급성 뇌 슬라이스에서 내인성 모아민 방출 측정을 위한 판 기반 분석

신경 및 정신 질환의 과다 한 소화 장애 또는 단일 아민 신경 전달 물질의 부족 한 유지 보수와 관련 된 (도파민 [DA], 세로토닌 [5-HT], 노르 피 네 프 린 [NE]) 항상성^1,2,3. 이러한 조건은 우울증을 포함하지만, 이에 국한되지 않는다^1,2, 정신 분열증^, 불안², 중독⁴, 폐경^5,6,7, ^pain8, 및 파킨슨 병³. 예를 들면, 폐경의 몇몇 쥐 모형은 해마 내의 단색민의 난독증 또는 감소, 전두엽 피질 및 striatum가 폐경을 경험하는 여자에서 보인 불경기 및 인식 쇠퇴 둘 다와 연관될 수 있다는 것을 보여주었습니다. 이 모형에 있는 monoamines의 dysregulation는 HPLC-ECD를 사용하여 광범위하게 검토되었습니다, 연구 결과는 신경 전달물질 릴리스 대 측정된 신경 전달물질 함량 사이에서 차별하지 않았지만 ^5,6,7. 모노아민은 고전적으로 ^Ca2+의존성 성 산하 제¹⁹을 통해 세포외 공간으로 방출되며, 각각의 플라즈마 멤브레인 재업 시스템(도파민 수송기, DAT; 세로토닌 수송기, SERT; 노르피네프린 수송기, NET)^10,11을 통해 다시 재활용된다. 반대로, 데이터는 암페타민 (AMPH)과 3,4-메틸렌디옥시메탐페타민 (MDMA)과 같은 남용약물이 각각 ^{수송 시스템을 통해} DA와 5-HT를 방출하는 것으로 알려져 있기 때문에 이러한 수송기는 모노아민을 방출하거나 efflux 할 수 있음을 시사합니다 ^16,16,167 . 따라서, 모노아민 방출 역학의 적절한 기계론적 이해는 특정 및 표적 약리요법을 개발하는 데 중요합니다.

빠른 스캔 사이클릭 볼탐법 (FSCV)¹⁸, 생체 내 미세 투석¹³, 이미징¹⁹, 방사선 표지 모노 아민²⁰, 광유전학, 그리고 최근에는 유전적으로 색소로 인코딩된 형광 센서 및 광미측정^221,221,211과 같은 모노아민 방출을 연구하기 위해 다양한 기술이 사용되었습니다^. . FSCV 및 생체 내 마이크로 투석은 모노아민 방출을 연구하는 데 사용되는 주요 기술입니다. FSCV는 급성 뇌 슬라이스와 생체 내 DA의 자극된 외세포 방출을 연구하는 데 사용됩니다. FSCV는 방출을 자극하거나 깨우기 위하여 전극을 이용하기 때문에, 신경 전달물질 방출의 1차 근원은 ^Ca2+의존성 성혈관 방출18,24,25,26,27,28,29,30,31^입니다 . HPLC와 결합 된 생체 내 미세 투약은 관심의 뇌 영역에 배치 된 프로브를 사용하여 세포 외 신경 전달 물질 수준에 변화를 측정^13,32. FSCV와 유사, 생체 내 마이크로 투석에 대한 주요 제한은 신경 전달 물질 방출의 소스를 결정하는 어려움입니다 : ^Ca2+ 의존성 혈관 방출 또는 수송에 의존. 주목할 만하지만 두 방법 모두 모노아민 방출을 직접 측정할 수 있습니다. 최근 광유전학의 발전을 통해, 연구는 절묘한 세포 모형 특이성^21,22와 짧은 기간에 있는 5-HT 및 DA 방출의 검출을 보여줍니다. 그러나, 이러한 전략은 복잡하고 비용이 많이 드는 기술과 장비를 필요로하고, 간접적으로 단일 아민 방출을 측정, 특히 수용체에 단일 아민 바인딩을 통해. 또한, 방사성 표지 모노아민은 또한 모노아민 역학을 연구하는 데 사용됩니다. 방사선 표지 모노아민은 각 모노아민 수송기 20,33,34,35,36,37,38,39,40, 1차 뉴런²⁰, 시냅토좀^3,39,41, 이종세포 와 같은 다양한 모델 시스템에 미리 로드될 수 ^{있다. 42}, 급성 뇌 슬라이스^43,44. 그러나, 방사능은 실험자에게 잠재적인 해를 초래하고, 트리튬 라벨된 유리분해는 내인성 monoamine ^{dynamics45,46}을 충실하게 되풀이하지 않을 수 있습니다. HPLC-ECD와 같은 오프라인 검출 방법과 결합된 슈퍼퓨전 시스템은 여러 조직 소스에서 모노아민검출을 허용했습니다. 여기서 이 프로토콜은 급성 뇌 슬라이스를 사용하여 내인성 기저 및 자극된 모노아민 방출을 직접 측정하기 위해 최적화되고 저렴한 비용, 간단하고 정확한 방법을 제공합니다.

급성 뇌 슬라이스는 주로 생체 내 해부학 적 미세 환경을 보존할 때 기계론 적 가설을 테스트할 수 있으며, 그대로 시냅스47,48,49,50,51,52^를 유지합니다. 몇 가지 연구에서, 급성 뇌 슬라이스 또는 다진 뇌 조직 ^Ca2+ 매개 릴리스를 자극 하는 KCl을 사용 하 여 과융합 기술과 함께 사용 되었습니다53,54,55,56. 과류 시스템은 모노아민을 포함한 신경 전달 물질 방출 메커니즘에 대한 현장의 이해를 증진하는 데 매우 중요합니다. 그러나, 이들 시스템은 비교적 비싸며, 조직 분석에 사용할 수 있는 챔버의 수는 4-12사이이다. 이에 비해, 여기에 제시된 방법은 저렴하고, 48개의 조직 샘플을 측정할 수 있으며, 최대 96개의 조직 샘플을 사용하도록 정제될 수 있다. 48웰 플레이트 내에 있는 각 우물에는 필터를 사용하여 방출된 제품을 조직으로부터 분리하는 조직 홀더가 포함되어 있으며, 방출된 모노아민은 HPLC-ECD에 의해 수집 및 분석됩니다. 중요한 것은, 이 방법은 전두엽 피질, 해마 및 등쪽 줄무늬와 같은 다른 뇌 영역에서 5-HT, DA 및 NE 방출을 동시에 측정할 수 있도록 하는 약리학제제로 치료후 모노아민 방출을 조절한다. 따라서, 실험자는 테스트된 샘플의 수를 증가시켜 사용되는 동물의 수를 줄이는 저렴한 멀티웰 시스템을 사용하여 여러 질문에 답할 수 있다.