어. 기록하는 동안 발생할 수있는 가장 일반적인 문제 중 하나는 그 잡음 신호이다. 이러한 보조 조명 기기 추가, 및 드릴 등의 다른 전자 장치들로부터의 간섭이 거의 가능성 범죄자, 그래서 그것이 기록 시스템과 같은 전기 회로 및 / 또는 출구로 연결해 방지하는 것이 최상이다. 또한, 기록 SYS 경우편 하나는 기록 시스템의 오실로스코프의 진동뿐만 아니라 모든 사이트에 따른 소음 및뿐만 아니라 기록 사이트를 준수합니다, 제대로 접지되지 않습니다. 녹화 시스템에서 권장 접지 매트는 이러한 문제를 방지하기 위해 접지 된 파이프에 연결해야합니다. 그 다음으로 오류없는 것으로 판정 된 경우, 오류가 상기 기준 전극 또는 MEA 자체에 놓여있다. 시스템의 작동 상태를 확인하지 않은 새 MEA를 사용, 소음 문제가 발생하면 유용한 문제 해결 방법이 될 수 있습니다. 분리 또는 전혀 변화가 거의 상기 기준 전극의 결과를 교체하는 경우, 기준 전극 또는 반 - 셀 고장 날 수있다. 기준 전극을 변경하면 문제를 해결할 수있는 유일한 방법이 될 수 있습니다. 녹음이 완료되면, MEA의 최종 장점은 청소하고 재사용 할 수있는 기능입니다. 이 MEA를만큼 MEA 교정 동안 적절하게 수행하기 위해서 지속적으로 대략 3 번 재사용 될 수있다. <p claSS = &quot;jove_content는&quot;&gt; 문제가 종종 요구 될 수 있지만 상기 MEA 기술의 사용은 뇌의 원하는 서브 - 지역 내에서 신경 전달 물질의 빠른 방출과 간격을 검사하는 것이 유리하다, 체결한다. 마취 TauP301L 마우스의 MEA 기술의 사용에 초점을 맞추고 현재의 연구는 해마 trisynaptic 경로의 하위 지역에서의 글루타메이트 방출 및 흡수를 검사하기위한 MEA 방법론을 활용합니다. 이것은 최근에 깨어 쥐와 깨어 인간이 아닌 영장류의 토닉과 phasic 글루타메이트의 동적 조치 행동 이벤트를 연결하는 매우 유익하고있다 미래 연구는 깨어있는 쥐에 추가 토닉과 phasic 문제를 해결합니다. 이 기술은 기초 과학 연구를 위해 개발되었지만, 미래는 파킨슨 병 A와 치료 및 뇌 질환의 평가를위한 임상 연구 및 수술 중 신경 화학적 모니터링을위한 기록 기술의 구현을위한 약속을 보유하고차 간질.

뇌의 신경 전달 물질의 변화를 측정하는 것은 종종 신경 전달 물질 조절 곤란을 특징으로 중추 신경계 (CNS) 질환을 연구 신경 과학자을위한 필수적인 도구입니다. 고압 액체 크로마토 그래피 (HPLC / EC)와 함께 미세 투석은 세포의 신경 전달 물질의 레벨 1, 2의 변화를 측정하기 위해 가장 널리 사용되는 방법 하였지만 3, 4, 미세 투석 프로브의 공간 및 시간 해상도는 신경 전달에 적합하지 않을 수도 이러한 단단히 외 공간 (5, 6)에 규정되는 글루타메이트 등. 때문에 유전 촬상 최근의 진보, 생체 내에서의 글루타메이트를 매핑하는 데 사용할 수있는 추가의 방법이있다. 유 전적으로 인코딩 된 글루타메이트 형광성 리포터를 사용하여 (iGluSnFR)를D 이광자 촬상 연구자들은 시험 관내 및 생체 7, 8, 9 모두 뉴런 및 성상으로의 글루타메이트 방출을 시각화 할 수있다. 특히,이보다 넓은 시야에서 기록이 가능하며 뇌의 고유 연결을 방해하지 않습니다. 이러한 새로운 광학 기술의 글루타메이트 반응 속도와 감각 유발 반응과 신경 활동의 측정 시각화 할 수 있지만, 그들은 분리 된 뇌 영역의 세포 외 공간에서의 글루타메이트의 양을 정량화 할 수있는 능력이 부족하다. 다른 방법은 선택적으로 자기 - 참조 기록 방식의 사용을 통해 이러한 세포 외 글루타메이트 신경 전달 물질의 수준을 측정 할 수있는 효소 - 결합 된 미세 배열 (MEA)이다. MEA를 기술은 외상성 뇌 다음 세포의 글루타메이트의 변화를 연구하는 데 사용되었습니다노화 부상 10, 11, 12, 13, 14, 스트레스 (15, 16), 간질 (17), (18), 알츠하이머 병 (19), (20), 및 바이러스 성 미믹 (21)의 주입은 미세 투석에 내재하는 공간 및 시간 제한에 비해 개선을 나타낸다. 미세 투석은 시냅스 (22,23) 근처에 측정 할 수있는 능력을 제한하는 반면, MEA의 세포 외 글루타메이트의 선택적 유출 대책 근처 24, 25 시냅스 허용하는 높은 공간 해상도를 가지고있다. 둘째, 미세 투석 낮은 시간 해상도 (1 - 20 분)을 조사 할 수있는 능력을 제한범위 제 26 밀리 초에서 발생 글루타메이트 방출 및 클리어런스의 신속한 역학. 글루타메이트의 방출 또는 간극의 차이 글루타메이트 농도 쉬고 토닉의 측정에서 분명하지 않을 수도 있기 때문에 글루타메이트 방출 및 클리어런스를 직접 측정하는 것이 필수적 일 수있다. MEA를 인해 높은 시간 분해능 (Hz의 2)의 검출 하한 (&lt;1 μM)에 조치 허용한다. 셋째, MEA를는 래트 나 마우스 해마 같은 특정 뇌 영역 내에서 신경 전달 물질의 소 변형 검사 허용한다. 예를 들어, 세포 외 글루타메이트의 소 차이를 조사하기 위해, 우리는 별도로 치아 이랑 (DG)와, trisynaptic 회로 (27)를 통해 연결되어 해마의 cornu의 ammonis 3 (CA3)와 cornu ammonis 1 (CA1)를 타겟팅 할 수있는 MEA를을 사용. 주입 28 &lt;기인 - (4 mm 길이 1) 및 손상으로 인해 미세 투석 프로브의 크기/ SUP&gt;, 29, 소 지역적 차이는 해결하기 어렵다. 또한, 광학 시스템은 예컨대 자극 소 7을 허용하지 않는 수염 자극 또는 광 플리커 등의 외부 자극을 통해 자극을 허용한다. 다른 방법을 통해 다자간 환경의 최종 이익은 외적인 연결을 방해하지 않고 생체 내에서 이러한 하위 영역을 연구 할 수있는 기능입니다. 여기서는 세라믹 기반 다중 미세 이루어지는 MEA를 함께 결합하는 기록 시스템 (예 FAST16mkIII)는, 차분 검출 및 분석 신호로부터 제거 될 에이전트의 간섭을 허용하는 기록 위치에 도포 할 수있는 방법을 설명한다. 우리는 이러한 배열을 기초 amperometry-DG, CA3 내의 생체 글루타메이트 규제 연구 및 마취 RTG의 해마 CA1의 하위 영역에 사용할 수있는 증명 (TauP301L) 4510 마우스, 일반적으로 사용되는 m알츠하이머 병의 여러개 모델. 또, 릴루 졸과 쥐를 치료함으로써 글루타메이트 방출 및 클리어런스의 빠른 동역학에 MEA 시스템의 감도의 확인을 제공 시험관에 나타내는 약물 글루타메이트 방출을 감소시키고 글루타메이트 흡수 30, 31, 32, 33을 증가시키기 그리고 TauP301L 마우스 모델에서 생체 내에서 이러한 각각의 변화를 보여주는.

