Langdurige Potentiëring van perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Vrij Gedragen Muizen
Summary
Transgene en knockout muismodellen van neurologische ziekten zijn bruikbaar voor het bestuderen van de rol van genen in normale en abnormale neurofysiologie. Dit artikel beschrijft methoden die kunnen worden gebruikt om lange termijn potentiëring, een cellulair mechanisme dat leren en geheugen ten grondslag kunnen liggen in transgene en knockout vrij gedragen muismodellen van neuropathologie bestuderen.
Abstract
Studies langdurige potentiëring van synaptische werkzaamheid, activiteit synaptische fenomeen met eigenschappen die het aantrekkelijk als potentiële cellulaire mechanisme onderliggende leren en informatieopslag maken, zijn lange tijd gebruikt om de fysiologie van verschillende neuronale circuits in de hippocampus, amygdala verduidelijken en andere limbische en corticale structuren. Met dit in gedachten, transgene muis modellen van neurologische aandoeningen vertegenwoordigen platforms die nuttig zijn om op lange termijn potentiëring (LTP) studies uitvoeren om een beter begrip van de rol van genen in normale en abnormale synaptische communicatie in neuronale netwerken die betrokken zijn bij het leren, emotie en informatie uit te verwerking. Dit artikel beschrijft methoden voor het betrouwbaar induceren LTP in de vrij gedragen muis. Deze methoden kunnen worden gebruikt in studies van transgene en knock-out vrij gedragen muismodellen van neurodegeneratieve ziekten.
Introduction
De ontwikkeling van de technologie om genen te manipuleren is geproduceerd transgene en knockout muismodellen bijna elke neurodegeneratieve en neurologische aandoeningen. Dit is de vertaling van elektrofysiologische onderzoekstechnieken eerder toegepast in grotere knaagdieren om de muis diermodel noodzakelijk. Een dergelijke neurofysiologische onderzoekstechniek is het lange-termijn potentiatie (LTP) om de werkzaamheid van synaptische verbindingen binnen neuronale netwerken op diverse neuropathologische aandoeningen testen. Dit protocol beschrijft technieken voor betrouwbare elektrofysiologische onderzoeken van LTP in vrij gedragen muizen. Het voordeel van dit protocol over anderen is dat het eenvoudig en gemakkelijk te implementeren, maar ook wat minder duur omdat het niet noch het gebruik van dure computergestuurde microdrive systemen of veldeffekttransistor headstages vereisen, en, voor zover wij weten, is de eerste video-protocol van chronische elektrofysiologische opnames to studeren LTP in vrij gedragen muizen. Daarom beschrijven we in dit artikel eenvoudige methoden voor het bestuderen lange termijn potentiëring in vrij gedragen muizen. Deze methodieken kunnen gemakkelijk worden vertaald naar transgene en knockout muismodellen van neuropathologische aandoeningen.
Protocol
Representative Results
Discussion
In dit protocol hebben we een betrouwbare en eenvoudige methode voor het bestuderen LTP DG in vrij gedragen muizen aangetoond. Terwijl veel studies van LTP in wakkere ratten zijn uitgevoerd 3,4 hebben zeer weinig uitgevoerd in wakkere muizen vooral te danken aan de technische complexiteit veroorzaakt door de beperkte craniale vastgoed in muizen en het gewicht van de elektrode headstages ten opzichte van het gemiddelde gewicht van muizen 5. De weinige studies die LTP in DG hebben aangetoond in vrij …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
De auteurs willen de volgende erkennen: Dr Joseph Bronzino, Dr Khamis Abu-Hassaballah, de heer RJ Austin-LaFrance, en mevrouw Jessica Koranda.
Materials
| Ketamine (100 mg/ml) | Henry Schein | 10177 | |
| Xylazine (20 mg/ml) | Henry Schein | 33197 | |
| Acepromazine (10 mg/ml) | Henry Schein | 2177 | |
| Dental acrylic powder | Lang Dental Manufacturing Co. | 1330CLR | |
| Dental acrylic liquid | Lang Dental Manufacturing Co. | 1306CLR | |
| Tungsten wire (0.127 mm) | World Precision Instruments | TGW0515 | |
| Stainless Steel Hypodermic Tubing (0.286 mm) | World Precision Instruments | 832400 | |
| Flunixin (50 mg/ml) | Henry Schein | 14165 | |
| Epoxilyte | Superior Essex | EP 6001-M | |
| Stainless steel wire insert (0.2 mm) | World Precision Instruments | 792900 | |
| Stereotaxic frame apparatus | Kopf Instruments | Model 902 | |
| Ear cuffs (ear cups) | Kopf Instruments | Model 921 | |
| Electrophysiological stimulator | Astro-Med, Inc. | S88 | |
| Digital oscilloscope | B & K Precision Corp. | 2542 | |
| Current isolation unit | Astro-Med, Inc. | PSIU-6 | |
| Differential amplifier | World Precision Instruments, Inc. | DAM-50 | |
| Commutator | Plastics One | SLC6 | |
| Dental drill | Stoelting | 58650 |
References
- Paxinos, G., Franklin, K. B. J. . The mouse brain in stereotaxic coordinates. , (2004).
- Bliss, T. V. P., Lomo, T. Long-lasting potentiation of synaptic transmission in the dentate area of the anesthetized rabbit following stimulation of the perforant path. J. Physiol. 232, 331-356 (1973).
- Blaise, J. H., Bronzino, J. D. Effects of stimulus frequency and age on bidirectional synaptic plasticity in the dentate gyrus of freely moving rats. Exp. Neurol. 182, 497-506 (2003).
- Blaise, J. H., Koranda, J. L., Chow, U., Haines, K. E., Dorward, E. C. Neonatal isolation stress alters bidirectional long-term synaptic plasticity in amygdalo-hippocampal synapses in freely behaving adult rats. Brain Res. 1193, 25-33 (2008).
- Koranda, J. L., Masino, S. A., Blaise, J. H. Bidirectional synaptic plasticity in the dentate gyrus of the awake freely behaving mouse. J. Neurosci. Methods. 167, 160-166 (2008).
- Cooke, S. F., et al. Autophosphorylation of alphaCaMKII is not a general requirement for NMDA receptor-dependent LTP in the adult mouse. J. Physiol. 574, 805-818 (2006).
- Davis, S., Bliss, T. V., Dutrieux, G., Laroche, S., Errington, M. L. Induction and duration of long-term potentiation in the hippocampus of the freely moving mouse. J. Neurosci. Methods. 75, 75-80 (1997).
- Jones, M. W., Peckham, H. M., Errington, M. L., Bliss, T. V., Routtenberg, A. Synaptic plasticity in the hippocampus of awake C57BL/6 and DBA/2 mice: interstrain differences and parallels with behavior. Hippocampus. 11, 391-396 (2001).
- Zhang, T. A., Tang, J., Pidoplichko, V. I., Dani, J. A. Addictive nicotine alters local circuit inhibition during the induction of in vivo hippocampal synaptic potentiation. J. Neurosci. 30, 6443-6453 (2010).
- Tang, J., Dani, J. A. Dopamine enables in vivo synaptic plasticity associated with the addictive drug nicotine. Neuron. 63, 673-682 (2009).
