Hızlı tarama Cyclic Voltametri striatal Beyin Slices presinaptik dopamin Dinamiği
Summary
Striatal beyin dilimleri elektriksel olarak uyarılmış presinaptik dopamin dinamiklerini ölçmek için hızlı tarama döngüsel voltametri kullanma.
Abstract
Kapsamlı araştırma kötüye ilaçlar (örneğin kokain ve amfetamin), oynadığı rol psikiyatrik hastalıklar (örneğin şizofreni ve Dikkat Eksikliği Hiperaktivite Bozukluğu) ve dejeneratif katılımının eylem mekanizması önemi nedeniyle nörotransmiter dopamin odaklandı Parkinson ve Huntington hastalığı gibi bozukluklar. Normal fizyolojik koşullar altında, dopamin lokomotor aktivite, biliş, öğrenme, duygusal etkiler, ve nöroendokrin hormonu salgılamasını düzenleyen bilinmektedir. Dopamin nöronları en büyük yoğunluklarının biri, striatum, nukleus accumbens ve kaudat-putamen olarak bilinen iki ayrı nöroanatomik bölgelerdeki ayrılabilir içinde. Amaç fare striatum içinde dilim hızlı tarama döngüsel voltametri (FSCV) için genel bir protokol göstermek için. FSCV d gerçek zamanlı olarak, dopamin salınımı ve alımı ölçmek için fırsat sağlayan iyi tanımlanmış bir elektrokimyasal tekniğiiscrete beyin bölgeleri. FSCV Karbon fiber Mikroelektronlar dopamin oksidasyon (~ 7 mm çapında) tespit etmek için kullanılır. Dopamin algılamak için FSCV kullanarak analitik avantajı in vivo mikrodiyaliz tamamlayıcı bilgiler sağlayarak, en az on mikron 100 milisaniye ve uzaysal çözünürlüğü, gelişmiş temporal çözünürlük .
Protocol
Discussion
Burada sunulan protokol FSCV deneyler fare koronal beyin dilimleri hazırlamak ve nasıl kullanılacağını gösteriyor. 11 – Bu yöntem dopamin dinamiklerini elde etmek ve ölçmek için özel olmasına rağmen, diğer nörotransmitterlerin gibi adenozin, hidrojen peroksit, noradrenalin ve serotonin FSCV 3, 8 ile in vivo ve in vitro olarak takip edilmiştir. FSCV bazı çalışma elektrot 3, 11 uygulanan dalga basit değişiklikler ile bu diğer nörokimyasalların iz…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ulusal Alkol İstismarı ve Alkolizm Enstitüsü (AA-016.967 ve AA016967-01S1; NIAAA TAM) tarafından sağlanan finansman, Wayne State Üniversitesi fonları başlatmak ve Wayne State Üniversitesi Araştırma Hibe Programı. Içeriği sadece yazarların sorumluluğundadır ve NIAAA veya Ulusal Sağlık Enstitüleri resmi görüşlerini temsil etmemektedir.
Materials
| Name | Company | CAS number |
Reagent |
||
Potassium Chloride |
Fisher | 7447407 |
Sodium chloride |
EMD Chemicals | 7647145 |
Magnesium chloride |
Fisher |
7791186 |
Calcium chloride |
Fisher |
10035048 |
Sodium bicarbonate |
EMD Chemicals |
144558 |
Sodium phosphate,Dibasic |
EMD Chemicals |
7558794 |
D-glucose |
Fisher |
50997 |
Ascorbic acid |
Fisher |
50817 |
Sucrose |
Fisher |
57501 |
|
|
|
Materials |
Vendor |
Catalogue number |
Carbon fiber |
Goodfellow Oakdale, PA | |
Glass capillary |
A-M Systems Carlsborg WA. | 602000 |
Silver wire |
A-M Systems Carlsborg WA. | 787000 |
Tungsten stimulating electrode |
Plastics One, Roanoke, VA | |
Platinum wire |
||
Lead wire |
Squires Electronics, Cornelius, OR | |
Loctite 404 instant adhesive |
Hankal Corp. Rocky Hill CT. |
|
Razor blade |
World precision Instruments Inc. FL. | |
BD Spinal needle |
BD Medical systems, Franlin Lake, NJ |
REF 405234 |
Surgical Blade |
Feather Safety razor Co. LTD. Japan | |
|
||
Software |
Vendor |
Catalogue number |
TH software |
ESA Inc.,Chelmsford, MA | |
Instrument |
Vendor |
Catalogue number |
Submersion recording chamber |
Custom Scientific, Denver, CO | |
Neorolog stimulus isolator |
Digitmeter, Hertfordshire, England | |
Automatic temperature controller |
Warner Instrument Corporation | |
Microscope (SZX7) |
Olympus | |
Microscope |
Fisher | |
Vibratome 3000 sectioning system |
St. Louis , MO. | |
Perfusion pump |
Watson Marlow Limited, Falmouth Cornwall – England | H110708 |
Micropipette puller |
Narishige, Tokyo, Japan | |
ChemClamp potentiostat |
Dagan Corporations, Minneapolis, MN. |
References
- Pike, C. M., Grabner, C. P., Harkins, A. B. Fabrication of Amperometric Electrodes. J. Vis. Exp. (27), e1040-e1040 (2009).