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	<tbody>
		<tr>
			<td>FAST-16mkIII-8 channel</td>
			<td>Quanteon</td>
			<td>16mkIII</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microelectrode arrays</td>
			<td>CenMet</td>
			<td>W4 or 8-TRK</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bovine Serum Albumin (BSA)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>A-3059</td>
			<td>10 g (expires after 1 month)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutaraldehyde</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G-6257</td>
			<td>100 mL (expires after 6 months)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamate Oxidase</td>
			<td>US Biological or Sigma Aldrich</td>
			<td>G4001-01 or 100646</td>
			<td>50 UI (expires after 6 months)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton Syringes</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>#701</td>
			<td>2 syringes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Methanol</td>
			<td>BDH</td>
			<td>UN1230</td>
			<td>4 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>m-Phenylenediamine dihydrochloride (mPD)</td>
			<td>ACROS Organics</td>
			<td>1330560250</td>
			<td>25 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reference Electrodes (RE-5B)</td>
			<td>BAS</td>
			<td>MF-2079</td>
			<td>3 electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stir plate</td>
			<td>Cole-parmer</td>
			<td>EW-04804-01</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glutamate</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>G-1626</td>
			<td>100 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ascorbic Acid</td>
			<td>TCI</td>
			<td>50-81-7</td>
			<td>500 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dopamine Hydrochloride</td>
			<td>Alfa Aesar</td>
			<td>62-31-7</td>
			<td>5 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Perchloric acid</td>
			<td>VWR</td>
			<td>UN2920</td>
			<td>500 mL</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Postassium chloride</td>
			<td>VWR</td>
			<td>7447-40-7</td>
			<td>1 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium chloride</td>
			<td>VWR</td>
			<td>7647-40-7</td>
			<td>1 kg</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Calcium Chloride</td>
			<td>MP</td>
			<td>153502</td>
			<td>100 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sodium Hydroxide</td>
			<td>BDH</td>
			<td>1310732</td>
			<td>500 g</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass pressure ejection pipettes</td>
			<td>CenMet</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sticky wax</td>
			<td>Kerrlab</td>
			<td>625</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microsyringe</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>MF28G-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Modeling clay</td>
			<td>WalMart</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Picospritzer III</td>
			<td>Parker</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver wire</td>
			<td>AM systems</td>
			<td>782000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrochloric acid</td>
			<td>BDH</td>
			<td>7647010</td>
			<td>2.5 L</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum wire</td>
			<td>AM Systems</td>
			<td>778000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solder gun</td>
			<td>Lowes or Home Depot</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Multimeter</td>
			<td>WalMart</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PhysioSuite</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SomnoSuite</td>
			<td>Kent Scientific</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereotaxic device</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Lab Standard</td>
			<td>Stoelting</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Meiji EMZ microscope</td>
			<td>Meiji</td>
			<td>EMZ-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drill</td>
			<td>Dremel</td>
			<td>Micro</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metricide</td>
			<td>Metrex</td>
			<td>102800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel</td>
			<td>VWR</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgery scissors</td>
			<td>VWR</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile cotton swabs</td>
			<td>Puritan</td>
			<td>25806</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Eye ointment</td>
			<td>Puralube Vet Ointment</td>
			<td></td>
			<td>Obtain from the vet</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodine swabs</td>
			<td>VWR</td>
			<td>S48050</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Alcohol swabs</td>
			<td>Local drug store</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile surgery drape</td>
			<td>Dynarex</td>
			<td>4410</td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile saline</td>
			<td>Teknova</td>
			<td>S5815</td>
			<td>Can make own soltuion using filters</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hydrogen Peroxide (3%)</td>
			<td>Local drug store</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating Pad</td>
			<td>WalMart</td>
			<td></td>
			<td>Can purchase from different supplier</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

using enzyme-based biosensors to measure tonic and phasic glutamate in alzheimer's mouse models

