Summary

ميكرودياليسيس أحماض الأمينية ضادات خلال تسجيلات التخطيط الدماغي في الانتقال بحرية الفئران

Published: November 08, 2018
doi:

Summary

وهنا يصف لنا أسلوب في فيفو ميكرودياليسيس لتحليل الإصدار اسبارتاتي والغلوتامات في الحصين البطني من الفئران الصرع وغير صرع، في تركيبة مع تسجيلات التخطيط الدماغي. قد ترتبط تركيزات خارج الخلية اسبارتاتي وغلوتامات مع المراحل المختلفة للمرض.

Abstract

ميكرودياليسيس هو تقنية راسخة في علم الأعصاب التي ترتبط تغييرات المواد الفعالة عصبيا نشرها في الفضاء المخ المتداخلة مع السلوك و/أو نتائج محددة لعلم الأمراض (مثل المضبوطات للصرع). عند دراسة الصرع، غالباً ما يقترن تقنية ميكرودياليسيس مع قصيرة الأجل أو طويلة الأجل حتى الفيديو-المخ (EEG) رصد لتقييم تواتر الاستيلاء عفوية وشدته، والتقدم وتجميع. ميكرودياليسيس-التخطيط الدماغي مجتمعة يرتكز على استخدام عدة أساليب وأدوات. وهنا، أجرينا في فيفو ميكرودياليسيس والفيديو المستمر-EEG تسجيل لمراقبة تدفق غلوتامات واسبارتاتي على مر الزمن، في مراحل مختلفة من التاريخ الطبيعي للصرع في نموذج الفئران. ويسمح هذا النهج الموحد الاقتران من التغييرات في الإصدار العصبي بمراحل معينة من تطور المرض والتقدم. أن تركيز الأحماض الأمينية في دياليساتي تحددها اللوني السائل. هنا، يمكننا وصف الأساليب والخطوط العريضة التي ينبغي أن تتخذ التدابير الوقائية الرئيسية واحد خلال في فيفو ميكرودياليسيس-EEG، مع إيلاء اهتمام خاص لعملية جراحية ستيريوتاكسيك، وحفز البوتاسيوم القاعدية وعالية أثناء ميكرودياليسيس، عمق الكهربائي EEG تسجيل وتحليل عالية الأداء اللوني السائل اسبارتاتي والغلوتامات في دياليساتي. وهذا النهج قد تكون مناسبة لاختبار مجموعة متنوعة من المخدرات أو الأمراض الناجمة عن تغيرات التركيزات الفسيولوجية اسبارتاتي والغلوتامات في الدماغ. رهنا بتوافر المقايسة التحليلية المناسبة، قد زيادة استخدامه لاختبار مختلف الجزيئات القابلة للذوبان عند استخدام تسجيل EEG في نفس الوقت.

Introduction

إلى التبصير بضعف وظيفي لوساطة غلوتامات ضادات وجابايرجيك كبيرة المثبطة أسفر عن المضبوطات عفوية في صرع الفص الصدغي (TLE)، نحن بانتظام رصد تركيزات خارج الخلية GABA1 وبعد ذلك طبعا مستويات الغلوتامات والاسبارتيت2 من ميكرودياليسيس في الحصين البطني من الفئران في نقاط زمنية مختلفة من هذا المرض الطبيعية، أيخلال التنمية والتقدم للصرع. ونحن استغل الطراز pilocarpine TLE في الفئران، الذي يحاكي هذا المرض بشكل دقيق جداً من حيث التغيرات السلوكية والكهربية ونسيجية3،4 ونحن يرتبط تركيز dialysate الأمينية الأحماض بمراحلها المختلفة: المرحلة الحادة بعد الإهانة ابيليبتوجينيك، في مرحلة الكمون، وقت الاستيلاء العفوية الأولى و6،75،فاس المزمنة. تأطير مراحل المرض كان مكن رصد EEG الفيديو الطويلة الأجل ودقة التخطيط الدماغي والسريرية توصيف المضبوطات عفوية. تطبيق تقنية ميكرودياليسيس المرتبطة برصد EEG الفيديو طويل الأجل يسمح لنا باقتراح فرضيات آليا لأمراض الأعصاب TLE. وباختصار، يتيح الأسلوب الموصوفة في هذه المخطوطة الاقتران من التعديلات الكيميائية العصبية داخل منطقة محددة بالدماغ مع التنمية والتقدم للصرع في نموذج حيوان.

