Summary

Microdialysis av eksitatoriske aminosyrer under EEG opptakene i fritt flytte rotter

Published: November 08, 2018
doi:

Summary

Her beskriver vi en metode for i vivo microdialysis å analysere aspartate og glutamat utgivelse ventrale prefiks epileptiske og ikke-epileptiske rotter, i kombinasjon med EEG innspillinger. Ekstracellulære konsentrasjoner av aspartate og glutamat kan være korrelert med de ulike fasene av sykdommen.

Abstract

Microdialysis er en veletablert nevrovitenskap teknikk som korrelerer endringene av nevrologisk aktive stoffer spre inn i hjernen interstitielle rommet med atferd / med bestemt utfallet av en patologi (f.eks beslag for epilepsi). Når studere epilepsi, er microdialysis teknikken ofte kombinert med kortsiktige eller selv langsiktige video-Elektroencefalogram (EEG overvåking for å vurdere spontan anfall frekvens, alvorlighetsgrad, progresjon og klynger). Kombinert microdialysis-EEG er basert på bruk av flere metoder og instrumenter. Her utført vi i vivo microdialysis og kontinuerlig video-EEG opptak til skjermen glutamat og aspartate ut over tid, i forskjellige faser av den naturlige historien epilepsi i en rotte modell. Dette kombinert tilnærming kan sammenkoblingen av endringer i nevrotransmitter utgivelsen med bestemte stadier av sykdom utvikling og progresjon. Aminosyren konsentrasjonen i den dialysate ble bestemt av flytende kromatografi. Her beskriver vi de metoder og disposisjon de viktigste forholdsregler som bør ta under i vivo microdialysis-EEG, med spesiell oppmerksomhet til stereotaxic kirurgi, basal og høyt kalium stimulering under microdialysis, dybde elektroden EEG innspillingen og høy ytelse flytende kromatografi analyse av aspartate og glutamat i den dialysate. Denne tilnærmingen kan tilpasses til å teste en rekke narkotika eller sykdom induserte endringer i fysiologiske konsentrasjonen av aspartate og glutamat i hjernen. Avhengig av tilgjengelighet av riktig analytisk analysen, kan det videre brukes til å teste forskjellige løselige molekyler når ansette EEG opptak samtidig.

Introduction

For å gi innsikt i funksjonelle nedskrivning av glutamat-mediert eksitatoriske og GABAergic hemmende neurotransmission resulterer i spontan beslag i tinninglappen epilepsi (TLE), kartlagt vi systematisk ekstracellulære konsentrasjoner av GABA1 og senere nivåene av glutamat og aspartate2 av microdialysis ventrale prefiks rotter på ulike tidspunkt av sykdom naturlig kurs, dvsunder utvikling og progresjon av epilepsi. Vi tok fordel av TLE pilokarpin modellen i rotter, som etterligner sykdommen svært nøyaktig i atferdsmessige, elektrofysiologiske og histopathological3,4 og vi korrelert dialysate konsentrasjonen av aminosyre syrer til sine ulike faser: den akutte fasen etter epileptogenic fornærmelse, ventetid fasen, første spontane beslag og den kroniske phass5,6,7. Innramming sykdom faser ble aktivert av langsiktig EEG video-overvåking og presis EEG og klinisk karakteristikk av spontane beslag. Anvendelse av microdialysis teknikken knyttet til langsiktige EEG video-overvåking tillatt oss å foreslå mekanistisk hypoteser for TLE neuropathology. Oppsummert gir teknikken er beskrevet i dette manuskriptet sammenkoblingen av nevrokjemiske endringer innenfor et definert hjernen med utvikling og progresjon av epilepsi i en dyremodell.

Sammenkoblede enheter, består av en dybde elektrode satt sammen til en microdialysis kanyle, er ofte ansatt i epilepsi forskningsstudier der endringer i nevrotransmittere, metabolitter eller energi underlag bør være korrelert til nevronale aktivitet. I de aller fleste tilfeller, det er brukt i fritt oppføre dyr, men det også kan gjennomføres på en lignende måte i mennesket, f.eksi pharmaco-resistente epileptiske pasienter som gjennomgår dybde elektrode undersøkelse før kirurgi8. Både EEG opptak og dialysate samling kan utføres separat (f.eksimplanting elektroden i en halvkule og microdialysis-sonde i den andre halvkulen eller aften utføre microdialysis i en gruppe dyr ved utføring den eneste EEG i en annen gruppe av dyr). Imidlertid koble elektrodene til sonder kan ha flere fordeler: det forenkler stereotaxic kirurgi, begrenser vevsskade eneste halvkule (samtidig, intakt, som en kontroll for histologiske studier), og homogenizes resultatene som dette er Hentet fra samme hjernen regionen og samme dyret.

På den annen side, krever utarbeidelse av kombinert microdialysis sonde elektrode enheten ferdigheter og tid hvis det er hjemmelaget. En kunne bruke relativt høye mengder penger hvis kjøpt fra markedet. Videre, når microdialysis sonder (sonde tips er vanligvis 200-400 µm i diameter og 7-12 mm store)9og EEG elektroder (elektrode tips er vanligvis på 300-500 µm i diameter, og lenge nok til hjernen strukturen i rundt10) sammen, representerer montert enheten en store og relativt tunge objekt på siden av hodet, som er plagsom for dyr og utsatt for tapt spesielt når den er koblet til dialyse pumpen og hard-wire EEG opptak systemet. Dette aspektet er mer relevant i epileptiske dyr som er vanskelig å håndtere og mindre adaptive til microdialysis økter. Riktig kirurgiske teknikker og riktig postoperativ behandling kan føre til varige implantater som forårsaker minimal dyr ubehag og kompetansesentre for combinatory microdialysis-EEG eksperimenter10,11, 12.

