Summary

Revealing Neural Circuits Topographie in Multi-Color

Published: November 14, 2011
doi:

Summary

Wir bieten eine praktische Anleitung für die Bereitstellung von Tracer<em> In vivo</em> Und die spinozerebellären Weg als Modellsystem, um wesentliche Schritte für eine erfolgreiche Analyse neuronaler Schaltkreise in Mäusen zu demonstrieren. Wir beschreiben im Detail unsere vielseitigen Tracing-Protokoll, das Weizenkeimagglutinin (WGA) konjugiert Alexa Fluorophore Exploits.

Abstract

Neuronale Schaltkreise sind in funktionale topografische Karten organisiert. Um komplexe Schaltung Architektur visualisieren wir entwickelten einen Ansatz, um zuverlässig Etikett der globalen Strukturierung von mehreren topographischen Projektionen. Das Kleinhirn ist ein ideales Modell, um die geordnete Anordnung der neuronalen Schaltkreise zu untersuchen. Zum Beispiel hat die räumliche Organisation der spinozerebellären Moosfasern sich als unverzichtbare System für das Studium Moosfaser Strukturierung werden. Wir konnten kürzlich zeigen, dass Weizenkeimagglutinin (WGA) konjugiert Alexa 555 und 488 können für die Rückverfolgung spinozerebellären Moosfaser Projektionen in der Entwicklung und erwachsenen Mäusen verwendet werden (Reeber et al. 2011). Wir fanden drei großen Eigenschaften, die die WGA-Alexa Tracer wünschenswert Tools machen für die Kennzeichnung neuronalen Projektionen. Erstens sind Alexa Fluorophore intensive und ihre Helligkeit lässt wholemount Bildgebung direkt nach Tracing. Zweitens Label WGA-Alexa Tracer die gesamte Flugbahn des sich entwickelnden und adulten neuralen projections. Drittens WGA-Alexa Tracer sind schnell in beide retrograde und anterograde Richtungen transportiert. Hier beschreiben wir detailliert, wie die Tracer und andere erforderliche Tools, wie die Operation für spinozerebellären Tracing durchführen und wie man am besten zum Bild zurück Projektionen in drei Dimensionen vorzubereiten. Zusammenfassend stellen wir eine Schritt-für-Schritt-Tracing-Protokoll, das von Nutzen sein wird für die Entschlüsselung der Organisation und Vernetzung der funktionellen Karten nicht nur im Kleinhirn, sondern auch in der Hirnrinde, Hirnstamm und Rückenmark.

Protocol

1. Delivering Tracer in vivo mit sterilen OP (§ § 1,1 bis 1,16) Während des gesamten Verfahrens beraten wir, dass Standard-sterilen OP-Techniken eingesetzt werden. Dazu gehört die Verwendung steriler Handschuhe, Kittel und Mundschutz. Die Werkzeuge sollten entweder vor Gebrauch autoklaviert werden oder gründlich mit Wasser und anschließend Ethanol gereinigt. Während der Operation und vor allem zwischen Tieren, sauber Gewebestücke aus den Werkzeugen und trocken zu sterilisieren…

Discussion

Wir haben die operative und technische Details für eine erfolgreiche axonalen und dendritischen Tracing unter Verwendung eines neuartigen Fluoreszenz-basierten Ansatz für die schnelle Kennzeichnung neuronalen Projektionen in der Entwicklung und erwachsenen Mäusen erforderlich beschrieben. Mit WGA-Alexa zeigen wir, wie Tracer und Marker für die Analyse von strukturierten Topografie elektrischer Schaltungen mit hoher Auflösung und in drei Dimensionen verwendet werden kann.

Viele Indikator…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Diese Arbeit wurde vom neuen Ermittler Anschubfinanzierung von Albert Einstein College of Medicine der Yeshiva University RVS unterstützt.