الأجهزة المزدوجة، تتكون من عمق القطب محاذياً قنية ميكرودياليسيس، كثيرا ما تستخدم في الدراسات البحثية الصرع حيث ينبغي أن ترتبط التغيرات في الناقلات العصبية، ونواتج الأيض، أو ركائز الطاقة لنشاط الخلايا العصبية. في الغالبية العظمى من الحالات، وهو يستخدم في التصرف بحرية الحيوانات، ولكن يمكن أن تجري أيضا بطريقة مماثلة في البشر، مثلاً، في دراسة معمقة من العقاقير المقاومة مرضى الصرع تمر بعمق مسرى التحقيق قبل الجراحة8. يمكن تنفيذ تسجيل EEG، وجمع دياليساتي على حدة (مثلاً، زرع مسرى في واحد في نصف الكرة وميكرودياليسيس التحقيق في نصف الكرة الغربي الأخرى أو حتى أداء في ميكرودياليسيس في مجموعة واحدة من الحيوانات أثناء أداء التخطيط الدماغي الوحيد في مجموعة أخرى من الحيوانات). على الرغم من ذلك، اقتران أقطاب كهربائية إلى تحقيقات قد مزايا متعددة: أنه يبسط عملية جراحية ستيريوتاكسيك، ويحد من تلف الأنسجة إلى واحد فقط في نصف الكرة (بينما تترك الأخرى، سليمة، كعنصر تحكم لدراسات نسيجية)، وهوموجينيزيس نتائج هذه تم الحصول عليها من نفس المنطقة الدماغ والحيوان نفسه.

من ناحية أخرى، يتطلب إعداد الجهاز قطب كهربائي مسبار ميكرودياليسيس إلى جانب الوقت والمهارات إذا كان الصنع. واحد يمكن أن تنفق مبالغ مالية مرتفعة نسبيا إذا تم شراؤها من السوق. وعلاوة على ذلك، عندما يسبر ميكرودياليسيس (نصائح المسبار هي عادة 200-400 ميكرون في القطر و 7-12 ملم طويلة)9، واقطاب EEG (نصائح القطب عادة من 300-500 ميكرون في القطر، وطويل بما يكفي للوصول إلى هيكل الدماغ لفائدة10) بالإضافة إلى، يمثل الجهاز المحمل كائن ضخمة وثقيلة نسبيا على جانب واحد من الرأس، والتي مزعجة للحيوانات وعرضه لأن تضيع خاصة عندما كان متصلاً بمضخة غسيل الكلي ونظام تسجيل EEG الثابت من الأسلاك. هذا الجانب أكثر صلة بالصرع الحيوانات التي يصعب التعامل معها والتكيف أقل لدورات ميكرودياليسيس. التقنيات الجراحية المناسبة والرعاية اللاحقة للعمليات الجراحية المناسبة يمكن أن ينتج يزرع طويلة الأمد التي تسبب أدنى إزعاج الحيوان وينبغي اتباعها لتجارب EEG ميكرودياليسيس كومبيناتوري، ،من1011 12.

مزايا وقيود تقنية ميكرودياليسيس قد استعرضت بالتفصيل العديد من علماء الأعصاب. ميزته الأساسية خلال في فيفو نضح تقنيات أخرى (مثلاً، دفع وجذب تدفق سريع أو نضح كأس القشرية) هو قطره صغيرة من التحقيق الذي يغطي منطقة دقيقة نسبيا لفائدة13،14، 15. ثانيا، يقوم الغشاء ميكرودياليسيس حاجز مادي بين الأنسجة وبيرفوساتي؛ ولذلك، المواد الوزن الجزيئي العالية لا عبور ولا تتداخل مع تحليل16،17. وعلاوة على ذلك، حماية الأنسجة من تدفق المضطرب بيرفوساتي18. ميزة هامة أخرى هي إمكانية تعديل تدفق بيرفوساتي لتحقيق أقصى قدر من التركيز أكثر في بيرفوساتي (أيعملية ميكرودياليسيس ويمكن أيضا تعريف رياضيا ويمكن تعديلها تسفر عن ارتفاع 19من تركيزات أكثر في العينة). وأخيراً، قد تستعمل التقنية ضخ الأدوية أو المواد عقاقيري النشط في الأنسجة للفائدة وتحديد أثرها في موقع تدخل20. من ناحية أخرى، قد ميكرودياليسيس وقت قرار محدودة (عادة أكثر من 1 دقيقة بسبب الوقت اللازم لجمع العينات) بالمقارنة مع أجهزة الاستشعار الكهروكيميائية أو البيولوجية؛ هو أسلوب الغازية التي تسبب تلف الأنسجة؛ أنه يعرض للخطر التوازن الكيميائية العصبية داخل الفضاء حول الغشاء بسبب الانحدار تركيز مستمر لجميع المواد القابلة للذوبان الذي يدخل بيرفوساتي جنبا إلى جنب مع أكثر الفائدة. وأخيراً، تقنية ميكرودياليسيس يتأثر عالية بحدود التقنيات التحليلية المستخدمة للتقدير الكمي للمواد في بيرفوساتي9،،من2122،23 . كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء ([هبلك]) بعد derivatization مع أورثوفثالديالديهيدي لتحليل العينات البيولوجية غلوتامات واسبارتاتي قد تم التحقق من صحتها جيدا24،،من2526 , 27 ومناقشة واسعة النطاق خارج نطاق هذه المخطوطة، ولكن سيتم وصف البيانات المنتجة باستخدام هذه الطريقة بالتفصيل.

