Summary

Langdurige Potentiëring van perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Vrij Gedragen Muizen

Published: November 29, 2013
doi:

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

Dit protocol is geschikt voor muizen van 3 en 18 maanden oud en de geschatte lichaamsgewicht van 30-50 g). Muizen kunnen worden verkregen bij The Jackson Laboratory (Bar Harbor, ME). Alle chirurgische en experimentele protocollen werden goedgekeurd door het Trinity College Animal Care en gebruik Comite en waren in overeenstemming met de NIH Gids voor de Zorg en gebruik van proefdieren. 1. Animal Voorbereiding en chirurgische ingrepen Bereid anesthesie cocktail met ketamine (25 mg / ml), xylazine (2,5 …

Representative Results

Tabel 1 geeft de coördinaten voor DG en MPP zoals gebruikt in dit protocol Figuur 1A toont de opschriften op de doelstructuren op de schedel,.. Eveneens getoond zijn de locatie van de grond en referentie-elektroden Figuur 1B illustreert representatieve opgewekte reacties sporen zowel pre- en posttetanization in hetzelfde dier. Merk op dat de posttetanization opgewekte respons groter is dan de pretetanization antwoord dat indicatief is voor LTP-inductie 2. <s…

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

  1. Paxinos, G., Franklin, K. B. J. . The mouse brain in stereotaxic coordinates. , (2004).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. Tang, J., Dani, J. A. Dopamine enables in vivo synaptic plasticity associated with the addictive drug nicotine. Neuron. 63, 673-682 (2009).

Play Video

Cite This Article
Blaise, J. H. Long-term Potentiation of Perforant Pathway-dentate Gyrus Synapse in Freely Behaving Mice. J. Vis. Exp. (81), e50642, doi:10.3791/50642 (2013).

View Video