片頭痛と慢性片頭痛への変換が改善された治療の選択肢の必要性の巨大なヘルスケアの負担です。我々は、モデル化、神経免疫シグナル伝達が片頭痛に対する感受性を調節する方法を定義するために模索<em> in vitroで</em>新たな治療標的を開発するための手段として、海馬のスライス培養において拡散うつ病を使用。
慢性的な片頭痛に片頭痛とその変換は、改良された治療の選択肢の必要性の医療負担です。我々は、神経免疫シグナル伝達がエピソードや慢性的な片頭痛のための新たな治療標的を開発するための手段として、拡散うつ病(SD)を用いてインビトロでモデル化された片頭痛、感受性を調節する方法を定義するために模索。 SDは、片頭痛前兆と片頭痛の痛みの原因である可能性があります。それは徐々に影響を受けやすい脳の領域内に伝播最初に増加し神経活動によって引き起こされる神経機能の発作性の損失、である。正常な脳機能は、に非常に敏感であり、と同時、低レベルの免疫シグナルに依存しています。従って、神経免疫シグナル伝達は、おそらくSDの電気的活動に影響を与えるため、片頭痛。動物全体におけるSDの疼痛知覚の研究は困難に満ちているですが、全体の動物はよくSDは三叉神経侵害受容伝達経路を活性化以来、片頭痛のシステム生物学的側面を検討するために適しています。しかし、単独で全体の動物実験は、SDの解読、細胞と神経回路のメカニズムを使用することはできません。代わりに、環境条件を制御することができるin vitroの準備に必要です。ここでは、急性スライスと海馬スライス培養の明確な利点の限界を認識することが重要です。急性脳スライスはトリガーだけでスライスを準備するので、免疫シグナル伝達の微妙な変化を明らかにすることはできません。炎症誘発性の変化をその最後の日、スライスを活性化するために必要な酸素のテンションの高レベルのためにてんかん様の動作、および酸素スライスセンターで不可逆的細胞傷害。
静止アストロサイト、ミクログリア、およびサイトカインのレベルを示し;とは対照的に、我々は彼らが成熟したtrisynaptic機能の in vivo相手に密接に平行な文化以来、成熟した海馬の切片培養における免疫シグナル伝達を調べ、SDが簡単に無麻酔の準備に誘導される。また、スライスは寿命が長く、SDがこの準備慢性SDの神経免疫影響をモデル化できるため、恐らく慢性片頭痛、最新の唯一の手段作る、怪我することなく日間連続で誘導することができる。我々は、神経細胞とSDと一致回路の機能を測定する電気生理学的手法と非侵襲的イメージングを使用してください。神経免疫遺伝子発現の変数は、定量PCRスクリーニング、定量PCRアレイを用いて測定、および、重要なのは、超低レベルの検出用cDNAはプリアンプの使用は、全体を使用してインターフェロン-γ、地域、または特定の細胞を強化(レーザー解剖顕微鏡を介して)としてターゲットにされていますサンプリング。サイトカインカスケードシグナリングは、さらに細胞特異的免疫染色を介して確認された遺伝子の発現とリン酸化の変化と多重化されたリン関連のターゲットで評価される。薬理学的およびsiRNAの戦略は、 模倣とSD免疫シグナル伝達を変調するために使用される。
SDは、特性が非常にすべての種と日付に検査脳領域に保存されている脳の発作性摂動です。 SDは、一般的に新皮質に研究されている。まだ、この構造体の神経回路の複雑さ(海馬と比較して)だけでなく、長期にわたって静止免疫機能を用いたin vitro での新皮質が生き続けることができないことは、長期的な影響を定義するためのin vitroの準備としては、あまり有効に活用SD感受性の。これとは対照的に、海馬だけでなくSDに最も敏感である脳の構造であり、それはまた、よく神経活動は、SDの感受性を調節することのできる神経免疫手段を定義するために適した、より単純化された神経回路の構造と機能、とarchicortical構造です。 。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、国立神経疾患研究所およびストローク(NS – 19108)、母子保健と病の国立研究所(PO1 – HD09402)、片頭痛研究財団とホワイト財団からの補助金によって支えられている。さんマーシャP.クレイグは、文化のシステムの準備と維持に協力した。
Name of Reagent/Equipment | Company | Catalogue/Model Number |
---|---|---|
Basal Medium Eagle | Invitrogen | 21010 |
Earle’s Balanced Salt Solution | Sigma | E2888 |
Horse Serum | Invitrogen | 26050-088 |
Glutamax | Invitrogen | 35050 |
Gentamicin | Invitrogen | 15710-064 |
Fungizone | Invitrogen | 15295 |
D-glucose | Sigma | G8769 |
Table 1. Culture Preparation and Maintenance: Horse Serum Medium
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---|---|---|---|
Neurobasal | Invitrogen | 21103 | |
Gem-21 Neuroplex | Gemini Bioproducts | 400-160-010 | |
Glutamax | Invitrogen | 35050 | |
Gentamicin | Invitrogen | 15710-064 | |
D-glucose | Sigma | G8769 | |
Ascorbic acid | Sigma | A4544 | |
Fungizone | Invitrogen | 15295 | |
Sodium chloride | Sigma | S6546 | |
Magnesium chloride | Sigma | M1028 | |
Calcium chloride | Sigma | 21115 |
Table 2. Culture Preparation and Maintenance: Serum-free Medium
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Millicell-CM tissue culture inserts (30 mm) | Thermo Fisher | PICM0-3050 | |
6-well Falcon culture dishes | Thermo Fisher | 08-772-1B | |
Sytox Green | Invitrogen | S7020 |
Table 3. Materials fabrication: Ground Electrodes
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---|---|---|---|
Glass capillary tubes | A-M Systems, Inc. | 2mm x 1.16mm, 4 inches | |
KCl | Sigma | P5405 | |
Agar | Fisher Scientific | A360 | |
EDTA | Sigma | 5134 | |
Tubing | Masterflex | 95809-34 | |
1.5 mL centrifuge tube rack | Fisher Scientific | ||
Silver wire | Medwire | AG15X | |
Hemostat | Fine Scientific Tools | 13018-14 | |
