성인 마우스의 중간 뇌 도파민 뉴런의 수의 환경 변조
Summary
This protocol describes two different environmental manipulations and a concurrent brain infusion protocol to study environmentally-induced brain changes underlying adaptive behavior and brain repair in adult mice.
Abstract
뇌 또는 '뇌 가소성'에 오래 지속되는 변화는 질병이나 부상으로 다음과 같은 적응 행동 및 뇌 수리의 기초가. 또한, 우리의 환경과의 상호 작용은 뇌 가소성을 유도 할 수 있습니다. 점점 연구는 뇌와 행동 장애의 치료에 도움이 뇌 가소성을 자극하는 환경을 식별하기 위해 노력하고있다. 두 조작 환경을 설명하는 증가 또는 성인 마우스 중뇌 신경 세포 티로신 수산화 효소 면역 양성의 개수 (TH +, 도파민 (DA) 합성에서 속도 – 제한 효소)을 감소시킨다. 첫 번째는 페어링 남성과 함께 지속적으로 남성의 약 12 % 중뇌 TH + 뉴런을 증가 일주, 대한 여성 마우스를 포함하지만, 여성의 약 12 % 중뇌 TH + 뉴런을 감소시킨다. 두 번째는 등 실행 바퀴, 장난감, 로프, 중첩 물질을 포함하는 '농축 환경'(EE)에서 2 주 연속 주택 마우스를 포함하는 전남성의 약 14 % 중뇌 TH + 뉴런을 ncreases. 또한, 프로토콜은 동시에 환경에 의한 뇌 가소성을 기본 메커니즘을 식별하는 데 도움이 환경 조작 중에 직접 중뇌에 약물을 주입에 대해 설명한다. 예를 들어, 더 중뇌 TH + 뉴런의 EE-유도는 중뇌 신경 세포 상에 시냅스 입력의 동시 봉쇄에 의해 폐지된다. 함께, 이러한 데이터는 환경에 대한 정보가 또는 'DA'유전자의 발현 끄려면 중뇌 신경 세포에 시냅스 입력을 통해 전달되는 것을 나타냅니다. 따라서, 기전 표적화 적절한 환경 적 자극 또는 약물, 중뇌 DA 불균형과 관련된 뇌 및 행동 장애를 치료하는데 유용 할 수있다 (예를 들어 파킨슨 병, 주의력 결핍 및 과다 활동 장애, 정신 분열병, 및 약물 중독).
Introduction
중뇌의 배쪽 피개 영역 (VTA)과 substantia nigra에의 유리체 compacta (SNC)의 신경 세포에 의해 DArgic 신호는 보상 동기 부여인지, 감정 및 모터 행동에 중요 할 것으로 생각된다. 그러나, 너무 많거나 너무 적은 중뇌 DA 시그널링은 비활성화 많은 신경계 장애의 다양한 증상 (예를 들어 파킨슨 병, 주의력 결핍 및 과다 활동 장애, 정신 분열병, 및 약물 중독)을 야기한다. 증가 또는 DA는 이러한 증상을 완화 신호 감소 마약, 그러나 그들은 또한 조절 이상 신호로 인한 부작용 및 오프 대상 효과를 생산하고 있습니다. 약물 효과는 또한 뇌의 보상 반응에 시간이 지남에 따라 감소한다. 도전 따라서 표적으로 생리 방식 정상 중뇌 DA 시그널링을 복원하고, 선호 접근법 증가 또는 중뇌 DA 뉴런의 수를 감소시킴으로써이다.
