Transection axonale résultant d'une lésion mécanique, agression toxique ou les maladies neurodégénératives est généralement suivie par la dégénérescence de la partie distale de l'axone qui est séparée du corps de la cellule de 10 à 13. À quelques exceptions près 2,7,14,15, les axones sectionnés dans le SNC des animaux adultes sont généralement incapables d'activer un programme de régénération 16.
On sait peu sur la dynamique en temps réel des événements dégénératives au niveau cellulaire et subcellulaire. Le développement de nouvelles stratégies pour limiter les dommages neuronaux et favoriser la repousse neuronale nécessite, dans un premier temps, de clarifier le mécanisme par lequel les cellules neuronales singulièrement blessés dégénèrent et se régénèrent. Cette étude est la plus directement visée par le suivi de la dynamique d'un seul neurone in vivo. Bien que les techniques à un photon de fluorescence imagerie sont limitées par la diffusion intense de la lumière visible, excitation à deux photons atteint couches corticales profondes live souris avec subcellulaire résolution 3,4,17. Profitant de souris transgéniques dans lesquelles les protéines fluorescentes sont exprimés sélectivement dans les sous-populations de neurones 18-20, TPF microscopie a été appliqué à l'exploration de la plasticité synaptique et l'allongement axonal pendant le développement in vivo 21,22. L a capacité des neurones endommagés singulièrement à repousser après une blessure peut être étudiée par couplage dans le suivi in vivo par imagerie à deux photons avec un modèle de lésion spécifiquement ciblées sur l'axone d'intérêt. Multi-photon absorption d'impulsions femtosecondes a été utilisée pour perturber dendrites individuelles ou même des épines simples 5,23. En outre, cette blessure paradigme permet de couper des branches axonales simples sans perturber la dendrite contact 6. Dans le cadre de disséquer les fonctionnalités qui permettent population neuronale spécifique pour régénérer leurs axones fois endommagés, fibres grimpantes du cervelet (FC) sont un modèle si utilence ils conservent des propriétés plastiques remarquables après une blessure, même chez les animaux adultes 24,25. Récemment, l'imagerie à long terme des FC a montré que ces axones sont capables de repousse dans les jours qui suivent axotomy laser 6.
Ce protocole décrit la façon d'étiqueter les neurones olivocerebellar et leur allongement des axones à travers antérograde traçage. Une fois que les neurones d'intérêt sont marqués par fluorescence, ils peuvent être contrôlés de manière répétée à des instants arbitraires pendant des semaines ou des mois de moins d'une fenêtre crânienne. La procédure de disséquer branches axonales simples par axotomie laser in vivo sera ensuite illustrée.
Les techniques présentées ici fournissent de nouveaux aperçus dans le mécanisme de remodelage des axones in vivo et peuvent aider le développement de stratégies thérapeutiques pour limiter la dégénérescence neuronale et favoriser la repousse axonale.