Emery board | Walgreens | ||
Scintillation vial | Fisher Scientific | ||
Flexible adhesive sealant | Amazing Goop | ||
Bleach | Clorox |
Table 4. Materials fabrication: Ground Electrodes
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---|---|---|---|
Borosilicate filament | Sutter Instruments | BF150-86-10 | 1.5 x 0.86 mm |
Microelectrode puller | Narashige | PE-2 | |
Eye piece optical micrometer | Zeiss | ||
Stage optical micrometer | Zeiss | ||
Compound Microscope | Zeiss | ||
Microscope slides | Surgipath | 00210 | |
1-Dimensional microelectrode manipulator | Narashige | MO-10 | |
3-dimensional microelectrode manipulator | Narashige | MM-3 | |
Adhesive putty | Scotch | ||
100 mm Nalgene containers | Fisher Scientific |
Table 5. Materials fabrication: Recording Electrodes
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---|---|---|---|
Teflon-coated platinum iridium wire | A-M Systems | 7780 | 125 μm bare, 200 μm coated |
Forceps | Thermo Fisher | 13-812-38 | |
Hemostat | Fine Scientific Tools | 13018-14 | |
30 gauge wire | Tensolite | ||
Soldering iron | Cooper Tools | UTC 100 | |
Solder | Bernzomatic | Resin core, lead free, silver bearing | |
Concentrated HCl | Fisher Scientific | A144-212 | |
Pasteur pipette | Fisher Scientific | 13-678-30 | |
Water-resistant epoxy | JB Weld | ||
Banana jacks | Newark Electronics |
Table 6. Materials fabrication: Stimulating Electrodes
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---|---|---|---|
Falcon 35 mm culture dish | Becton Dickinson Labware | ||
Glass filament tubes | Sutter Instrument Co. | BF100-58-10 | 1.0 mm, 12 mm long |
Cotton squares | Walgreens | ||
Forceps | Thermo Fisher | 13-812-38 | |
Tubing | Masterflex | 95809-34 | |
Poly vinyl chloride film | Fisher Scientific | 01810 | 18 inches x 1000 feet |
#9 single edge razor blade | Smith |
Table 7. Materials fabrication: Recording Dishes
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Recording chamber | Medical Systems Corp. | PDMI-2 | Recording chamber |
Bipolar temperature control | Medical Systems Corp. | TC-202 | |
Combination pH electrode | Microelectrodes Inc. | MI-413 | |
pH meter | Beckman | 250 | Battery operated |
Mini Type-T thermocouples | Physiotemp | IT series | |
DigiSense thermometer | Cole-Palmer | 8528-10 | |
Inline heater | Warner Instruments | SH278 | |
Gibraltor table | Burleigh | ||
Inverted microscope | Leica | DMIRE2 | |
Anti-vibration Table | Technical Manufacturer’s Corp | 63-541 | |
Cautery tool | Gemini | Battery operated | |
Microelectrode micromanipulators | Narashige | WR60 | Left and right |
Stabilized power supply | MGE UPS systems | Ellipse 1200 | +/- 5 volts (120 total) |
Axoprobe amplifier system | Axon instruments | 1-A | |
Active filter | Frequency Devices | Model 900 | |
Axoscope Digidata | Axoscope | 1322-A | |
Axoscope software | Axoscope | v. 9 | |
Computer systems | Dell | Precision T5400 | |
Origin8 | OriginLab Corp | v. 8.1 | |
Stimulator isolation unit | Bak Electronics, Inc. | BSI-II | |
1/2 inch position magnets | Dexter | PMO90-3 | |
3 inch position magnets | Dexter | PMC-800T | |
Multiple X-Blocks | Narishige | X-12 | For positioning ball joints |
Valves | Hamilton | HVD-3 | For medium delivery |
Syringe pump | Razel | A99 | |
Digital oscilloscope | Agilant technologies | ||
Digital camera system | Quant EM | 512-SC | |
MetaMorph software | Molecular Devices | v. 7.5.04 | |