신경 전달 물질 중단은 알츠하이머 병, 파킨슨 병, 우울증, 불안의 기초가되는 병리의 역할을 주로 중추 신경계 (CNS) 질환의 주요 구성 요소입니다. 전통적으로, 미세 투석은이 질환에서 발생하는 신경 전달 물질의 변화를 검사하는 가장 일반적인 (찬양) 기술하고있다. 미세 투석은 조직의 넓은 영역에 걸쳐 천천히 1-20분 변화를 측정 할 수있는 능력을 가지고 있기 때문에, 그것은 잠재적으로 뇌와 느린 샘플링 기능 내에서 고유 연결을 파괴, 침입의 단점이있다. 비교적 새로운 기술은 미세 전극 배열 (MEA)가 그들이 발생하는 공간적 및 시간적 정확한 접근하게 이산 뇌 영역 내의 특정한 신경 전달 물질의 변화를 측정하기위한 많은 장점을 갖는다. 또한, MEA의를 사용하여 생체 내에서 신경 전달 물질의 변화의 측정을 허용 최소 침습적이다. 저희 연구실에서는, 우리는 헥타르알츠하이머 병의 병리와 관련된 신경 전달 물질 인 글루타메이트의 변화에 ​​특별히 관심을했습니다. 따라서, 여기에 설명 된 방법은 알츠하이머 병의 유전자 변형 마우스 모델에서의 글루타메이트의 잠재적 인 해마 중단을 평가하기 위해 사용되었다. 간단히, 방법은 관심과 배경 잡음 및 간섭 물질을 뺄 자체 참조 사이트를 사용하는 신경 전달 물질에 매우 선택적 효소와 다중 사이트 미세 전극을 코팅 포함 사용. 도금 및 교정 한 후, MEA는 마이크로 피펫으로 구성 될 수 있고, 정위 장치를 이용하여 관심있는 뇌 영역으로 낮췄다. 여기서, 상기 방법은 RTG (TauP301L) 4510 마우스를 마취하고 정확하게 해마의 서브 영역 (DG, CA1 및 CA3)를 대상으로하는 정위 장치를 사용하는 것 설명.