عند القيام بشكل سليم ودون إدخال تعديلات على تكوين بيرفوساتي، ميكرودياليسيس يمكن أن توفر معلومات موثوقة حول المستويات القاعدية لإطلاق سراح العصبي. الجزء الأكبر من المستويات القاعدية ومن المرجح نتيجة لامتداد الإرسال من نهايات9. لأنه في كثير من الأحيان عينات بسيطة من العصبي في مساحة إضافية متشابك لا يكفي لتحقيق الأهداف المتمثلة في التحقيق، تقنية ميكرودياليسيس يمكن أن تستخدم أيضا لتحفيز الخلايا العصبية أو لحرمانهم من الأهمية أيونات الفسيولوجية مثل ك+ Ca2 +، أو من أجل استحضار أو منع الإفراج عن العصبي.

غالباً ما يستخدم عالية ك+ التحفيز في بيولوجيا الأعصاب لتحفيز نشاط الخلايا العصبية ليس فقط في الحيوانات مستيقظا ولكن أيضا في الثقافات الابتدائية وأورجانوتيبيك. تعرض نظام صحي العصبي المركزي للحلول مع تركيزات عالية من ك+ (40-100 ملم) تثير افلوكس من العصبية28. يمكن أن يتعرض هذا قدرة الخلايا العصبية على توفير إصدار إضافية استجابة لارتفاع ك+ في الحيوانات الصرع1 في29،أمراض الأعصاب الأخرى30. وبالمثل، Ca2 + الحرمان (التي تم الحصول عليها من بيرفوسينج Ca2 + الحلول مجاناً) يستخدم لوضع الكالسيوم تعتمد على إطلاق سراح معظم أجهزة الإرسال العصبية التي تقاس ميكرودياليسيس. ويعتقد عموما أن Ca2 + تعتمد الإصدار منشأ الخلايا العصبية، بينما تنشأ Ca2 + الإصدار المستقل من إطلاق، ولكن العديد من الدراسات أثارت الجدل حول معنى Ca2 +-قياسات حساسة مثل غلوتامات أو GABA9: وهكذا، إذا كان ذلك ممكناً، فمن المستحسن أن دعم الدراسات ميكرودياليسيس بالدراسات ميكروسينسور، وهذه الأخيرة أعلى القرار المكانية والأقطاب يسمح للحصول على أقرب إلى نهايات31.

فيما يتعلق بالدراسات ميكرودياليسيس في الحيوانات الصرع، من المهم التأكيد على أن البيانات التي تم الحصول عليها من معظم هذه تعتمد على رصد الفيديو أو الفيديو-EEG للمضبوطات، أيحدوث عابرة من علامات أو أعراض غير طبيعية بسبب المفرطة أو متزامن مع نشاط الخلايا العصبية في الدماغ32. وهناك بعض التفاصيل من مضبوطات اليكتروجرافيك في التعامل مع pilocarpine الحيوانات التي ينبغي النظر فيها عند إعداد التجربة. مضبوطات عفوية يتبعها كساد النشاط مع كثرة التخطيط الدماغي المسامير إينتيريكتال3 وتحدث في مجموعات،من3334. شام يشغلها غير صرع الحيوانات قد يحمل نشاط مثل الاستيلاء على35 ولذلك ينبغي أن تكون معايير التقييم تسجيلات التخطيط الدماغي موحدة36 ، وإذا كان ذلك ممكناً، ينبغي أن يكون توقيت الدورات ميكرودياليسيس محددة تحديداً جيدا. وأخيراً، ونحن نوصي بشدة وفقا للمبادئ والمعايير المنهجية لرصد EEG الفيديو في مكافحة القوارض الكبار حددها خبراء الجامعة الدولية ضد الصرع وجمعية الصرع الأمريكية في تقاريرها الأخيرة جداً37 ،38.