Materials

Equipment/Reagents Model/Catalogue number Company
Bead sterilizer Model Steri 250 Cat. # 18000-45 Fine Science Tools
Cauterizer Cat. # 18000-00 Fine Science Tools
Borosilicate glass capillaries Cat. # 300056 Harvard Apparatus
Dual stage Glass Micropipette Puller Model 001-PC-10 Narishige
Micrometer syringe Cat. # GS-1100 Gilmont Instruments
Small Animal Stereotaxic Instrument Model 940-A Kopf Instrumentation
Electrode Manipulator Model 960 Kopf Instrumentation
Vetcare chamber Cat. # 340508 Harvard Apparatus
Heating Pad Cat. # 341241 Harvard Apparatus
Leica DFC360 FX camera DFC360 FX Leica
Leica DFC490 camera DFC490 Leica
Leica DM5500 microscope DM5500 Leica
Leica DFC3000 FX camera DFC3000 FX Leica
Leica MZ16 FA microscope MZ16 FA Leica
CY3 Filter Model # 11600231 Leica
FITC Filter Model # 11513880 Leica
A4 DAPI/UV filter Model # 11504162 Leica
Wheat germ agglutinin, Alexa Fluor 488 conjugate Cat. #W11261 Invitrogen
Wheat germ agglutinin, Alexa Fluor 555 conjugate Cat. #W32464 Invitrogen

References

  1. Apps, R., Hawkes, R. Cerebellar cortical organization: a one-map hypothesis. Nat. Rev. Neurosci. 10, 670-681 (2009).
  2. Grishkat, H. L., Eisenman, L. M. Development of the spinocerebellar projection in the prenatal mouse. J. Comp. Neurol. 363, 93-108 (1995).
  3. Mesulam, M. . Tracing neural connections with horseradish peroxidase. , (1982).
  4. Reeber, S. L., Sillitoe, R. V. Patterned expression of a cocaine- and amphetamine regulated transcript (CART) peptide reveals complex circuit topography in the rodent cerebellar cortex. Journal of Comparative Neurology. , (2011).
  5. Reeber, S. L., Gebre, S. A., Sillitoe, R. V. Fluorescence mapping of afferent topography in three dimensions. Brain. Struct. Funct. , (2011).
  6. Sillitoe, R. V., Stephen, D., Lao, Z., Joyner, A. L. Engrailed homeobox genes determine the organization of Purkinje cell sagittal stripe gene expression in the adult cerebellum. J. Neurosci. 28, 12150-12162 (2008).
  7. Sillitoe, R. V., Vogel, M. W., Joyner, A. L. Engrailed homeobox genes regulate establishment of the cerebellar afferent circuit map. J. Neurosci. 30, 10015-10024 (2010).
  8. Vig, J., Goldowitz, D., Steindler, D. A., Eisenman, L. M. Compartmentation of the reeler cerebellum: segregation and overlap of spinocerebellar and secondary vestibulocerebellar fibers and their target cells. 神经科学. 130, 735-744 (2005).
  9. Vogel, M. W., Prittie, J. Topographic spinocerebellar mossy fiber projections are maintained in the lurcher mutant. J. Comp. Neurol. 343, 341-351 (1994).
  10. Voogd, J., Broere, G., van Rossum, J. The medio-lateral distribution of the spinocerebellar projection in the anterior lobe and the simple lobule in the cat and a comparison with some other afferent fibre systems. Psychiatr. Neurol. Neurochir. 72, 137-151 (1969).
  11. Wu, H. S., Sugihara, I., Shinoda, Y. Projection patterns of single mossy fibers originating from the lateral reticular nucleus in the rat cerebellar cortex and nuclei. J. Comp. Neurol. 411, 97-118 (1999).

Play Video

Cite This Article
Reeber, S. L., Gebre, S. A., Filatova, N., Sillitoe, R. V. Revealing Neural Circuit Topography in Multi-Color. J. Vis. Exp. (57), e3371, doi:10.3791/3371 (2011).

View Video