이 기술은 같은 외상성 뇌 손상, 노화, 스트레스, 그리고 간질 동물 모델의 많은 종류의 신호 글루타메이트의 변화를 측정 할 수 있지만, 여기에 우리는 MEA 기술은 유전자 변형 마우스 모델에서 글루타메이트의 변화를 검사하는 데 사용할 수있는 방법을 보여줍니다 인간 타우 병증 (19), (20). RTG를 (TauP301L)는 4510 마우스 염색체 17에 연결 측두엽 치매 및 파킨슨 병에 관련된 타우에서 P301L 돌연변이를 표현하고, 일반적으로 알츠하이머 병, 퇴행성 신경 퇴행성 신경과 측두엽 치매와 관련된 타우 병리학을 연구하는 데 사용됩니다. 우리는 또한 글루타메이트 신호는 약리 개입에 의해 수정 될 수 있음을 보여줍니다. 우리는 릴루 졸과 TauP301L 마우스를 처리, 근 위축성 측삭 경화증 (ALS)에 대한 FDA의 승인을 질병 변경 약물의 안정화에 의해 글루타메이트 신호를 변조하는증가 글루타메이트 클리어런스 30, 31, 32, 33로 이어지는 글루타메이트 방출의 감소 및 글루타메이트 수송 발현의 증가를 통한 글루타메이트 흡수를 증강 선도, 전압 게이트 된 나트륨 채널의 상태를 비활성화. 우리는 네 가지 이유 실증 목적이 특정 데이터 세트를 선택했습니다. 첫째,이 데이터 집합은 과도 릴리스와의 글루타메이트의 흡수의 빠른 역학을 측정 할 수있는 우리의 능력에 의해 도시 된 바와 같이, 시스템의 시간 분해능을 보여줍니다. 또한,이 전임상 동물 모델은 각 측정치의 변화의 일례를 허용 토닉 글루타메이트, 글루타메이트 방출 및 글루타메이트 클리어런스에 변화를 나타낸다. 둘째,이 데이터 세트는 DG, CA3, A의 하위 영역의 차이를 측정 가능하게 높은 공간 해상도를 이용하는ND 해마 CA1이 설명된다. 셋째,이 데이터는 전임상 동물 모델에서 관찰 글루타메이트 변화를 완화하는 방법을 약리학 적 개입의 데모 수 있습니다. 이 전임상 모델은 글루타민산 릴리스의 변경이 있기 때문에 마지막으로, 변경의 글루타메이트 방출의 존재 글루타민산 통관주의 해석의 필요성을 설명 할 수있다. &lt;0.004 북미 / 경사의 최소 변화에 의해 나타낸 바와 같이, 안정된 기준에 도달 한 후, (10 - 20 분), 우리는 제 10의 이전에 용액의 모든 애플리케이션을 통해 세포 외 글루타메이트의 농도를 평균함으로써 토닉 글루타메이트 농도 (μM)를 측정. 우리 TauP301L 마우스의 CA1과 CA3 영역에 토닉 글루타메이트 농도를 증가 관찰 및 릴루 졸 컨트롤 (도 3A)의 그것 토닉 글루타메이트 농도를 회복. 다음에, 하나의 KCl 로컬 hemisph의 세 개의 하위 영역의 각 행 (마이크로 피펫을 통해) 전달 된3 분 - 2 매를 감수. 온전한 글루타메이트 신경 시스템 (34)을 나타내는 10 개 재현 신호 후 그 결과를 비교하여, 각 그룹의 평균 진폭을 평균 하였다. 주제 트레이스 (도 3b), 릴루 졸 처리 (도 3c)에 의해 구조 된 효과 (CA3 만 표시) 세 개의 하위 영역에서 애플리케이션의 KCl 다음 TauP301L 마우스에서 글루타메이트 방출을 증가 밝혀. 접합체는 반대쪽 반구 이동 안정된 기준선에 도달시켰다 - 외인성 글루타메이트가 글루타메이트 간극 (도 4) 검사에 적용되기 전에 (10-20 분). 가변 볼륨 글루타메이트 흡수 계수로서 사용 된 곡선 (AUC) 아래의 3 분 및 순 면적 - - 200 μM 멸균 여과 글루타메이트 용액 (50 250 거리 nL)의 세포 외 공간에 매 2를 적용 하였다. t에 글루탐산이 신속한 응용 프로그램그는 세포 외 공간은 내생의 글루타메이트 방출 및 글루탐산 흡수 측정의 흉내 수 있습니다. 글루타메이트 수송 전시 미카엘리스 - 멘텐 35 동력학 때문에 볼륨의 범위 - 외인성 글루타메이트 (50 거리 nL 250)의 흡수 차이를 노출 시키도록 주입된다. 내셔널 범위 250 - 50 50 개 내 내셔널 단위에서 2 주사 -이를 위해, 각각의 동물은 1를 수신한다. 한 지역 당 그룹당 주입 볼륨이 통풍 관 관련이 0.05 수준, 순 AUC를 확인하는 가장 좋은 방법 ≤는 P에서 통계적으로 다르지 않다, 그리고 글루탐산하지 양이 적용되거나 확산 확인 항상해야하지만, 다음 사항을 확인하는 것입니다 모두의 진폭 (도 4a) 및 T 상승 (도 4b의 MEA에 점 광원 (마이크로 피펫)에서 확산 계수)가 10, 11, 19, 20 다르지 않다. 이여보세요WS 순 AUC 차이 인해 도포량이나 확산에 흡수되지 차이로 간주되도록, &quot;피크 매칭&quot;진폭 (도 4C)에 대한. 동물의 글루타메이트 방출에서 기존의 차이가있을 때 피크 매칭은 특히 중요하다. 볼륨의 범위가 주입되기 때문에, 진폭 및 T 모두 상승에 대한 편차는 종종 큰 그들이 설계에 고유 한, 이러한 방법에 대한 편차를 감소시키지 않는 추가의 동물을 추가한다. 진폭 및 T 상승 각 서브 영역 (도 4A, 4B)에서 그룹간에 차이가 없었다 때문에, 순 AUC (도 4C, 4D)의 차이 글루타메이트 흡수의 차이에 기인한다고 가정한다. 릴루 졸은 세 개의 하위 영역 (도 4d)에서 대조군과 비교 글루타메이트 간극을 향상시켰다. 마지막으로, 부착 된 마이크로 피펫과 MEA 로컬 절편 뇌 후 MEA의 위치를 ​​확인하기 위해 염료를 적용하는 데 사용됩니다그림 3D로 시연한다. 이러한 데이터는 MEA 기술 만의 연결 회로 (28), (29)를 큰 샘플 영역에서 기록 종종 손상 이전의 기술 (예를 들어, 미세 투석)과 달리, 해마 (24), (25)의 작은 서브 영역 내에서 신경 전달 물질 방출을 측정 할 수 있음을 나타낸다. 또한, 신체의 체중 측정은 글루타메이트 방출 및 통관 (25)의 빠른 반응 속도를 측정하기 위해 높은 시간 분해능으로 우리를 제공합니다. <img alt="그림 1" src="/files/ftp_upload/55418/55418fig1.jpg" /> 그림 1 : 글루타민산 산화 효소 사이트에 전류 (PA)의 변화를 측정 자체 참조 바께 미세의 체외 교정 (GluOx, 빨간색)에 대 센티넬 사이트 (전송; 푸른). 간섭 물질의 아스 코르 빈산 (AA : 250 μM)과 도파민 (DA : 2 μM)는 글루타민산 염 산화 효소 또는 감시 사이트 중 하나에서 전류를 변경하지 않았다. (글루 : 20, 40, 60 μM), 글루타메이트의 첨가는 글루타메이트 산화 효소 사이트 단계적 전류 증가하지만 감시 위치에 전혀 변화를 일으켰다. 