وهنا يصف لنا ميكرودياليسيس الغلوتامات واسبارتاتي جنبا إلى جنب مع تسجيلات الفيديو-EEG طويلة الأجل في الحيوانات الصرع وتحليلها في دياليساتي واسطة [هبلك]. وسوف نؤكد على الخطوات الحاسمة من البروتوكول أن المرء يجب العناية لنتيجة أفضل.

Protocol

عليها جميع الإجراءات التجريبية بجامعة فيرارا رعاية الحيوان المؤسسية واستخدام اللجنة ووزارة الصحة الإيطالية (إذن: مارك 246/2012-ب) وفقا للمبادئ التوجيهية الواردة في “المجتمعات الأوروبية” مجلس التوجيه من 24 نوفمبر 1986 (86/609/EEC). ويعدل هذا البروتوكول على وجه التحديد لتصميم غلوتامات واسبارتاتي في دي…

Representative Results

تحقيق الانتعاش وكان الانتعاش يعني (أي محتوى الأحماض الأمينية يعني في بيرفوساتي كنسبة مئوية من المحتوى الموجود في وحدة تخزين متساوية من الحل القنينة) ± 15.49 0.42% بمعدل تدفق 2 ميكروليتر/min و ± 6.32 0.64 في 3 ميكروليتر/دقيقة الغلوتامات و 14.89 ± 0.36 ف?…

Discussion

نحن في هذا العمل، يظهر كيف يمكن أن يتم تسجيل الفيديو-EEG مستمر مقرونا ميكرودياليسيس في نموذج تجريبي ل TLE. وتستخدم تقنيات تسجيل الفيديو-EEG لتشخيص المراحل المختلفة لتطور المرض في الحيوانات بشكل صحيح ويتم استخدام تقنية ميكرودياليسيس لوصف التغييرات في الإصدار الغلوتامات التي تحدث في الوقت الم?…

Offenlegungen

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

الكتاب أود أن أشكر Anna بيناشي وباولو رونكون وايليونورا بالما لمساهمتها في المخطوطات المنشورة في الأسبقية.

Materials

3-channel two-twisted electrode Invivo1, Plastic One, Roanoke, Virginia, USA MS333/3-B/SPC Material
guide cannula Agn Tho's, Lindigö, Sweden MAB 4.15.IC Material
Resin KK2 Plastik Elettra Sport, Lecco, Italy KK2 Material
Super Attack gel Loctite Henkel Italia Srl, Milano, Italy 2047420_71941 Material
Imalgene-Ketamine Merial, Toulouse, France 221300288 (AIC) Solution
Xylazine Sigma, Milano, Italy X1251 Material
Isoflurane-Vet Merial, Toulouse, France 103120022 (AIC) Solution
Altadol 50 mg/ ml – tramadol Formevet, Milano, Italy 103703017 (AIC) Solution
Gentalyn 0.1% crm – gentamycine MSD Italia, Roma, Italy 20891077 (AIC) Material
simplex rapid dental cement Kemdent, Associated Dental Products Ltd, Swindon, United Kingdom ACR811 Material
GlasIonomer CX-Plus Cement Shofu, Kyoto, Japan PN1167 Material
probe clip holder Agn Tho's, Lindigö, Sweden p/n 100 5001 Equipment
Histoacryl® Blue Topical Skin Adhesive TissueSeal, Ann Arbor, Michigan, USA TS1050044FP Material
Valium 10 mg/2 ml – diazepam Roche, Monza, Italy 019995063 (AIC) Material
1 mL syringe with 25G needle Vetrotecnica, Padova, Italy 11.3500.05 Material
rat flexible feeding needle 17G Agn Tho's, Lindigö Sweden 7206 Material
Grass Technology apparatus Grass Technologies, Natus Neurology Incorporated, Pleasanton, California, USA M665G08 Equipment (AS40 amplifier, head box, interconnecting cables, telefactor model RPSA S40)
modular data acquisition and analysis system MP150 Biopac, Goleta, California, USA MP150WSW Equipment
digital video surveillance system AverMedia Technologies, Fremont, California, USA V4.7.0041FD Equipment
microdialysis probe Agn Tho's, Lindigö Sweden MAB 4.15.1.Cu Material
microdialysis probe Synaptech, Colorado Springs, Colorado, USA S-8010 Material
block heater Grant Instruments, Cambridge, England QBD2 Equipment
stirrer Cecchinato A, Aparecchi Scientifici, Mestre, Italy 711 Equipment
infusion pump Univentor, Zejtun, Malta 864 Equipment
fine bore polythene tubing Smiths Medical International Ltd., Keene, New Hampshire, USA 800/100/100/100 Material
blue tubing adapters Agn Tho's, Lindigö Sweden 1002 Material
red tubing adapters Agn Tho's, Lindigö Sweden 1003 Material
2.5 mL syringe with 22G needle Chemil, Padova, Italy S02G22 Material
vial cap Cronus, Labicom, Olomouc, Czech Republic VCA-1004TB-100 Material
septum Thermo Scientific, Rockwoood, Tennessee, USA National C4013-60 8 mm TEF/SIL septum Material
glass insert with bottom spring Supelco, Sigma, Milano, Italy 27400-U Material
autosampler vial National Scientific, Thermo Fisher Scientific, Monza, Italy C4013-2 Material
Smartline manager 5000 system controller and degasser unit Knauer, Berlin, Germany V7602 Equipment
Smartline 1000 quaternary gradient pump Knauer, Berlin, Germany V7603 Equipment
spectrofluorometric detector Shimadzu, Kyoto, Japan RF-551 Equipment
chromatogrphic column Knauer, Berlin, Germany 25EK181EBJ Material
chromatogrphic pre-column Knauer, Berlin, Germany P5DK181EBJ Material
mobile phase solution A 0.1 M sodium phosphate buffer, pH 6.0 Solution
mobile phase solution B 40% 0.1 M sodium phosphate buffer, 30% methanol, 30% acetonitrile, pH 6.5 Solution
Ringer solution composition in mM: MgCl2 0.85, KCl 2.7, NaCl 148, CaCl2 1.2, 0.3% BSA Solution
modified Ringer solution composition in mM: MgCl2 0.85, KCl 100, NaCl 50.7, CaCl2 1.2, 0.3% BSA Solution
saline 0.9% NaCl, ph adjusted to 7.0 Solution
sucrose solution 10% sucrose in distilled water Solution

