Summary

Chirurgie stéréotaxique pour lésion excitotoxique des zones spécifiques du cerveau chez le rat adulte

Published: July 19, 2012
doi:

Summary

L'ablation ciblée de la région spécifique du cerveau (s) par perfusion d'une excitotoxine en utilisant les coordonnées stéréotaxique est décrite. Cette technique pourrait également être adapté pour perfusion d'autres produits chimiques dans le cerveau de rat.

Abstract

De nombreuses fonctions de comportement chez les mammifères, y compris les rongeurs et les humains, sont médiés principalement par les régions discrètes du cerveau. Une méthode courante pour discerner la fonction de diverses régions du cerveau pour le comportement ou d'autres résultats expérimentaux est de mettre en œuvre une ablation localisée de la fonction. Chez les humains, les populations de patients atteints de lésions cérébrales localisées sont souvent étudiés pour les déficits, dans l'espoir de révéler la fonction sous-jacente de la zone endommagée. Chez les rongeurs, on peut induire expérimentalement des lésions de régions spécifiques du cerveau.

Lésion peut être accompli de plusieurs façons. Lésions électrolytiques peuvent provoquer des dommages localisés, mais peuvent endommager une variété de types cellulaires ainsi que les fibres qui traversent des autres régions du cerveau qui se trouvent près de la site de la lésion. Inductibles techniques génétiques à l'aide de cellules de type promoteurs spécifiques peuvent également permettre un ciblage spécifique au site. Ces techniques sont complexes et pas toujours pratique en fonction de la zone du cerveau cible. Excitotlésion oxique utilisant la chirurgie stéréotaxique, en revanche, est l'une des méthodes les plus fiables et pratiques de lesioning neurones excitateurs, sans endommager les cellules gliales locales ou traversant des fibres.

Ici, nous présentons un protocole pour perfusion stéréotaxique du excitotoxine, N-méthyl-D-aspartate (NMDA), dans le complexe basolatéral amygdale. En utilisant les indications anatomiques, nous appliquons les coordonnées stéréotaxiques pour déterminer l'emplacement de notre région du cerveau cible et abaisser une aiguille d'injection en place juste au-dessus de la cible. Nous avons ensuite infuser notre excitotoxine dans le cerveau, entraînant la mort excitotoxique des neurones voisins. Bien que notre sujet expérimental de choix est un rat, les mêmes méthodes peuvent être appliquées à d'autres mammifères, avec les ajustements appropriés dans les équipements et les coordonnées.

Cette méthode peut être utilisée sur une variété de régions du cerveau, y compris l'amygdale basolatérale 1-6, d'autres noyaux amygdale 6, 7, 8 hippocampe, entorhinal cortex 9 et du cortex préfrontal 10. Il peut également être utilisé pour infuser composés biologiques tels que des vecteurs viraux, 11 1. La technique de base stéréotaxique pourrait également être adapté pour l'implantation de plus de permanents pompes osmotiques, ce qui permet une exposition plus prolongée à un composé d'intérêt.

Protocol

Anesthésie et l'analgésie: Trente minutes avant l'anesthésie, injecter le rat avec 0,05 mg de buprénorphine / kg sous-cutanée pour l'analgésie. Initier une anesthésie avec 30-40 mg / kg par voie intrapéritonéale de sodium pentobarbital. À ce stade, aussi injecter de l'atropine pour éviter une insuffisance respiratoire (0,4 mg / kg, sous-cutanée) et le méloxicam comme analgésique supplémentaire (2 mg / kg sous-cutanée). Si après 5 minutes, le rat est encore mobile ou sensible à pincement…

Discussion

La méthode présentée ici permet stéréotaxique pour une lésion excitotoxique des zones spécifiques du cerveau par l'intermédiaire d'infusion de NMDA. Les méthodes de base stéréotaxiques peut être adapté pour infuser une variété d'agents pharmacologiques et biologiques d'une manière spécifique au site. Il peut également être adaptée pour cibler une variété de régions du cerveau, définis par leurs coordonnées stéréotaxiques du cerveau dans un atlas 12. Adaptation à d&#…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Ce travail a été soutenu ya CIRM bourse pré-doctorale (CDIP), le Prix du jeune chercheur NARSAD (DK) et le prix NIMH CERVEAUX (R01MH087495) (NSP).

Materials

Name of the reagent Company Catalogue number Comments
N-Methyl-D-aspartic Acid 98% Fisher Scientific AC32919-0500  
Dual Lab Standard Stereotaxic w/45 deg. Ear Bars Stoelting 51653 Alternative vendor: Kopf *note of caution: assure compatibility of stereotaxic accessories if purchasing from multiple vendors
10μl SYR SPECIAL (*/*/*) Hamilton 701SN  
Dremel Moto-Tool Stoelting 58600 Alternative vendor: Kopf
Carbide burs, handpiece HP, size 2 Schein Dental 2284578  
Stoelting 6 Syringe Programmable Pump Stoelting 53140 Alternative vendor: Kopf
Stainless Steel 316 Hypodermic Regular Wall Tubing 30 Gauge .0123″ OD x .00625″ ID x .003″ Wall (infusion needle) Small Parts HTXX-30R-06-05  
Intramedic PE 20 tubing (infusion tubing) VWR 63019-025  
Reflex Clips, 9mm, non-sterile Kent Scientific Corp. INS500346 Alternative vendor: Fine Science Tools
Reflex Clip Applier for 9mm clips Kent Scientific Corp. 12031-09 Alternative vendor: Fine Science Tools
Curved Hartman hemostat Fine Science Tools 13003-10  
London forceps Fine Sceince Tools 11080-02  
2% chlorhexidine solution Allivet 30159 Alternative vendor: PetSolutions
10% povidone iodine solution CVS SKU #739575  
Hot bead sterilizer Harvard Apparatus 610183  

Table 1. Table of specific reagents and equipment.

References

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  2. Goosens, K. A., Maren, S. Contextual and auditory fear conditioning are mediated by the lateral, basal, and central amygdaloid nuclei in rats. Learn Mem. 8, 148-155 (2001).
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Cite This Article
Kirby, E. D., Jensen, K., Goosens, K. A., Kaufer, D. Stereotaxic Surgery for Excitotoxic Lesion of Specific Brain Areas in the Adult Rat. J. Vis. Exp. (65), e4079, doi:10.3791/4079 (2012).

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