과산화수소 (H 2 O 2 : 8.8 μM)의 두 사이트에 전류의 증가를 일으켰다. 감도, 기울기 검출의 제한 및 R 2 개 값을 보정 한 후에 계산 하였다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55418/55418fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" src="/files/ftp_upload/55418/55418fig2.jpg" /> 그림 2. 샘플 전기 화학 워크 시트. 이 시트는, 주사 또는 주입 수 (TIME / TTL)의 시간에 대한 항목이, 뇌 좌표 (AP, ㎖, DV)을 포함인가 된 압력의 양 (질소)의 압력 (시간)의 길이는, 압력 분사기에 의해 분사 볼륨. 이러한 홀수 신호 또는 마이크로 피펫의 막힘 등의 임의의 음은 노트 열에 기록되어야한다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55418/55418fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" src="/files/ftp_upload/55418/55418fig3.jpg" /> 그림 3. 세포 외 토닉과 염화칼륨 (KCl을) 해마의 DG, CA3 및 CA1 지역에서 글루타메이트의 -evoked 릴리스. 해마, 토닉 글루타메이트 농도의 CA1과 CA3 영역에서 (A)는 크게, 비히클 - 처리 된 마우스 TauP301L (VEH-TauP301L)에 의해 감쇠 릴루 졸 치료 효과를 증가시켰다. (B)은 CA3-KCl을 유발에서 글루타메이트 방출 기준 정합 대표 녹음 R 나타났다<html> iluzole 처리 (RIL-TauP301L)는 VEH TauP301L - 마우스에서 관찰 글루타메이트 방출의 진폭의 유의 한 증가를 감쇠. 의 KCl의 지역 응용 프로그램 (↑) 빠르게 토닉 수준으로 돌아 세포의 글루타메이트의 강력한 증가를 생산했다. KCl을 로컬 어플리케이션 릴루 졸 치료 감쇠 된 후 (C)를 크게 DG, CA3에 VEH TauP301L - 마우스에서 관찰-KCl을 유발 글루타메이트 방출을 증가되고, CA1. ** p &lt;0.01 VEH 제어 VEH-TauP301L 대 #의 p &lt;.05 RIL-Tau- (D) 크레 실 바이올렛 염색 해마 20 μm의 섹션 CA3과 CA1에 MEA 트랙의 위치를 나타낸다 (SEM 평균 ± P301L VEH-TauP301L 대, ## 대 TauP301L VEH-p &lt;.01 RIL-TauP301L; N = 14-19 / 군). 이 그림은 존 와일리와 아들 (19), (20)의 허가를 받아 재 인쇄했습니다.rget = &quot;_ 빈&quot;&gt;이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오. <img alt="그림 4" src="/files/ftp_upload/55418/55418fig4.jpg" /> 해마의 DG, CA3 및 CA1 지역에서 외생 글루타민산 응용 프로그램에 따라 그림 4. 조미료 통풍 관. (A)이 로컬인가 글루타메이트 신호의 진폭은 각각의 영역에서 그룹간에 유사 하였다. (B) T 상승, 마이크로 피펫으로부터 글루타메이트 확산의 지표는, 각 영역의 그룹간에 유사 하였다. (C) - 로컬 VEH 대조군 글루타메이트의 애플리케이션 VEH-TauP301L 및 RIL-TauP301L 마우스에서 글루타메이트 CA3 대표적인 신호. (D) 릴루 졸 처리 릴루 졸 처리 T 향상 글루타메이트 흡수를 나타내는, 해마의 3 개 영역에서 VEH TauP301L - 마우스에서 관찰 된 곡선 (AUC) 아래의 순 면적의 상당한 증가를 감소auP301L 마우스는 (평균 ± SEM; Veh- 대 * p &lt;VEH-TauP301L 대 0.05 VEH 제어, ** p &lt;0.01 VEH 제어는 VEH-TauP301L 대 #의 p &lt;.05 RIL-TauP301L TauP301L ## P-VEH TauP301L 대 &lt;.01 RIL-TauP301L; 13 명 - 15 / 군). 이 수치는 존 와일리와 아들 (20)의 허가 재판되었다. <a href="https://ecsource-jove-com.remotexs.ntu.edu.sg/files/ftp_upload/55418/55418fig4large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> 0.05 M PBS </td><td> 2 L의 DI 물 : </td></tr><tr><td> 유리 비커에 보관 주석 호일로 포장. 필요한 경우 KOH로 pH 7.4까지를 가져와. </td><td> 의 NaH 2 PO 4 · H 2 O 2.8 g 나 2 HPO 4 : 11.34 g의 염화나트륨 : 11.68 g </td></tr><tr><td> 20 mM의 아스코르브 산 </TD&gt; <td> 50 ㎖ DI 물 : </td></tr><tr><td> 신선한 매일합니다. </td><td> 아스코르브 산 : 0.18 g </td></tr><tr><td> 20mM의 L 글루탐산 </td><td> 50 ㎖ DI 물 : </td></tr><tr><td> 신선한 주간을 확인합니다. </td><td> L 글루탐산 모노 나트륨 염 수화물 0.15 g </td></tr><tr><td> 2 mM의 도파민 </td><td> 도파민 염산염 0.038 g </td></tr><tr><td> 신선한 매달하십시오. </td><td> 0.1 M 산 과염소산 10 ㎖를 탈 이온수 100 mL의 부피를 가져 </td></tr><tr><td> 8.8 mM의 과산화수소 </td><td> 50 ㎖ DI 물 : </td></tr><tr><td> 신선한 주간을 확인합니다. </td><td> 과산화수소 : 500 μL </td></tr><tr><td> 70 mM의 염화칼륨 </td><td> 100 ㎖ DI 물 : </td></tr><tr><td> 실험의 신선한 일을합니다. </td><td> 염화칼륨 0.08 g 염화나트륨 0.07 g 염화칼슘 : 0.004 g </td></tr><tr><td> 200 μ; M 글루타메이트 </td><td> 20 mM의 글루타메이트 100 μL </td></tr><tr><td> 실험의 신선한 일을합니다. </td><td> 멸균 생리 식염수 10 mL를 </td></tr></tbody></table> 표 1 : 교정 솔루션.