Referenzen

  1. Soukupova, M., et al. Impairment of GABA release in the hippocampus at the time of the first spontaneous seizure in the pilocarpine model of temporal lobe epilepsy. Experimental Neurology. 257, 39-49 (2014).
  2. Soukupova, M., et al. Increased extracellular levels of glutamate in the hippocampus of chronically epileptic rats. Neurowissenschaften. 301, 246-253 (2015).
  3. Curia, G., Longo, D., Biagini, G., Jones, R. S., Avoli, M. The pilocarpine model of temporal lobe epilepsy. Journal of Neuroscience Methods. 172 (2), 143-157 (2008).
  4. Scorza, F. A., et al. The pilocarpine model of epilepsy: what have we learned?. Anais da Academia Brasileira de Ciencias. 81 (3), 345-365 (2009).
  5. Pitkanen, A., Sutula, T. P. Is epilepsy a progressive disorder? Prospects for new therapeutic approaches in temporal-lobe epilepsy. The Lancet Neurology. 1 (3), 173-181 (2002).
  6. Pitkanen, A., Lukasiuk, K. Mechanisms of epileptogenesis and potential treatment targets. The Lancet Neurology. 10 (2), 173-186 (2011).
  7. Reddy, D. S. Role of hormones and neurosteroids in epileptogenesis. Frontiers in Cellular Neuroscience. 7 (115), (2013).
  8. Engel, J. Research on the human brain in an epilepsy surgery setting. Epilepsy Research. 32 (1-2), 1-11 (1998).
  9. Watson, C. J., Venton, B. J., Kennedy, R. T. In vivo measurements of neurotransmitters by microdialysis sampling. Analytical Chemistry. 78 (5), 1391-1399 (2006).
  10. Jeffrey, M., et al. A reliable method for intracranial electrode implantation and chronic electrical stimulation in the mouse brain. BMC Neuroscience. 14, 82 (2013).
  11. Oliveira, L. M. O., Dimitrov, D. Chapter 2. Surgical techniques for chronic implantation of microwire arrays in rodents and primates. Methods for Neural Ensemble Recordings. , (2008).
  12. Fornari, R. V., et al. Rodent stereotaxic surgery and animal welfare outcome improvements for behavioral neuroscience. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (59), e3528 (2012).
  13. Horn, T. F., Engelmann, M. In vivo microdialysis for nonapeptides in rat brain–a practical guide. Methods. 23 (1), 41-53 (2001).
  14. Kennedy, R. T., Thompson, J. E., Vickroy, T. W. In vivo monitoring of amino acids by direct sampling of brain extracellular fluid at ultralow flow rates and capillary electrophoresis. Journal of Neuroscience Methods. 114 (1), 39-49 (2002).
  15. Renno, W. M., Mullet, M. A., Williams, F. G., Beitz, A. J. Construction of 1 mm microdialysis probe for amino acids dialysis in rats. Journal of Neuroscience Methods. 79 (2), 217-228 (1998).
  16. Nirogi, R., et al. Approach to reduce the non-specific binding in microdialysis. Journal of Neuroscience Methods. 209 (2), 379-387 (2012).
  17. Zhou, Y., Wong, J. M., Mabrouk, O. S., Kennedy, R. T. Reducing adsorption to improve recovery and in vivo detection of neuropeptides by microdialysis with LC-MS. Analytical Chemistry. 87 (19), 9802-9809 (2015).
  18. Wisniewski, N., Torto, N. Optimisation of microdialysis sampling recovery by varying inner cannula geometry. Analyst. 127 (8), 1129-1134 (2002).
  19. Morrison, P. F., et al. Quantitative microdialysis: analysis of transients and application to pharmacokinetics in brain. Journal of Neurochemistry. 57 (1), 103-119 (1991).
  20. Westerink, B. H., De Vries, J. B. A method to evaluate the diffusion rate of drugs from a microdialysis probe through brain tissue. Journal of Neuroscience Methods. 109 (1), 53-58 (2001).
  21. Chefer, V. I., Thompson, A. C., Zapata, A., Shippenberg, T. S. Overview of brain microdialysis. Current Protocols in Neurosciences. , (2009).
