שינויים מולקולריים חוויה תלויה בתאי עצב חיוניים ליכולתו של המוח להסתגל בתגובה לאתגרים התנהגותיים.<em> In vivo</emשיטת הדמיה> שני פוטונים מתוארת כאן, המאפשרת מעקב אחר שינויים מולקולריים כאלה בנוירונים בקליפת המוח בודדים באמצעות כתבים מקודדים גנטי.
יכולתו של המוח להשתנות בתגובה לניסיון חיונית לתפקוד המוח בריא, והליקויים בתהליך זה תורמים למגוון של הפרעות 1,2 המוח. כדי להבין טובים יותר את המנגנונים שבאמצעותם מעגלים חשמליים במוח מגיבים לניסיון של בעל חיים דורש את היכולת לעקוב אחר השינויים המולקולריים חוויה התלויה במערך נתון של נוירונים, על פני תקופה ממושכת של זמן, בחי. למרות הניסיון והפעילות עצבית המשויך לו ידוע לגרום לשינויים בביטוי גני נוירונים 1,2, רוב השיטות כדי לזהות שינויים כאלה אינם מאפשרים התבוננות חוזרת ונשנית של אותם נוירונים מעל ימים מרובים או אין לך רזולוציה מספיקה להתבונן נוירונים בודדים 3 , 4. כאן, אנו מתארים שיטה שמשלבת בvivo מיקרוסקופ שני פוטונים עם כתב ניאון מקודד גנטי כדי לעקוב אחר שינויי ביטוי גני חוויה תלויות בנוירונים בקליפת המוח בודדים מעל במהלך ניסיוני היום יום.
אחד מהגנים ומבוססי ניסיון התלויים הוא חלבון פעילות מוסדרת cytoskeletal המשויך (ארק) 5,6. התעתיק של Arc הוא במהירות וביותר הנגרם על ידי פעילות עצבית מוגברת 3, והמוצר שלה החלבון מסדיר אנדוציטוזה של קולטני גלוטמט ופלסטיות ארוכת טווח הסינפטי 7. הביטוי 'ארק כבר בשימוש נרחב כסמן מולקולרי למיפוי מעגלים עצביים מעורבים בהתנהגויות ספציפיות 3. במרבית המחקרים אלה, ביטוי ארק זוהה על ידי כלאה באתרו או אימונוהיסטוכימיה בחלקי מוח קבועים. למרות השיטות האלה גילו כי הביטוי 'ארק היה מקומי לקבוצת משנה של הנוירונים מעוררים לאחר ניסיון התנהגותי, איך את הדפוסים הסלולר של ביטוי ארק עשויים להשתנות עם אפיזודות מרובות של חוויות חוזרות או ייחודיות מעל ימים לא נחקר.
ntent "> בחי מיקרוסקופ שני פוטונים מציע דרך רבה עצמה כדי לבחון שינויים תאיים חוויה תלויה במוח החי 8,9. כדי לאפשר בחינה של ביטוי ארק נוירונים בחיים על ידי מיקרוסקופ שני פוטונים, יצרו דפיקה בעבר בתור עכבר שבכתב GFP מוצב תחת השליטה של אמרגן ארק אנדוגני 10. פרוטוקול זה מתאר את הכנות כירורגיות ונהלי הדמיה למעקב אחר דפוסי ביטוי Arc-GFP חוויה תלוי בהרכבים עצביים בחי. בשיטה זו , חלונות גולגולת כרוניים היו מושתלים הראשון בעכברי Arc-GFP מעל אזורי קליפת הריבית. אלה חיות אז צלמו שוב ושוב על ידי מיקרוסקופ שני פוטונים לאחר פרדיגמות התנהגות רצויה במשך כמה ימים. שיטה זו עשויה להיות רלוונטית לכלל בעלי חי נושאים כתבי ניאון אחרים של שינויים מולקולריים ניסיון תלויים 4.בשיטת הדמית vivo המתוארת כאן מאפשר בדיקה חוזרת של שינויי ביטוי גני Arc באותם סטים של תאי עצב מעל ימים מרובים בחי. זה הוא שיטה יעילה ותכליתית כדי להשיג מידע על דינמיקה מולקולרית הקשורים לפלסטיות עצבית בנוירונים בודדים בתגובה לחוויות התנהגותיות שונות. שיטות סטנ?…
The authors have nothing to disclose.
המחברים מבקשים להודות ל 'Belluscio לציוד הסרטת ניתוח, ד' קוון לצילום סיוע, ק יו לעריכת וידאו סיוע, וק מקלאוד לכל מוסיקת הרקע. ק"ו מודה לתמיכה הנדיבה של אגף NIMH של תוכניות מחקר מו"פ אזרחיות והגנים, קוגניציה ותכנית פסיכוזה. עבודה זו נתמכה על ידי תכנית מחקר NIMH ביצוע העצמית (VC, י.י., SMKW) והחטיבה של תכנית מחקר הקלינית והביולוגית של בין חומות NIAAA (VC, RMC, DML).
Name of the Equipment | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
FV1000 multi-photon laser scanning microscope | Olympus | FV1000MPE | Imaging |
Dissection microscope | Omano | 555V107 | Surgery |
Stereotaxis surgery stage for mice | Harvard Apparatus | 726335 | Surgery |
20X or 25X water immersion objective | Olympus | XLPL25XWMP | Imaging |
Microscope stage with head-fixation frame | Custom made | N/A | Imaging |
Fine forceps | Fine Science Tools | 11251-20 | Surgery |
Dental drill burr | Fine Science Tools | 19007-05 | Surgery |
CCD camera | QImaging | QICAM 12-bit | Imaging |