- Lack, A. K., Diaz, M. R., Chappell, A., DuBois, D. W., McCool, B. A. Chronic ethanol and withdrawal differentially modulate pre- and postsynaptic function at glutamatergic synapses in rat basolateral amygdala. J. Neuropyhysiol. 98, 3185-3196 (2007).
- John, C. E., Jones, S. R. Voltammetric characterization of the effect of monoamine uptake inhibitors and release on dopamine and serotonin uptake in mouse caudate-putamen and substantia nigra slices. Neuropharmacology. 52, 1596-1605 (2007).
- Wightman, R. M., Amatore, C., Engstrom, R. C., Hale, P. D., Kistensen, E. W., Kuhr, W. G., May, L. J. Real-time characterization of dopamine overflow and uptake in the rat striatum. Neurosciences. 25, 513-523 (1988).
- Wightman, R. M., Zimmerman, J. B. Control of dopamine extracellular concentration in rat striatum by impulse flow and uptake. Brain. Res. Brain. Res. Rev. 15, 135-144 (1990).
- Jones, S. R., Garris, P. A., Kilts, C. D., Wightman, R. M. Comparison of dopamine uptake in the basolateral amygdaloid nucleus, caudate-putamen, and nucleus accumbens of the rat. J. Neurochem. 64, 2581-2589 (1995).
- Michael, D. J., Wightman, R. M. Electrochemical monitoring of biogenic amine neurotransmission in real time. J. Pharm. Biomed. Anal. 19, 33-46 (1999).
- Pajski, M. L., Venton, B. J. Adenosine release evoked by short electrical stimulations in striatal brain slices is primarily activity dependent. A.C.S. Chem. Neurosci. 1, 775-787 (2010).
- Sanford, A. L., Morton, S. W., Whitehouse, K. L., Oara, H. M., Lugo-Morales, L. Z., Roberts, J. G., Sombers, L. A. Voltammetric detection of hydrogen peroxide at carbon fiber microelectrodes. Anal. Chem. 82, 5205-5210 (2010).
- Park, J., Kile, B. M., Wightman, R. M. In vivo voltammetric monitoring of norepinephrine release in the rat ventral bed nucleus of the stria terminalis and anteroventral thalamic nucleus. Eur. J. Neurosci. 30, 2121-2133 (2009).
- Hashemi, P., Dankoski, E. C., Petrovic, J., Keithley, R. B., Wightman, R. M. Voltammetric detection of 5-hydroxytryptamine release in the rat brain. Anal. Chem. 81, 9462-9471 (2009).
- Borue, X., Cooper, S., Hirsh, J., Condron, B., Venton, B. J. Quantitative evaluation of serotonin release and clearnece in drosophila. J. Neuroscience. Methods. 179, 300-308 (2009).
- Vickrey, T. L., Condron, B., Venton, B. J. Detection of endogenous dopamine changes in drosophila melanogaster using fast-scan cyclic voltammetry. Anal. Chem. 81, 9306-9313 (2009).
- Makos, M. A., Han, K. A., Heien, M. L., Ewing, A. G. Using in vivo electrochemistry to study the physiological effects of cocaine and other stimulants on the drosophila melanogaster dopamine transporter. A.C.S. Chem Neurosci. 1, 74-83 (2009).
- Budygin, E. A., John, C. E., Mateo, Y., Daunais, J. B., Friedman, D. P., Grant, K. A., Jones, S. R. Chronic ethanol exposure alters presynaptic dopamine function in striatum of monkeys: a preliminary study. Synapse. 50, 266-268 (2003).
- Jones, S. R., Gainetdinov, R. R., Jaber, M., Giros, B., Wightman, R. M., Caron, M. G. Profound neuronal plasticity in response to inactivation of the dopamine transporter. PNAS. 95, 4029-4034 (1998).
- Kennedy, R. T., Jones, S. R., Wightman, R. M. Dynamic observation of dopamine autoreceptor effects in rat striatal slices. J. Neurochem. 59, 449-445 (1992).
- Rice, M. E., Cragg, S. J. Nicotine amplifies reward-related dopamine signals in striatum. Nat. Neurosci. 7, 583-584 (2004).
- Zhang, L., Doyon, W. M., Clark, J. J., Phillips, P. E., Dani, J. A. Controls of tonic and phasic dopamine transmission in the dorsal and ventral. 76, 396-404 (2009).
- Paredes, D., Grnaholm, A. C., Bickford, P. C. Effects of NGF and BDNF on baseline glutamate and dopamine release in the hippocampal formation of the adult rat. Brain. Res. 11141, 56-64 (2007).
- Goggi, J., Puller, I. A., Carney, S. L., Bradford, H. F. Signalling pathways involved in the short-term potentiation of dopamine release by BDNF. Brain. Res. 968, 156-161 (2003).
- Cheer, J. F., Wassum, K. M., Heien, M. L., Phillips, P. E., Wightman, R. M. Cannabinoids enhance subsecond doapmine relese in the nucleus accumbens of awake rats. J. Neurosci. 24, 4393-4400 (2004).
- Phillips, P. E., Stuber, G. D., Heien, M. L., Wightman, R. M., Carelli, R. M. Subsecond dopamine release promotes cocaine seeking. Nature. 422, 614-618 (2003).
- Robinson, D. L., Heien, M. L., Wightman, R. M. Frequency of dopamine concentration transients increases in dorsal and ventral striatum of male rats duing introduction of conspecifics. J. Neurosci. 22, 10477-10486 (2002).