  22. Westerink, B. H. Brain microdialysis and its application for the study of animal behaviour. Behavioural Brain Research. 70 (2), 103-124 (1995).
  23. Zhang, M. Y., Beyer, C. E. Measurement of neurotransmitters from extracellular fluid in brain by in vivo microdialysis and chromatography-mass spectrometry. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 40 (3), 492-499 (2006).
  24. Allison, L. A., Mayer, G. S., Shoup, R. E. o-Phthalaldehyde derivatives of amines for high-speed liquid chromatography/electrochemistry. Analytical Chemistry. 56 (7), 1089-1096 (1984).
  25. Boyd, B. W., Witowski, S. R., Kennedy, R. T. Trace-level amino acid analysis by capillary liquid chromatography and application to in vivo microdialysis sampling with 10-s temporal resolution. Analytical Chemistry. 72 (4), 865-871 (2000).
  26. Hanczko, R., Jambor, A., Perl, A., Molnar-Perl, I. Advances in the o-phthalaldehyde derivatizations. Comeback to the o-phthalaldehyde-ethanethiol reagent. Journal of Chromatography A. 1163 (1-2), 25-42 (2007).
  27. Molnar-Perl, I. Quantitation of amino acids and amines in the same matrix by high-performance liquid chromatography, either simultaneously or separately. Journal of Chromatography A. 987 (1-2), 291-309 (2003).
  28. Solis, J. M., et al. Variation of potassium ion concentrations in the rat hippocampus specifically affects extracellular taurine levels. Neuroscience Letters. 66 (3), 263-268 (1986).
  29. Boatell, M. L., Bendahan, G., Mahy, N. Time-related cortical amino acid changes after basal forebrain lesion: a microdialysis study. Journal of Neurochemistry. 64 (1), 285-291 (1995).
  30. Sutton, A. C., et al. Elevated potassium provides an ionic mechanism for deep brain stimulation in the hemiparkinsonian rat. The European Journal of Neuroscience. 37 (2), 231-241 (2013).
  31. Hascup, K. N., Hascup, E. R. Electrochemical techniques for subsecond neurotransmitter detection in live rodents. Comparative Medicine. 64 (4), 249-255 (2014).
  32. Fisher, R. S., et al. Epileptic seizures and epilepsy: definitions proposed by the International League Against Epilepsy (ILAE) and the International Bureau for Epilepsy (IBE). Epilepsia. 46 (4), 470-472 (2005).
  33. Goffin, K., Nissinen, J., Van Laere, K., Pitkanen, A. Cyclicity of spontaneous recurrent seizures in pilocarpine model of temporal lobe epilepsy in rat. Experimental Neurology. 205 (2), 501-505 (2007).
  34. Pitsch, J., et al. Circadian clustering of spontaneous epileptic seizures emerges after pilocarpine-induced status epilepticus. Epilepsia. 58 (7), 1159-1171 (2017).
  35. Pearce, P. S., et al. Spike-wave discharges in adult Sprague-Dawley rats and their implications for animal models of temporal lobe epilepsy. Epilepsy and Behavior. 32, 121-131 (2014).
  36. Twele, F., Tollner, K., Bankstahl, M., Loscher, W. The effects of carbamazepine in the intrahippocampal kainate model of temporal lobe epilepsy depend on seizure definition and mouse strain. Epilepsia Open. 1 (1-2), 45-60 (2016).
  37. Kadam, S. D., et al. Methodological standards and interpretation of video-electroencephalography in adult control rodents. A TASK1-WG1 report of the AES/ILAE Translational Task Force of the ILAE. Epilepsia. 58, 10-27 (2017).
  38. Hernan, A. E., et al. Methodological standards and functional correlates of depth in vivo electrophysiological recordings in control rodents. A TASK1-WG3 report of the AES/ILAE Translational Task Force of the ILAE. Epilepsia. 58, 28-39 (2017).
  39. Bernal, J., et al. Guidelines for rodent survival surgery. Journal of Investigative Surgery: the official journal of the Academy of Surgical Research. 22 (6), 445-451 (2009).
  40. Flecknell, P. Rodent analgesia: Assessment and therapeutics. Veterinary Journal. , 70-77 (2018).