Microscope objective focus with Pi foc | Physik Instrumente | E-662.LR | |
Smart shutter | Lambda SC | ||
Dual wavelength fluorescent microscopy | Applied Scientific Instruments | Polychrome II | |
Peristaltic pumps | Masterflex | 77120-62 | |
Aspirator | Harvard Apparatus | PDMI component |
Table 8. Electrophysiological Setup
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---|---|---|---|
1 M Magnesium Chloride | Sigma | 057K8620 | |
1 M Manganese Chloride | Sigma | 018K6107 | |
1 M Calcium Chloride | Sigma | GA10984 | |
AlexaFluor594-tagged Isolectin-IB4 | Invitrogen | I21413 | |
Neurobasal | Invitrogen | 21103 | |
Polyvinyl chloride film | Fisher Scientific | 01810 | |
MetaMorph | Molecular Devices | v. 7.5.04 | |
Inverted microscope | Leica | DMIRE2 | |
Camera | QuantEM | 512SC | |
UV light | Kubler | CODIX | |
Bipolar Temperature Controller | Medical Systems Corp | TC-202 | |
Smart shutter | Lambda SC | ||
Sytox Green | Invitrogen | S7020 | |
Falcon 35 mm culture dishes | Becton Dickinson Labware | ||
Glass filament tubes | Sutter Instrument Co. | BF100-58-10 | 1.0 mm, 12 mm long |
Tubing | Masterflex | 95809-34 | |
Recording chamber | Medical Systems Corp. | PDMI-2 | Recording chamber |
Bipolar temperature control | Medical Systems Corp. | TC-202 | |
Combination pH electrode | Microelectrodes Inc. | MI-413 | |
Gibraltor table | Burleigh | ||
Anti-vibration Table | Technical Manufacturer’s Corp | 63-541 |
Table 9. Vital Imaging in Hippocampal Slice Cultures
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---|---|---|---|
RNAlater | Ambion | AM7021 | |
RNase/DNase-free 1.5 mL microcentrifuge tubes | USA Scientific | 1615-5500 | |
Diamond knife | Fine science tools | 10100-00 | |
Fine-tip paint brush | Ted Pella | 11806 | |
TRIzol | Invitrogen | 15596-026 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5451C | |
Vortex-genie | VWR | G-560 |
Table 10. PCR Preparation: Slice Culture Harvest
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Chloroform | Sigma | C-2432 | |
Centrifuge | Eppendorf | 5451C | in cold room |
Ethanol, 200 proof for molecular biology | Sigma | E7023 | |
RNeasy Micro kit | Qiagen | 74004 |
Table 11. PCR Preparation: RNA Extraction
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Nanodrop 2000 | Thermo Fisher | ND-2000 | |
3-(N-morpholino) propanesulfonic acid | Sigma | M-1254 | |
ssRNA ladder | NEB | N032S | |
Sodium acetate | Sigma | S-9513 | |
EDTA | Sigma | E5134 | |
Ethidium Bromide solution | Bio-Rad | 161-0433 | |
OWL easycast horizontal mini-gel systems | Thermo Fisher | B1 | |
Electrophoresis power source | Bio-Rad | PowerPac HC | |
Ultrapure Agarose | GibcoBRL | 15510-019 | |
Microwave | Samsung | SJ0390W | |
RNase Away | Molecular Bioproducts | 7000 |
Table 12. PCR Preparation: RNA Quantification
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---|---|---|---|
iCycler thermocycler | Bio-Rad | iCycler Optical Module | |
iCycler system software | Bio-Rad | v. 3.1 | |
iCycler iQ PCR plates, 96 well | Bio-Rad | 2239441 | |
Flat cap strips – optically clear. 8-cap strip | Bio-Rad | TCS0803 | |
iScript cDNA synthesis kit | Bio-Rad | 170-8890 | |
iQ SYBR Green supermix | Bio-Rad | 170-8880 | |
Ultrapure Agarose | GibcoBRL | 15510-019 | |
10x TAE buffer | GibcoBRL | 15558-026 | |
Microwave | Samsung | SJ0390W | |
RNase Away | Molecular Bioproducts | 7000 | |
Ethidium Bromide solution | Bio-Rad | 161-0433 | |
OWL easycast horizontal mini-gel systems | Thermo Fisher | B1 | |
