We beschrijven een histochemische procedure die onthult karakteristiek laminaire en areal zink kleuring patronen in verschillende hersengebieden. Het patroon van zink-kleuring kan worden gebruikt in combinatie met andere anatomische markeringen op betrouwbare wijze onderscheiden lagen en regio’s in de ontwikkelingslanden en volwassen brein.
Karakterisering van de hersenen van de anatomische en functionele organisatie en ontwikkeling vereist nauwkeurige identificatie van afzonderlijke neurale circuits en regio’s in de onvolwassen en volwassen brein. Hier beschrijven we een zink-histochemische kleuring-procedure die verschillen in kleuring patronen tussen verschillende lagen en hersengebieden onthult. Anderen hebben gebruikt deze procedure niet te onthullen van de verdeling van de zink-bevattende neuronen en circuits in de hersenen, maar ook om af te bakenen met succes areal en laminaire grenzen in de ontwikkelingslanden en volwassen hersenen in verschillende soorten. Hier we illustreren dit kleuring procedure met beelden uit ontwikkelingslanden en volwassen ferret hersenen. We onthullen een zink-kleuring patroon dat als een anatomische markering van gebieden en lagen fungeert, en op betrouwbare wijze kan worden gebruikt om te onderscheiden van de visuele corticale gebieden in de ontwikkelingslanden en volwassen visuele cortex. Het hoofddoel van dit protocol is te presenteren een histochemische methode waarmee de nauwkeurige identificatie van lagen en regio’s in de ontwikkelingslanden en volwassen hersenen waar andere methoden niet in slaagt om dat te doen. Subsidiair, in combinatie met densitometric beeldanalyse, deze methode maakt het mogelijk om te beoordelen van de verdeling van de synaptische zink te onthullen van eventuele veranderingen in de gehele ontwikkeling. Dit protocol beschrijft in detail de reagentia, instrumenten en stappen die nodig zijn om achtereenvolgens vlek bevroren hersenen secties. Hoewel dit protocol wordt beschreven met behulp van ferret hersenweefsel, kan het gemakkelijk worden aangepast voor gebruik in knaagdieren, katten en apen ook zoals in andere hersengebieden.
Histologische vlekken hebben van oudsher gebruikt om te helpen bij de identificatie van de corticale gebieden in verschillende soorten door te onthullen van de verschillen in architectonische kenmerken. Het gecombineerd gebruik van histochemische technieken zoals voor Nissl-substantie, cytochrome oxidase (CO) reactiviteit of myeline kan afwerpen als ze soortgelijke areal grenzen in het volwassen brein onthullen. Echter, deze histochemische vlekken niet altijd adequaat onthullen duidelijke grenzen tussen corticale gebieden en lagen in de onvolgroeide hersenen.
In het centrale zenuwstelsel heeft zink verscheidene kritieke functies waarin het stabiliseren van de DNA-structuur, die fungeert als een enzym cofactor, deelnemen aan diverse regelgevende functie, en fungeert als een neuromodulator door haar aanwezigheid in synaptische vesikels 1. synaptic zink is uniek, omdat het kan worden gevisualiseerd met behulp van de methoden van het histologische, overwegende dat eiwit-gebonden zink niet gevisualiseerde2. Deze functie heeft benut om te onthullen het patroon van de synaptische zink in verschillende corticale gebieden, en synaptische zink histochemie is gebruikt in een aantal studies. Een subset van glutamaterge neuronen in de cortex cerebri bevatten zink in de presynaptische blaasjes binnen hun axon terminals3,4. Histochemische studies is gebleken een heterogene verdeling van synaptic zink in de hersenschors5,6,7. Er lijkt te zijn van een verschillende areal en laminaire verdeling van histochemically reactieve zink in verschillende corticale gebieden (bijvoorbeeldvisuele versus Somatosensorische cortex) of lagen (b.v.zink niveau in de supragranular en infragranular lagen van primaire visuele cortex zijn aanzienlijk hoger dan in thalamocortical invoerlaag IV met relatief lage synaptic zink niveaus)5,8,9. De heterogeniteit in synaptic zink kleuring waargenomen in de cortex is vooral voordelig als het vergemakkelijkt areal en laminaire identificatie.
