Un approccio alternativo per studiare eventi primari nella neurodegenerazione utilizzando fettine di cervello di ratto Ex Vivo
Summary
Presentiamo un metodo che può fornire ulteriori approfondimenti i primi eventi sottostante neurodegenerazione e basato sulla tecnica del cervello stabilito ex vivo , unendo i vantaggi degli esperimenti in vivo e in vitro . Inoltre, rappresenta un’opportunità unica per un confronto diretto del gruppo trattata e non trattata sullo stesso piano anatomico.
Abstract
Nonostante i numerosi studi che tentano di sviluppare modelli animali affidabile che riflettendo il primario i processi di neurodegenerazione sottostante, molto pochi sono stati ampiamente accettati. Qui, vi proponiamo una nuova procedura adattata dal ben noto ex vivo fetta tecnica del cervello, che offre una più stretta in vivo-come scenario di in vitro i preparativi, per indagare gli eventi precoci innescando la degenerazione delle cellule, come osservato nel morbo di Alzheimer (annuncio). Questa variante è costituita da passi semplici e facilmente riproducibili, che consentono la conservazione della citoarchitettura anatomica della regione del cervello selezionato e la sua funzionalità locali in un ambiente fisiologico. Diverse aree anatomiche possono essere ottenuti dal cervello stesso, offrendo la possibilità di eseguire esperimenti multipli con i trattamenti in questione in un sito – dose- e tempo-dipendente. Limitazioni potenziali che potrebbero influenzare i risultati relazionati a questa metodologia sono legate alla conservazione del tessuto, vale a dire, il mantenimento della sua integrità anatomica durante le operazioni di affettamento e incubazione e lo spessore di sezione, che possono influenzare l’analisi biochimica e immunohistochemical. Questo metodo può essere impiegato per scopi diversi, come esplorare i meccanismi molecolari coinvolti in condizioni fisiologiche o patologiche, screening di farmaci o dosaggi di dose-risposta. Infine, questo protocollo potrebbe anche ridurre il numero di animali impiegati in studi comportamentali. L’applicazione segnalata qui recentemente descritto e testato per la prima volta su ex vivo il fettine di cervello di ratto contenenti proencefalo basale (BF), che è una delle regioni cerebrali colpite principalmente in annuncio. In particolare, è stato dimostrato che la somministrazione di un peptide tossico derivato dal C-terminale dell’acetilcolinesterasi (AChE) potrebbe richiedere un profilo AD-come, innescando, lungo l’asse antero-posteriore del BF, un’espressione differenziale di proteine alterate in annuncio, ad esempio il recettore nicotinico alfa7 (α7-nAChR), fosforilato Tau (p-Tau) e beta amiloide (Aβ).
Introduction
Annuncio è che una patologia cronica caratterizzata da danno progressivo neurodegenerative che interessano aree differenti del cervello, come la corteccia di entorhinal (CE), BF, ippocampo (HC) e bulbo olfattivo (OB)1,2,3, 4,5. La fine delle fasi di sviluppo AD portare ad un declino conoscitivo progressivo, rendendo questa malattia la più comune forma di demenza, pari circa al 70% di tutti i casi6. Malgrado vasto tentativo di comprendere le fasi iniziali che causano AD, non esiste attualmente una definita indicazione sperimentale delucidamento li. Inoltre, la teoria più popolare – del “ipotesi amiloide” – è sempre più messa in discussione dal momento che non fornisce un profilo completo nello spiegare pathobiology annuncio, né una destinazione farmaceutica che si è rivelata efficace7,8 ,9.
Una teoria alternativa che sta ricevendo crescente attenzione suggerisce che i meccanismi iniziali che si verificano durante la neurodegenerazione sono correlati a un cluster di un neurone principalmente suscettibile AD3,10,11 , 12 , 13 , 14. questo hub cellulare eterogeneo rientra all’interno i progetti di BF, mesencefalo e del tronco cerebrale, più aree, quali la CE, HC e OB15,16. Nonostante la sua diversità nella morfologia neuronale e sintesi del neurotrasmettitore, questo nucleo di cellule condivide una caratteristica comune nell’esprimere il dolore, che può anche avere una funzione non-enzimatica17,18. Questo ruolo non-classica come un romanzo di segnalazione molecola media il flusso di calcio (Ca2 +) in neuroni che possono subire gli eventi trofici o tossici in relazione di Ca2 + dose, disponibilità e un neurone età17,18 , 19.