증거는 SEV에 대한 축적 된(1 검토) 성숙한 성인 세포에서 대사와 인신 매매 DA 및 기타 카테콜아민에 관여하는 유전자와 단백질의 발현이 수정할 수 있음을 대한 일반적인 수십 년. TH immunonegative (TH-) 신경 세포의 수가 반대 패턴을 나타내고있다 중뇌, 티로신 수산화 효소 면역 양성의 개수 (TH +, DA 합성에서 속도 – 제한 효소) 뉴런은 (즉, 증가 신경독 투여 2,3- 따라 증가시킨다 감소 다음) 3을 감소시킨다. 이것은 다음 몇 가지 세포에 의한 'DA 표현형'의 이득 손실과 일치한다. TH-TH + 및 SNC 뉴런의 수는 이러한 셀 4,5의 전기적 활성도를 변경 다양한 치료 다음 동일하지만 반대 방향으로 변화하는 것으로 나타났다. 예를 들어, 2 주 중뇌에 작은 컨덕턴스의 주입, 칼슘 – 활성화 된 칼륨 (SK) 채널 길항제 apamin는 (동일한 양으로)를 TH + 민과의 수가 증가 감소TH-SNC의 mber은 4,5 뉴런. 대조적으로, SK 채널 작용제 -1- EBIO의 주입 TH +의 수를 증가시키고 (동량)에 의해 TH-4,5- SNC 뉴런의 수를 감소시킨다. 비슷한 변화는 구 심성 입력 4를 대상으로하는 일부 포함 SNC 신경 세포의 활동을 대상으로 다양한 트리트먼트 다음 보였다. 구 심성 신경 활성 및 입력에 의해 SNC DArgic 뉴런의 수의 이러한 규정은 명백한 환경 또는 행동 SNC 뉴런의 수에 영향을 줄 수있는 가능성을 제기한다. 다른 환경에 노출 실제로 성인 마우스는 다소 중뇌 (VTA 및 SNC) TH + 뉴런, 이러한 환경에 의해 유도 된 변화들 중 적어도 일부 중뇌 6 시냅스 동시 입력의 봉쇄에 의해 폐지되어있다. (1) 우리의 환경 조작 및 약물 주입을 구현하는 방법에 대한 자세한 내용을 제공,이 통신의 목적은 할 수 있습니다 및 (2) E 우리의 경합을 더욱 지원 데이터를 제공 할nvironment은 구 심성 입력을 통해, 중뇌 DA 뉴런의 수를 조절한다.
Protocol
Representative Results
Discussion
환경 조작
이러한 조작 환경 (성별 페어링 및 환경 농축)의 디자인 뒤에 동기 환경 여부를 확인하는, 그리고 / 또는 동작 환경에서 메시지는 중뇌 DA 신경 세포의 수의 변화와 연관된다. 초점은 환경을 제공하고 중뇌 DA 신호를 참여 가능성이 행동을 자극에 따라서이었다. 이러한 이성에 포함 된 페어링하고, 놀이를 탐험 등반, 숨길 바퀴, 로프, 사다리, 터널, 및 개체를 ?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the National Health and Medical Research Council of Australia (NHMRC) Project grant 1022839. AJH is an Australian Research Council (ARC) FT3 Future Fellow (FT100100835). The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health acknowledges support from the Victorian Government’s Operational Infrastructure Support Grant.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Isofluorane | Baxter Healthcare Pty Ltd, Baxter Drive, NSW 2146, Australia | AHN3640 | |
| ALZET Osmotic pump 1002 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0004317 | |
| ALZET Brain infusion kit 1 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0004760 | |
| ALZET cannula holder 1 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0008860 | |
| Vertex Monomer Self-curing (dental acrylic solvent) | Vertex Dental, Postbus 10, 3700 AA ZEIST, The Netherlands | n/a | |
| Vertex Self Curing (dental acrylic powder) | Vertex Dental, Postbus 10, 3700 AA ZEIST, The Netherlands | n/a | |
| METACAM (Meloxicam) | Troy Laboratories, 98 long Street, smithfield NSW 2164 Australia | L10100 | |
| Sodium Pentobarbitone | Lethabarb, Virbac, Milperra, NSW, Australia | 571177 | |
| Normal goat serum | chemicon-temecula, CA | S26-Litre | |
| Triton X-100 | Merck Millipore Headquarters , 290 Concord road, Billerica, MA 01821 | 1.08603.1000 | |
| Polyclonal rabbit anti-tyrosine hydroxylase | Merck Millipore Headquarters , 290 Concord road, Billerica, MA 01821 | AB152 | |
| Polyclonal biotinylated goat anti-rabbit | Dako Australia Pty. Ltd., Suite 4, Level 4, 56 Berry street, North Sydney, NSW, Australia 2060 | EO432 | |
| Avidin peroxidase | Sigma-aldrich, Castle Hill, NSW 1765 AU | A3151-1mg | |
| Diamino-benzidine | Sigma-aldrich, Castle Hill, NSW 1765 AU | D-5637 | |
| Stereo Investigator | MicroBrightField Bioscience, 185 Allen Brook Lane, Suite 101, Williston, VT 05495 | n/a |
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