Hier presenteren we een gedetailleerde beschrijving van een synaptic zink histochemische procedure, die een gewijzigde versie van Danscher van 1982 methode10 is. Deze methode maakt gebruik van seleniet geïnjecteerd intraperitoneally (IP) in dieren als een chelaatvormer. De seleniet reist naar de hersenen om te reageren met zwembaden gratis zink in de blaasjes van een subset van glutamaterge synapsen in de hersenen gevonden. Deze reactie resulteert in een neerslag die vervolgens kan worden verbeterd door zilveren ontwikkeling2,10,11.
Deze procedure blijkt laminaire en areal patronen van synaptische zink kleuring; densitometric analyse kan worden gebruikt ter beoordeling van deze patronen zowel kwalitatief en kwantitatief in de volwassen en onvolgroeide hersenen effecten van andere ingrepen, zoals zintuiglijke, milieu, farmacologische of genetische manipulaties te bestuderen. Bovendien kan een ook willen beoordelen van mogelijke ontwikkelings veranderingen in de distributie van synaptic zink in andere corticale en subcorticale structuren in andere modelsystemen. De kwantitatieve gegevens die densitometric analyse in deze methode verschaft kan nuttig zijn voor de volgende ontwikkeling van de hersenen na verloop van tijd. Dit protocol biedt een metgezel te andere immuno – histochemische markeringen te onthullen van laminaire en areal grenzen.
De huidige studie maakt gebruik van een histochemische techniek gebaseerd op een gewijzigde versie van de Danscher (1982) methode10, waarbij de lokalisatie van de synaptische zink kan worden gedetecteerd en gevisualiseerd in de hersenen. Deze methode werkt in wezen door het injecteren van het dier met de zink complexvormer Natriumseleniet (nb2van SeO3) (15 mg/kg). Na injectie, de seleniet reist naar de hersenen en bindt aan gratis zink die is gelokaliseerd aan de presynaptisc…
The authors have nothing to disclose.
Dit werk werd ondersteund door subsidies van het National Center for onderzoeksmiddelen (2G12RR03060-26A1); Het National Institute on minderheid gezondheid en gezondheid verschillen (8G12MD007603-27) van de National Institutes of Health; Professioneel personeel Congres-City University of New York (PSC-CUNY); en faculteit Research Grant (FRG II) Amerikaanse Universiteit van Sharjah. Wij danken Vidyasagar Sriramoju voor het introduceren van ons aan deze methoden.
Euthasol (Euthanasia solution) | Henry Schein | 710101 | |
Sodium selenite | Sigma-Aldrich | 214485 | |
Ketamine (Ketaved) | Henry Schein | 48858 | 100 mg/ml injectables |
Xylazine (Anased) | Henry Schein | 33198 | 100 mg/ml injectables |
Paraformaldehyde | Sigma-Aldrich | F8775 | Dilute to 4% |
Gum arabic | Sigma-Aldrich | G9752-500G | |
Citric acid | Sigma-Aldrich | C1909 | |
Sodium citrate | Sigma-Aldrich | W302600 | |
Hydroquinone | Sigma-Aldrich | H9003 | |
Silver lactate | Sigma-Aldrich | 85210 | |
Fish gelatine | Sigma-Aldrich | G7765 | |
Cytochrome c | Sigma-Aldrich | C2506 | (Type III, from equine heart) |
Catalse | Sigma-Aldrich | C10 | |
Sucrose | Domino | ||
Xylene | Fisher Scientific | X5P-1GAL | |
Permount | Fisher Scientific | SP15-500 | |
100% Ethanol | Fisher Scientific | A406-20 | Used for dehydration prior to slide mounting |
Coverslips | Brain Research Laboratories | #3660-1 | |
Frosted unsubbed slides | Brain Research Laboratories | #3875-FR | |
Microtome | American Optical Company | 860 | |
Microscope | Olympus | BX-60 | |
Adope Photoshop | Adobe Systems, San Jose, CA | To assemble images | |
ImageJ | Free software can be downloaded at http://rsb.info.nih.gov/ij/ | For densometric measurements | |
Plastic tray | Any standard plastic tray may be used | to immerse slides in developer solution | |
Hot plate | Any standard hotplate may be used |