Durante la neurodegenerazione, la perdita cellulare osservata potrebbe essere quindi associata a questa funzione non enzimatici17,18,20, che è attribuibile ad un peptide 30mer (T30) spaccato da mal di C-terminale 20. in linea con i risultati precedenti, riportati su coltura cellulare e optical imaging preparazioni di18,21 , abbiamo dimostrato, attraverso un approccio innovativo basato su ex vivo il fettine di cervello di ratto contenente strutture BF, che ha indotto T30 un annuncio-come il profilo22. In particolare, questa nuova metodologia offre uno scenario più fisiologico di coltura cellulare, poiché mantiene molte delle caratteristiche di un tessuto intatto, che vanno da anatomica alla conservazione di circuiti, seppur per una finestra di tempo di ore. Abbiamo applicato questo protocollo per esplorare gli eventi che si svolgono durante le fasi iniziali della neurodegenerazione, monitoraggio della risposta acuta all’atto dell’applicazione T30.
Nonostante il grande corpo di letteratura sull’uso di cervello fette di indagare i meccanismi molecolari implicati nel danno neuronale o neurogenesi23,24, questo protocollo fornisce per la prima volta un più immediato e sensibile leggere rispetto per l’uso comune di organotipiche fette. Tuttavia, come è il caso per organotipiche sezioni del cervello, questa procedura di fetta acuta può essere adottata per diversi scopi, come ad esempio la valutazione di neuroprotective o molecole neurotossiche, scoperta di primarie cambiamenti molecolari che si verificano in un processo specifico, patologie correlate: analisi immunohistochemical e dosaggi farmacologici per il sistema nervoso centrale.
Protocol
Representative Results
Discussion
L’aspetto principale di questo protocollo, basato sulla tecnica del cervello ben consolidata ex vivo , permette di testare in modo sincrono due hemislices speculare, ottenuti sullo stesso piano anatomico, controllo della loro risposta dopo l’applicazione di uno specifico condizione (controllare o trattati); Questo offre quindi un paradigma sperimentale sotto stretto controllato quanto possibile. La possibilità di valutare in un tempo – dose- e site-specific modo diverse sostanze neurochimiche legate al deficit …
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato finanziato dalla Neuro-Bio Ltd. Vorremmo ringraziare il Dr. Giovanni Ferrati e Dr. Sergio Rotondo (Neuro-Bio) per i loro commenti e consigli sul manoscritto.
Materials
| Sodium chloride (NaCl) | Sigma-Aldrich, Germany | S7653 | Reagent for aCSF preparation |
| Potassium chloride (KCl) | Sigma-Aldrich, Germany | P9333 | Reagent for aCSF preparation |
| Sodium bicarbonate (NaHCO3) | Sigma-Aldrich, Germany | S5761 | Reagent for aCSF preparation |
| Magnesium sulphate heptahydrate (MgSO4 (7H2O)) | Sigma-Aldrich, Germany | 63138 | Reagent for aCSF preparation |
| Potassium phosphate monobasic (KH2PO4) | Sigma-Aldrich, Germany | P5655 | Reagent for aCSF preparation |
| Hepes salt | Sigma-Aldrich, Germany | H7006 | Reagent for aCSF preparation |
| Hepes acid | Sigma-Aldrich, Germany | H3375 | Reagent for aCSF preparation |
| Glucose | Sigma-Aldrich, Germany | G7528 | Reagent for aCSF preparation |
| Calcium chloride dehydrate | Sigma-Aldrich, Germany | 223506 | Reagent for aCSF preparation |
| T30 peptide | Genosphere Biotechnologies, France | AChE-derived peptide tested | |
| Surgical dissecting kit | World Precision Instruments, USA | Item #: MOUSEKIT | Brain removal step |
| Surgical blades | Swann-Morton, UK | BS 2982 | Brain removal step |
| Filter paper | Fisher Scientific, USA | 11566873 | Brain preparation for slicing |
| Glue | Brain preparation for slicing | ||
| Vibratome | Leica, Germany | VT1000 S | Slicing |
| Brushes | Tissue handling | ||
| Oxygen canister | Sectioning and incubation phase | ||
| 1x Phosphate buffer saline (PBS) | Fisher Scientific, USA | BP2438-4 | Homogenization step |
| Phosphatase inhibitors | Fisher Scientific, USA | 1284-1650 | Homogenization step |
| Protease inhibitors | Roche complete PIC, USA | 4693116001 | Homogenization step |
| Pestles | Starlab, UK | I1415-5390 | Homogenization step |
| Microcentrifuge | |||
| Pierce 660 nm Protein Assay | Thermo Scientific, USA | 22660 | Protein concentration |
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