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Using Enzyme-based Biosensors to Measure Tonic and Phasic Glutamate in Alzheimer's Mouse Models

여기서는 토닉과 효소 결합 된 미세 배열 (MEA)를 사용하여 생체 내 세포 외 글루타메이트 phasic 변화를 측정하는 공간적 및 시간적 정확한 방법에 대한 설치 소프트웨어 탐색 및 데이터 분석을 기술한다.

효소 기반의 바이오 센서를 사용하면 알츠하이머 병 마우스 모델에서 토닉과 Phasic이 품목을 측정하는

Neurotransmitter disruption is often a key component of diseases of the central nervous system (CNS), playing a role in the pathology underlying ...

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Nanyang Technological University

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.2K 조회수.  West Virginia University.  여기서는 토닉과 효소 결합 된 미세 배열 (MEA)를 사용하여 생체 내 세포 외 글루타메이트 phasic 변화를 측정하는 공간적 및 시간적 정확한 방법에 대한 설치 소프트웨어 탐색 및 데이터 분석을 기술한다. 

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Mouse Models of Periventricular Leukomalacia

We describe a protocol for establishing mouse models of periventricular leukomalacia (PVL). PVL is the predominant form of brain injury in premature infants and the most common antecedent of cerebral palsy. PVL is characterized by periventricular white matter damage with prominent oligodendroglial injury. Hypoxia/ischemia with or without systemic infection/inflammation are the primary causes of PVL. We use P6 mice to create models of neonatal brain injury by the induction of hypoxia/ischemia with or without systemic infection/inflammation with unilateral carotid ligation followed by exposure to hypoxia with or without injection of the endotoxin lipopolysaccharide (LPS). Immunohistochemistry of myelin basic protein (MBP) or O1 and electron microscopic examination show prominent myelin loss in cerebral white matter with additional damage to the hippocampus and thalamus. Establishment of mouse models of PVL will greatly facilitate the study of disease pathogenesis using available transgenic mouse strains, conduction of drug trials in a relatively high throughput manner to identify candidate therapeutic agents, and testing of stem cell transplantation using immunodeficiency mouse strains.

We established mouse models of periventricular leukomalacia (PVL), the predominant brain injury in premature infants characterized by periventricular white matter lesions. Hypoxia/ischemia with/without systemic infection are the primary causes of PVL. Unilateral carotid ligation and hypoxia exposure with/without lipopolysaccharide injection creates PVL-like lesions in P6 mice.

Periventricular Leukomalacia의 마우스 모델

We describe a protocol for establishing mouse models of periventricular leukomalacia (PVL). PVL is the predominant form of brain injury in premature ...

연구

신경과학

Hyponeophagia: A Measure of Anxiety in the Mouse

Before the present day, when fast-acting and potent rodenticides such as alpha-chloralose were not yet in use, the work of pest controllers was often hampered by a phenomenon known as "bait shyness". Mice and rats cannot vomit, due to the tightness of the cardiac sphincter of the stomach, so to overcome the problem of potential food toxicity they have evolved a strategy of first ingesting only very small amounts of novel substances. The amounts ingested then gradually increase until the animal has determined whether the substance is safe and nutritious. So the old rat-catchers would first put a palatable substance such as oatmeal, which was to be the vehicle for the toxin, in the infested area. Only when large amounts were being readily consumed would they then add the poison, in amounts calculated not to affect the taste of the vehicle. The poisoned bait, which the animals were now readily eating in large amounts, would then swiftly perform its function.
Bait shyness is now used in the behavioural laboratory as a way of measuring anxiety. A highly palatable but novel substance, such as sweet corn, nuts or sweetened condensed milk, is offered to the mice (or rats) in a novel situation, such as a new cage. The latency to consume a defined amount of the new food is then measured.
Robert M.J. Deacon can be reach at <a href="mailto:robert.deacon@psy.ox.ac.uk">robert.deacon@psy.ox.ac.uk</a>

Mice and rats, due to their innate cautiousness, are initially slow in consuming a novel food, particularly in a novel place. This hyponeophagia can readily be measured in the laboratory, even though laboratory animals are much less anxious than their wild counterparts

Hyponeophagia : 마우스에서 불안의 측정

Before the present day, when fast-acting and potent rodenticides such as alpha-chloralose were not yet in use, the work of pest controllers was often ...

Detection of Neuritic Plaques in Alzheimer's Disease Mouse Model

Alzheimer's disease (AD) is the most common neurodegenerative disorder leading to dementia. Neuritic plaque formation is one of the pathological hallmarks of Alzheimer's disease. The central component of neuritic plaques is a small filamentous protein called amyloid &beta; protein (A&beta;)1, which is derived from sequential proteolytic cleavage of the beta-amyloid precursor protein (APP) by &beta;-secretase and &gamma;-secretase. The amyloid hypothesis entails that A&gamma;-containing plaques as the underlying toxic mechanism in AD pathology2. The postmortem analysis of the presence of neuritic plaque confirms the diagnosis of AD. To further our understanding of A&gamma; neurobiology in AD pathogenesis, various mouse strains expressing AD-related mutations in the human APP genes were generated. Depending on the severity of the disease, these mice will develop neuritic plaques at different ages. These mice serve as invaluable tools for studying the pathogenesis and drug development that could affect the APP processing pathway and neuritic plaque formation. In this protocol, we employ an immunohistochemical method for specific detection of neuritic plaques in AD model mice. We will specifically discuss the preparation from extracting the half brain, paraformaldehyde fixation, cryosectioning, and two methods to detect neurotic plaques in AD transgenic mice: immunohistochemical detection using the ABC and DAB method and fluorescent detection using thiofalvin S staining method.

One of the pathological characteristics of AD is the formation of Amyloid &#x03B2; protein positive neuritic plaques. In this protocol we describe two methods to detect neuritic plaques in transgenic AD model mice: immunohistochemical detection using the ABC and DAB method and fluorescent detection using thioflavin S staining method.

알츠하이머 질병 마우스 모델에서 Neuritic Plaques의 감지

Alzheimer's disease (AD) is the most common neurodegenerative disorder leading to dementia. Neuritic plaque formation is one of the pathological hallmarks ...

