同時電気生理学的記録およびげっ歯類の脳における阻害剤のマイクロ注射
Summary
Here, we craft a glass pipette with dual functions: inhibition of deep brain structures by microinjections of drugs and real-time monitoring of their effects through simultaneous electrophysiological recordings.
Abstract
ここでは、商業的にアクセス可能で、手頃な価格の部品を使用して、単回使用」injectrode」を構築するための方法を説明します。プロービングシステムが影響を受けた神経細胞の集団からの電気生理学的信号を記録しながら、薬剤を注入するのを可能にするように開発されました。この方法は、商業的なソリューションに簡単かつ経済的な代替手段を提供します。ガラスピペットは、皮下注射針と銀のフィラメントと組み合わせることによって変更されました。 injectrodeは、薬物送達のための商業的なマイクロポンプに取り付けられています。これは、薬物送達の部位に由来するマルチユニットの細胞外シグナルを介してリアルタイムの薬力学フィードバックを提供する技術をもたらします。コンセプトの証明として、我々は同時にinjectrodeを介して薬物の送達と、ラットでの光の点滅によって誘発さ上丘からニューロン活動を記録しました。 injectrodeの記録容量は、INJの機能解析を可能にします薬物送達の局在を正確に制御する有利ectionサイト。 injectrodeにロードされた化学物質の選択は、解剖学的実験のためのマーカーを追跡するなど、広大であるように、この方法の適用はまた、これまでここで実証されているものを超えています。
Introduction
皮質領域および皮質下核の不活性化は、様々な脳構造2-4との間の機能の関係を研究する上で重要です。最近の文献は、脳構造2,5の役割を研究するための機能喪失化学的又は極低温技術を採用しています。周囲組織6,7の巻き添え被害を最小限に抑えながら、薬理微量注入に関しては、薬物の少量は、制御された速度で、脳の領域に投与することができます。この技術は、ニューロン活性に異なる薬理学的標的の効果を研究するために、特定のアゴニスト、インバースアゴニストまたはアンタゴニストを送達するために使用することができます。このような効果はまた、研究者が、異なる皮質および皮質下構造の間の関係を研究することができ、遠隔地からの神経応答の変化を測定することによって調べることができます。
ここでは、BOが可能な装置の組立、injectrodeを実証します電気生理学的信号を記録し、目標位置での薬物の少量を送達目。我々は、ラットの上丘では、GABA、神経活動の一般的な阻害剤を注入することによって、このシステムの能力を実証します。この領域は、私たちはinjectrodeの局在を確認するために、視覚的に誘発されたマルチユニット活動の使用を許可視覚刺激に敏感です。不活性化の可逆性は、GABA注射の終了後、通常の神経活動の回復により評価しました。
注射部位からマルチユニット活動を監視する能力は、所望の薬力学的応答を達成するのに必要な注入速度や体積の微調整を可能にします。最小の有効体積が注入されているのでしたがって、この手法の利点は、微小灌流によって引き起こされる組織損傷の制限電位です。提案されたプロトコルは、使い捨てのハードウェアnecessarを生成するためのコスト効率的な方法を提供します薬物送達およびローカルニューロンの活動記録が望まれている実験を行うためのY。
Protocol
Representative Results
Discussion
提案されたプロトコルは、現在の可逆的不活性化の方法から生じる課題を解決するために設計されました。具体的には、このプロジェクトは、特に脳深部構造において、神経活動を調節する物質の化学的微量注入のために使用される方法を改良することを目的と。セットアップのこのタイプから出る技術的課題は、注射部位での正確な記録を得るために、in vivoで同じ限られた空間内に…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Supported by grants from CIHR (MOP231122) and NSERC (RGPIN-2014-06503). We would like to thank Geneviève Cyr for her help preparing experiments and supervising laboratory work. MAL received a scholarship from The Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada (NSERC).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Injection pump (UltraMicroPump III) | WPI | #UMP3 | |
| Injection console (Micro4 Controller) | WPI | #SYS-MICRO4 | |
| Hamilton syringe | Hamliton | (80301) 701LT 10 µL SYR | Syringes between 5 and 10 μL used |
| Gel cyanoacrylate adhesive | Krazy Glue | KG86648R | The gel form is easier to apply on the shaft of the 30G hypodermic needle |
| Glass pipettes | WPI | #TW100F-4 | Thin wall, 1mm OD, 0.75mm ID with filament pipettes used |
| 720 Needle Pipette Puller | Kopf | 720 | |
| Silver wire | A-M Systems, Inc. | 782500 | Bare 0.010” |
References
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