Cirurgia estereotáxica para lesão excitotóxica de áreas específicas do cérebro do rato adulto
Summary
Ablação alvo de região específica do cérebro (s) por infusão de uma excitotoxina utilizando coordenadas estereotáxico é descrito. Esta técnica pode também ser adaptado para infusão de outros produtos químicos para o cérebro de rato.
Abstract
Muitas funções comportamentais em mamíferos, incluindo roedores e humanos, são mediados principalmente pelos regiões do cérebro discretos. Um método comum para a função o discernimento de várias regiões do cérebro para o comportamento ou outros resultados experimentais é implementar uma ablação localizada da função. Em humanos, as populações de pacientes com lesões cerebrais localizadas são frequentemente estudadas para os défices, na esperança de revelar a função subjacente da área danificada. Em roedores, pode-se induzir experimentalmente lesões de regiões específicas do cérebro.
Lesão pode ser realizado de várias maneiras. Lesões electrolíticas pode causar danos localizados mas irá prejudicar uma variedade de tipos de células, bem como fibras que atravessam a partir de outras regiões do cérebro que acontecem para ser próximo do local da lesão. Induzível técnicas genéticas utilizando células tipo promotores específicos pode também ativar site-specific segmentação. Estas técnicas são complexos e nem sempre é prático, dependendo da área do cérebro alvo. Excitotóxico lesão através de cirurgia estereotáxica, pelo contrário, é um dos métodos mais confiáveis e práticos da lesioning neurônios excitatórios sem danificar locais células gliais ou atravessando fibras.
Aqui, nós apresentamos um protocolo para infusão estereotáxico do excitotoxina, N-metil-D-aspartato (NMDA), no complexo amígdala basolateral. Usando indicações anatômicas, aplicamos coordenadas estereotáxicas para determinar a localização da nossa região do cérebro alvo e baixar uma agulha de injeção no local um pouco acima do alvo. Em seguida, infundir nosso excitotoxina no cérebro, resultando em morte excitotóxica de neurônios próximos. Embora o nosso sujeito experimental de escolha é um rato, os mesmos métodos podem ser aplicados a outros mamíferos, com os ajustes apropriados em equipamentos e coordenadas.
Este método pode ser usado em uma variedade de regiões do cérebro, incluindo a amígdala basolateral 1-6, os núcleos amígdala outro 6, 7, 8 hipocampo, entorhinal córtex 9 e córtex pré-frontal 10. Também pode ser utilizado para infundir compostos biológicos, tais como vectores virais 1, 11. A técnica básica estereotáxico poderia também ser adaptado para a implantação de mais permanentes bombas osmóticas, permitindo a exposição mais prolongada a um composto de interesse.
Protocol
Discussion
O método aqui apresentado estereotáxico permite lesão excitotóxica de áreas específicas do cérebro através de infusão de NMDA. Os métodos básicos estereotáxicas pode ser adaptado para infundir uma variedade de agentes farmacológicos e biológicos de um modo específico do local. Ele também pode ser adaptado para orientar uma variedade de áreas do cérebro, definida pelas suas coordenadas estereotáxicas no cérebro atlas 12. Adaptação a outras espécies tais como ratos pode ser feita com um e…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Este trabalho foi apoiado ya CIRM comunhão predoctoral (EDK), NARSAD Young Investigator Award (DK) e do NIMH prêmio CÉREBROS (R01MH087495) (DK).
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
- Kirby, E. D. Basolateral amygdala regulation of adult hippocampal neurogenesis and fear-related activation of newborn neurons. Mol. Psychiatry. , (2011).
- 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).
- Korz, V., Frey, J. U. Bidirectional modulation of hippocampal long-term potentiation under stress and no-stress conditions in basolateral amygdala-lesioned and intact rats. J. Neurosci. 25, 7393-7400 (2005).
- Bhatnagar, S., Vining, C., Denski, K. Regulation of chronic stress-induced changes in hypothalamic-pituitary-adrenal activity by basolateral amygdala. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1032, 315-319 (2004).
- Ikegaya, Y., Saito, H., Abe, K. Attenuated hippocampal long-term potentiation in basolateral amygdala-lesioned rats. Brain Res. 656, 157-164 (1994).
- Ikegaya, Y., Saito, H., Abe, K. The basomedial and basolateral amygdaloid nuclei contribute to the induction of long-term potentiation in the dentate gyrus in vivo. Eur. J. Neurosci. 8, 1833-1839 (1996).
- Carter, R. N., Pinnock, S. B., Herbert, J. Does the amygdala modulate adaptation to repeated stress. Neurosciene. 126, 9-19 (2004).
- Roozendaal, B., McGaugh, J. L. Basolateral amygdala lesions block the memory-enhancing effects of glucocorticoid administration in the dorsal hippocampus of rats. Eur. J. Neurosci. 9, 76-83 (1997).
- Roesler, R., Roozendaal, B., McGaugh, J. L. Basolateral amgdala lesions block the memory-enhancing effect of 8-Br-cAMP infused into the entorhinal cortex of rats after training. Eur. J. Neurosci. 15, 905-910 (2002).
- Roozendaal, B. Glucocorticoid effects on memory consolidation depend on functional interactions between the medial prefrontal cortex and basolateral amygdala. J. Neurosci. 29, 14299-14308 (2009).
- Kaufer, D. Restructuring the neuronal stress response with anti-glucocorticoid gene delivery. Nat. Neurosci. 7, 947-953 (2004).
- Paxinos, G., Watson, C. . The rat brain: in stereotaxic coordinates-the new coronal set. , (2004).
- Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N. Survivable Stereotaxic Surgery in Rodents. J. Vis. Exp. (20), e880 (2008).