GABA-activated Single-channel and Tonic Currents in Rat Brain Slices

The GABAA channels are present in all neurons and are located both at synapses and outside of synapses where they generate phasic and tonic currents, respectively 4,5,6,7 The GABAA channel is a pentameric GABA-gated chloride channel. The channel subunits are grouped into 8 families (&alpha;1-6, &beta;1-3, &gamma;1-3, &delta;, &#949;, &theta;, &pi; and &rho;). Two alphas, two betas and one 3rd subunit form the functional channel 8. By combining studies of sub-type specific GABA-activated single-channel molecules with studies including all populations of GABAA channels in the neuron it becomes possible to understand the basic mechanism of neuronal inhibition and how it is modulated by pharmacological agents.
We use the patch-clamp technique 9,10 to study the functional properties of the GABAA channels in alive neurons in hippocampal brain slices and record the single-channel and whole-cell currents. We further examine how the channels are affected by different GABA concentrations, other drugs and intra and extracellular factors. For detailed theoretical and practical description of the patch-clamp method please see The Single-Channel Recordings edited by B Sakman and E Neher 10.

We use the patch-clamp technique to measure GABA-activated single-channel currents (GABAA channels, GABAA receptors) and the synaptic and tonic currents they generate in neurons. Activation of the channels decreases neuronal excitability in health and disease 1,2,3,4.

랫 뇌 조각의 GABA 활성화된 단일 채널 및 토닉 해류

The GABAA channels are present in all neurons and are located both at synapses and outside of synapses where they generate phasic and tonic currents, ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of the dendritic tree, which eventually leads to neuronal output of action potentials at the axon. The influence of diverse spatial and temporal parameters of specific synaptic input on neuronal output is currently under investigation, e.g. the distance-dependent attenuation of dendritic inputs, the location-dependent interaction of spatially segregated inputs, the influence of GABAergig inhibition on excitatory integration, linear and non-linear integration modes, and many more.
With fast micro-iontophoresis of glutamate and GABA it is possible to precisely investigate the spatial and temporal integration of glutamatergic excitation and GABAergic inhibition. Critical technical requirements are either a triggered fluorescent lamp, light-emitting diode (LED), or a two-photon scanning microscope to visualize dendritic branches without introducing significant photo-damage of the tissue. Furthermore, it is very important to have a micro-iontophoresis amplifier that allows for fast capacitance compensation of high resistance pipettes. Another crucial point is that no transmitter is involuntarily released by the pipette during the experiment.
Once established, this technique will give reliable and reproducible signals with a high neurotransmitter and location specificity. Compared to glutamate and GABA uncaging, fast iontophoresis allows using both transmitters at the same time but at very distant locations without limitation to the field of view. There are also advantages compared to focal electrical stimulation of axons: with micro-iontophoresis the location of the input site is definitely known and it is sure that only the neurotransmitter of interest is released. However it has to be considered that with micro-iontophoresis only the postsynapse is activated and presynaptic aspects of neurotransmitter release are not resolved. In this article we demonstrate how to set up micro-iontophoresis in brain slice experiments.

In this article we introduce fast micro-iontophoresis of neurotransmitters as a technique to investigate integration of postsynaptic signals with high spatial and temporal precision.

글루타민산 염과 GABA의 빠른 마이크로 이온 도입 : 시냅틱 통합을 조사하는 유용한 도구

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Stereotaxic Infusion of Oligomeric Amyloid-beta into the Mouse Hippocampus

Alzheimer&#8217;s disease is a neurodegenerative disease affecting the aging population. A key neuropathological feature of the disease is the over-production of amyloid-beta and the deposition of amyloid-beta plaques in brain regions of the afflicted individuals. Throughout the years scientists have generated numerous Alzheimer&#8217;s disease mouse models that attempt to replicate the amyloid-beta pathology. Unfortunately, the mouse models only selectively mimic the disease features. Neuronal death, a prominent effect in the brains of Alzheimer&#8217;s disease patients, is noticeably lacking in these mice. Hence, we and others have employed a method of directly infusing soluble oligomeric species of amyloid-beta - forms of amyloid-beta that have been proven to be most toxic to neurons - stereotaxically into the brain. In this report we utilize male C57BL/6J mice to document this surgical technique of increasing amyloid-beta levels in a select brain region. The infusion target is the dentate gyrus of the hippocampus because this brain structure, along with the basal forebrain that is connected by the cholinergic circuit, represents one of the areas of degeneration in the disease. The results of elevating amyloid-beta in the dentate gyrus via stereotaxic infusion reveal increases in neuron loss in the dentate gyrus within 1 week, while there is a concomitant increase in cell death and cholinergic neuron loss in the vertical limb of the diagonal band of Broca of the basal forebrain. These effects are observed up to 2 weeks. Our data suggests that the current amyloid-beta infusion model provides an alternative mouse model to address region specific neuron death in a short-term basis. The advantage of this model is that amyloid-beta can be elevated in a spatial and temporal manner.

Here, we present a protocol for direct stereotaxic brain infusion of amyloid-beta. This methodology provides an alternative in vivo mouse model to address the short-term effects of amyloid-beta on brain neurons.