  41. Miller, A. L., Richardson, C. A. Rodent analgesia. The Veterinary Clinics of North America. Exotic Animal Practice. 14 (1), 81-92 (2011).
  42. Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N. Survivable stereotaxic surgery in rodents. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (20), (2008).
  43. Gardiner, T. W., Toth, L. A. Stereotactic Surgery and Long-Term Maintenance of Cranial Implants in Research Animals. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 38 (1), 56-63 (1999).
  44. Williams, P. A., et al. Development of spontaneous recurrent seizures after kainate-induced status epilepticus. The Journal of Neuroscience: The official journal of the Society for Neuroscience. 29 (7), 2103-2112 (2009).
  45. Paradiso, B., et al. Localized overexpression of FGF-2 and BDNF in hippocampus reduces mossy fiber sprouting and spontaneous seizures up to 4 weeks after pilocarpine-induced status epilepticus. Epilepsia. 52 (3), 572-578 (2011).
  46. Kanamori, K. Faster flux of neurotransmitter glutamate during seizure – Evidence from 13C-enrichment of extracellular glutamate in kainate rat model. PLoS One. 12 (4), e0174845 (2017).
  47. Kanamori, K., Ross, B. D. Chronic electrographic seizure reduces glutamine and elevates glutamate in the extracellular fluid of rat brain. Brain Research. 1371, 180-191 (2011).
  48. Kanamori, K., Ross, B. D. Electrographic seizures are significantly reduced by in vivo inhibition of neuronal uptake of extracellular glutamine in rat hippocampus. Epilepsy Research. 107 (1-2), 20-36 (2013).
  49. Luna-Munguia, H., Meneses, A., Pena-Ortega, F., Gaona, A., Rocha, L. Effects of hippocampal high-frequency electrical stimulation in memory formation and their association with amino acid tissue content and release in normal rats. Hippocampus. 22 (1), 98-105 (2012).
  50. Mazzuferi, M., Binaschi, A., Rodi, D., Mantovani, S., Simonato, M. Induction of B1 bradykinin receptors in the kindled hippocampus increases extracellular glutamate levels: a microdialysis study. Neurowissenschaften. 135 (3), 979-986 (2005).
  51. Meurs, A., Clinckers, R., Ebinger, G., Michotte, Y., Smolders, I. Seizure activity and changes in hippocampal extracellular glutamate, GABA, dopamine and serotonin. Epilepsy Research. 78 (1), 50-59 (2008).
  52. Ueda, Y., et al. Collapse of extracellular glutamate regulation during epileptogenesis: down-regulation and functional failure of glutamate transporter function in rats with chronic seizures induced by kainic acid. Journal of Neurochemistry. 76 (3), 892-900 (2001).
  53. Wilson, C. L., et al. Comparison of seizure related amino acid release in human epileptic hippocampus versus a chronic, kainate rat model of hippocampal epilepsy. Epilepsy Research. 26 (1), 245-254 (1996).
  54. Lidster, K., et al. Opportunities for improving animal welfare in rodent models of epilepsy and seizures. Journal of Neuroscience Methods. 260, 2-25 (2016).
  55. Parrot, S., et al. High temporal resolution for in vivo monitoring of neurotransmitters in awake epileptic rats using brain microdialysis and capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection. Journal of Neuroscience Methods. 140 (1-2), 29-38 (2004).
  56. Kennedy, R. T., Watson, C. J., Haskins, W. E., Powell, D. H., Strecker, R. E. In vivo neurochemical monitoring by microdialysis and capillary separations. Current Opinion in Chemical Biology. 6 (5), 659-665 (2002).
  57. Kennedy, R. T. Emerging trends in in vivo neurochemical monitoring by microdialysis. Current Opinion in Chemical Biology. 17 (5), 860-867 (2013).