Electrophoresis power source | Bio-Rad | PowerPac HC | |
Name | sequence | ||
TNF-α F | 5′ – ACC ACG CTC TTC TGT CTA CTG A- 3′ | ||
TNF-α R | 5′ – CTG ATG AGA GGG AGC CCA TTT G- 3′ | ||
Rpl13a F | 5′ – TTG CTT ACC TGG GGC GTC T- 3′ | ||
Rpl13a R | 5′ – CTT TTT CCT TCC GTT TCT CCT C- 3′ |
Table 13. PCR Activities: qPCR primer optimization and pre-screening
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---|---|---|---|
RT2 Profiler PCR array | SABiosciences | PARN-021 | |
RT2 Nano preAMP cDNA synthesis kit | SABiosciences | C-06 | |
RT2 Nano preAMP cDNA synthesis primer mix | SABiosciences | PBR-3021 | |
RT2 SYBR Green/ fluorescein qPCR master mix | SABiosciences | PA-011 | |
RT2 qPCR Primer Assay for Rat IFN-λ | SABiosciences | PPR45050C | |
Multichannel pipettor | Corning | ||
25 mL Bio-pure reservoir with divider | Diversified biotech | REBP-2000 | |
iCycler thermocycler | Bio-Rad | iCycler Optical Module | |
iCycler system software | Bio-Rad | v. 3.1 |
Table 14. qPCR array plates and low level signaling
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---|---|---|---|
Centrifuge | Fisher Scientific | Micro 7 | |
Cell lysis kit | Bio-Rad | 171-304011 | |
BSA protein stock | Bio-Rad | 500-0007 | |
BCA protein assay kit | Thermo Scientific | 23225 | |
Sealing tape | Bio-Rad | 2239444 | |
96-well plate reader | Perkin Elmer | 1420-multilabel counter | |
Phospho 6-plex Assay Lysates | Bio-Rad | X7000000502 | |
Phospho 6-plex coupled beads | Bio-Rad | X700000050 |
Table 15. Multiplex Phosphoprotein Assay
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---|---|---|---|
Accell 5x siRNA Buffer | Thermo Scientific | B-002000-UB-100 | |
Accell siRNA Delivery Medium | Thermo Scientific | B-005000-100 | |
Accell Cyclophilin Pool-Rat | Thermo Scientific | D-001920-30-05 |
Table 16. siRNA
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16% paraformaldehyde | Alfa Aesar | 43368 | |
Lysine | Sigma | L-6001 | |
Sodium phosphate | Fisher Scientific | S374-1 | |
Sodium periodate | Sigma | S-1878 | |
Sodium azide | Sigma | S-2002 | |
Cryostat | Leica | CM3050 S | |
Tissue-Tek | Ted Pella Inc. | 27050 | |
Fine-tip paint brush | Ted Pella | 11806 | |
Tissue slides | Surgipath | 00210 | |
Coplin jars | Fisher | 08-815 | |
Hydrogen peroxide (30%) | Sigma | H1009 | |
SFX signal enhancer | Invitrogen | A31631 | |
Goat serum | Colorado Serum Company | CS 0920 | |
Triton X-100 | Sigma | T-8787 | |
Anti-NFκβ antibody | Santa Cruz | SC-109 | |
Goat anti-rabbit IgG Alexa Fluor 594 | Invitrogen | A11012 | |
Yo-yo nuclear counterstain | Invitrogen | Y-3601 | |
ProLong antifade | Invitrogen | P7481 |
Table 17. Proteomic Confirmation Via Immunohistochemistry
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Anti-cyclophilin B | R&D Systems | MAB5410 | |
3,3-diaminobenzidine | Sigma | D8001 | |
Water bath | Pharmacia Biotech | 56-1165-33 | Gebrüder HAAKE GmbH |
Ammonium hydroxide | J.T.Baker | 9721-03 | |
Silver nitrate | Sigma | S-0139 | |
Sodium thiosulfate (pentahydrate) | J.T.Baker | 3949-01 | &nsp; |
0.2% gold chloride | Sigma | G-4022 | |
Oxalic acid | Sigma | O-0376 | |
CoolSnap fx CCD camera | Photmetrics | ||
MetaMorph software | Molecular Devices | v. 7.5.04 | |
Inverted microscope | Leica | DM IRBE | |
Neutral density filters | Chroma | 0.5-3.0 optical density unit range |
Table 18. Proteomic Confirmation Via Silver Enhanced Immunohistochemistry