마우스 해마에 올리고머 아밀로이드 - 베타의 정위 주입

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

Combined Optogenetic and Freeze-fracture Replica Immunolabeling to Examine Input-specific Arrangement of Glutamate Receptors in the Mouse Amygdala

Freeze-fracture electron microscopy has been a major technique in ultrastructural research for over 40 years. However, the lack of effective means to study the molecular composition of membranes produced a significant decline in its use. Recently, there has been a major revival in freeze-fracture electron microscopy thanks to the development of effective ways to reveal integral membrane proteins by immunogold labeling. One of these methods is known as detergent-solubilized Freeze-fracture Replica Immunolabeling (FRIL).
The combination of the FRIL technique with optogenetics allows a correlated analysis of the structural and functional properties of central synapses. Using this approach it is possible to identify and characterize both pre- and postsynaptic neurons by their respective expression of a tagged channelrhodopsin and specific molecular markers. The distinctive appearance of the postsynaptic membrane specialization of glutamatergic synapses further allows, upon labeling of ionotropic glutamate receptors, to quantify and analyze the intrasynaptic distribution of these receptors. Here, we give a step-by-step description of the procedures required to prepare paired replicas and how to immunolabel them. We will also discuss the caveats and limitations of the FRIL technique, in particular those associated with potential sampling biases. The high reproducibility and versatility of the FRIL technique, when combined with optogenetics, offers a very powerful approach for the characterization of different aspects of synaptic transmission at identified neuronal microcircuits in the brain.
Here, we provide an example how this approach was used to gain insights into structure-function relationships of excitatory synapses at neurons of the intercalated cell masses of the mouse amygdala. In particular, we have investigated the expression of ionotropic glutamate receptors at identified inputs originated from the thalamic posterior intralaminar and medial geniculate nuclei. These synapses were shown to relay sensory information relevant for fear learning and to undergo plastic changes upon fear conditioning.

This article illustrates how the expression of neurotransmitter receptors can be quantified and the pattern analyzed at synapses with identified pre and postsynaptic elements using a combination of viral transduction of optogenetic tools and the freeze-fracture replica immunolabeling technique.

Optogenetic 및 동결 골절 복제 Immunolabeling는 마우스 편도체에서 글루타메이트 수용체의 입력 특정 배열을 검사하기 위해 결합

Freeze-fracture electron microscopy has been a major technique in ultrastructural research for over 40 years. However, the lack of effective means to ...

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We demonstrate a simple way to tap into the fly reward system, modify experiences related to natural reward, and use voluntary ethanol consumption as a measure for changes in reward states. The approach serves as a relevant tool to study the neurons and genes that play a role in experience-mediated changes of internal state. The protocol is composed of two discrete parts: exposing the flies to rewarding and nonrewarding experiences, and assaying voluntary ethanol consumption as a measure of the motivation to obtain a drug reward. The two parts can be used independently to induce the modulation of experience as an initial step for further downstream assays or as an independent two-choice feeding assay, respectively. The protocol does not require a complicated setup and can therefore be applied in any laboratory with basic fly culture tools.

A Simple Way to Measure Alterations in Reward-seeking Behavior Using Drosophila melanogaster

We describe a protocol for inducing rewarding and nonrewarding experiences in fruit flies (Drosophila melanogaster) using voluntary ethanol consumption as a measure for changes in reward states.

사용 보상 추구 행동의 변화를 측정하는 간단한 방법<em&gt; 노랑 초파리</em

We describe a protocol for measuring ethanol self-administration in fruit flies (Drosophila melanogaster) as a proxy for changes in reward states. We ...

Using Near-infrared Fluorescence and High-resolution Scanning to Measure Protein Expression in the Rodent Brain

Neuroscience is the study of how cells in the brain mediate various functions. Measuring protein expression in neurons and glia is critical for the study of neuroscience as cellular function is determined by the composition and activity of cellular proteins. In this article, we describe how immunocytochemistry can be combined with near-infrared high-resolution scanning to provide a semi-quantitative measure of protein expression in distinct brain regions. This technique can be used for single or double protein expression in the same brain region. Measuring proteins in this fashion can be used to obtain a relative change in protein expression with an experimental manipulation, molecular signature of learning and memory, activity in molecular pathways, and neural activity in multiple brain regions. Using the correct proteins and statistical analysis, functional connectivity among brain regions can be determined as well. Given the ease of implementing immunocytochemistry in a laboratory, using immunocytochemistry with near-infrared high-resolution scanning can expand the ability of the neuroscientist to examine neurobiological processes at a systems level.

Here, we present a protocol that uses near-infrared dyes in conjunction with immunohistochemistry and high-resolution scanning to assay proteins in brain regions.

근 적외선 형광 및 고 분해능 주사를 사용 하 여 설치류 뇌의 단백질 발현 측정

Neuroscience is the study of how cells in the brain mediate various functions. Measuring protein expression in neurons and glia is critical for the study ...

Stereological Estimation of Cholinergic Fiber Length in the Nucleus Basalis of Meynert of the Mouse Brain

The length of cholinergic or other neuronal axons in various brain regions are often correlated with the specific function of the region. Stereology is a useful method to quantify neuronal profiles of various brain structures. Here we provide a software-based stereology protocol to estimate the total length of cholinergic fibers in the nucleus basalis of Meynert (NBM) of the basal forebrain. The method uses a space ball probe for length estimates. The cholinergic fibers are visualized by choline acetyltransferase (ChAT) immunostaining with the horseradish peroxidase-diaminobenzidine (HRP-DAB) detection system. The staining protocol is also valid for fiber and cell number estimation in various brain regions using stereology software. The stereology protocol can be used for estimation of any linear profiles such as cholinoceptive fibers, dopaminergic/catecholaminergic fibers, serotonergic fibers, astrocyte processes, or even vascular profiles.

Neuronal fiber length within a three-dimensional structure of a brain region is a reliable parameter to quantify specific neuronal structural integrity or degeneration. This article details a stereological quantification method to measure cholinergic fiber length within the nucleus basalis of Meynert in mice as an example.

마우스 뇌의 마이너트 핵 기저에서 콜린성 섬유 길이의 입체 추정

The length of cholinergic or other neuronal axons in various brain regions are often correlated with the specific function of the region. Stereology is a ...