  58. Ferry, B., Gifu, E. P., Sandu, I., Denoroy, L., Parrot, S. Analysis of microdialysate monoamines, including noradrenaline, dopamine and serotonin, using capillary ultra-high performance liquid chromatography and electrochemical detection. Journal of Chromatography B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 951, 52-57 (2014).
  59. Jung, M. C., Shi, G., Borland, L., Michael, A. C., Weber, S. G. Simultaneous determination of biogenic monoamines in rat brain dialysates using capillary high-performance liquid chromatography with photoluminescence following electron transfer. Analytical Chemistry. 78 (6), 1755-1760 (2006).
  60. Parrot, S., Lambas-Senas, L., Sentenac, S., Denoroy, L., Renaud, B. Highly sensitive assay for the measurement of serotonin in microdialysates using capillary high-performance liquid chromatography with electrochemical detection. Journal of Chromatography B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 850 (1-2), 303-309 (2007).
  61. Hershey, N. D., Kennedy, R. T. In vivo calibration of microdialysis using infusion of stable-isotope labeled neurotransmitters. ACS Chemical Neuroscience. 4 (5), 729-736 (2013).
  62. Vander Weele, C. M., et al. Rapid dopamine transmission within the nucleus accumbens: dramatic difference between morphine and oxycodone delivery. The European Journal of Neuroscience. 40 (7), 3041-3054 (2014).
  63. Zestos, A. G., Kennedy, R. T. Microdialysis Coupled with LC-MS/MS for In Vivo Neurochemical Monitoring. The AAPS journal. 19 (5), 1284-1293 (2017).
  64. Benturquia, N., Parrot, S., Sauvinet, V., Renaud, B., Denoroy, L. Simultaneous determination of vigabatrin and amino acid neurotransmitters in brain microdialysates by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection. Journal of Chromatography B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 806 (2), 237-244 (2004).
  65. Chefer, V., et al. Repeated exposure to moderate doses of ethanol augments hippocampal glutamate neurotransmission by increasing release. Addiction Biology. 16 (2), 229-237 (2011).
  66. Morales-Villagran, A., Pardo-Pena, K., Medina-Ceja, L., Lopez-Perez, S. A microdialysis and enzymatic reactor sensing procedure for the simultaneous registration of online glutamate measurements at high temporal resolution during epileptiform activity. Journal of Neurochemistry. 139 (5), 886-896 (2016).
  67. Petit-Pierre, G., et al. In vivo neurochemical measurements in cerebral tissues using a droplet-based monitoring system. Nature Communication. 8 (1), 1239 (2017).
  68. Renaud, P., Su, C. K., Hsia, S. C., Sun, Y. C. A high-throughput microdialysis-parallel solid phase extraction-inductively coupled plasma mass spectrometry hyphenated system for continuous monitoring of extracellular metal ions in living rat brain. Nature Communication. 1326, 73-79 (2014).
  69. Zilkha, E., Obrenovitch, T. P., Koshy, A., Kusakabe, H., Bennetto, H. P. Extracellular glutamate: on-line monitoring using microdialysis coupled to enzyme-amperometric analysis. Journal of Neuroscience Methods. 60 (1-2), 1-9 (1995).
  70. Ngernsutivorakul, T., White, T. S., Kennedy, R. T. Microfabricated Probes for Studying Brain Chemistry: A Review. Chemphyschem: a Eurepean journal of chemical physics and physical chemistry. 19 (10), 1128-1142 (2018).
  71. Mirzaei, M., Sawan, M. Microelectronics-based biosensors dedicated to the detection of neurotransmitters: a review. Sensors. 14 (10), 17981-18008 (2014).

Play Video

Diesen Artikel zitieren
Soukupová, M., Falcicchia, C., Lovisari, F., Ingusci, S., Barbieri, M., Zucchini, S., Simonato, M. Microdialysis of Excitatory Amino Acids During EEG Recordings in Freely Moving Rats. J. Vis. Exp. (141), e58455, doi:10.3791/58455 (2018).

View Video