Fordeler og begrensninger av microdialysis teknikken har gjennomgått av mange neuroscientists. Dens primære fordel over andre i vivo perfusjon teknikker (f.eks, skyv / trekk-rask flyt eller kortikale cup perfusjon) er en liten diameter av sonden som dekker et relativt presis området rundt13,14, 15. Andre danner microdialysis membranen en fysisk barriere mellom vev og perfusate; Derfor høy-molekylær vekt stoffer krysse ikke og forstyrrer ikke analyse16,17. Videre er vevet beskyttet mot turbulente flyten av perfusate18. En annen viktig fordel er muligheten til å endre perfusate flyt for å maksimere analytt konsentrasjonen i perfusate (dvs., prosessen med microdialysis kan være godt definert matematisk og kan endres for å gi høy konsentrasjoner av analytt i eksemplet)19. Til slutt, teknikken kan brukes til å sette mot narkotika eller farmakologisk aktive stoffer inn i vevet rundt og bestemme deres effekt på stedet av intervensjon20. På den annen side, har microdialysis en begrenset oppløsning tid (vanligvis mer enn 1 min på grunn av tiden det tar for innsamling av prøver) i forhold til elektrokjemiske eller biologiske sensorer; Det er en invasiv teknikk som forårsaker skade på vev; det kompromisser nevrokjemiske balansen i løpet rundt membranen på grunn av kontinuerlig konsentrasjon gradient av alle vannløselige stoffer som går perfusate med analytt rundt. Til slutt, den microdialysis teknikken er sterkt påvirket av grensene for analytiske teknikker ansatt for kvantifisering av stoffer i det perfusate9,21,22,23 . Høy ytelse flytende kromatografi (HPLC) når derivatization med orthophthaldialdehyde for glutamat og aspartate analyse i biologiske prøver er også godkjent24,25,26 , 27 og dens omfattende diskusjon er utenfor omfanget av dette manuskriptet, men dataene produsert ved hjelp av denne metoden vil bli beskrevet i detalj.

Når utført riktig og uten modifikasjoner av perfusate sammensetning, kan microdialysis gi pålitelig informasjon om den basale nivået av nevrotransmitter-løslate. Den største delen av den basale nivået er sannsynligvis et resultat av senderen smitteeffekter fra synapser9. Fordi i mange tilfeller enkle prøvetaking av nevrotransmitter inn ekstra synaptic ikke er tilstrekkelig til å forfølge målene for etterforskning, kan microdialysis teknikken benyttes også stimulerer neurons eller frata dem viktig. fysiologiske systemer som K+ eller Ca2 +, for å fremkalle eller hindre at nevrotransmitteren.

Høy K+ stimulering brukes ofte i nevrobiologi for å stimulere neuronal aktivitet ikke bare i våken dyr, men også i primær og organotypic kulturer. Eksponering for en sunn sentralnervesystemet løsninger med høye konsentrasjoner av K+ (40-100 mM) fremkaller middelklasseinnbyggere nevrotransmittere28. Denne evnen av neurons å gi en ekstra utgivelse svar på høy K+ bli skadet i epileptiske dyr1 og andre nevrodegenerative sykdommer29,30. Tilsvarende Ca2 + deprivasjon (fås ved perfusing Ca2 + gratis løsninger) brukes til å opprette kalsium-avhengige utgivelsen av de fleste nevrotransmittere målt ved microdialysis. Det er generelt antatt at Ca2 + avhengige utgivelsen er neuronal opprinnelse, mens Ca2 + uavhengig utgivelse stammer fra glia, men mange studier hevet kontroversen over betydningen av Ca2 +-sensitive målinger av f.eks glutamat eller GABA9: Derfor, hvis mulig, er det tilrådelig å støtte microdialysis studier med microsensor studier som disse sistnevnte har høyere romlig oppløsning og elektrodene kan komme nærmere synapser31.

Når microdialysis studier i epileptiske dyr er det viktig å understreke at dataene innhentet fra de fleste av dem er avhengige av video eller video-EEG overvåking av beslag, i.e.av forbigående forekomsten av tegn og/eller symptomer som skyldes unormal overdreven eller synkron neuronal aktivitet i hjernen32. Det er litt nærmere electrographic beslag i pilokarpin behandlet dyr som bør vurderes når du forbereder eksperimentet. Spontan beslag følges av deprimert aktivitet med hyppige EEG interictal toppene3 og i klynger33,34. Falske styres ikke-epileptiske dyr kan oppføre anfall-lignende aktivitet35 og derfor parameterne for EEG opptak evaluering bør være standardisert36 og hvis mulig, tidspunktet for microdialysis økter skal være godt definert. Til slutt, vi anbefaler følgende prinsipper og metodologiske standarder for video-EEG overvåking kontroll voksen gnagere skissert av eksperter av International League mot epilepsi og amerikanske epilepsi samfunnet i de aller siste rapportene37 ,38.

Her beskriver vi microdialysis av glutamat og aspartate parallelt med langsiktige EEG video-opptakene i epileptiske dyr og analyse i den dialysate av HPLC. Vi vil understreke viktige trinnene av protokollen som man bør ta vare på for best resultat.

Protocol

Alle eksperimentelle prosedyrer er godkjent ved Universitetet av Ferrara institusjonelle Animal Care og bruk komité og italienske Helsedepartementet (authorization: DM 246/2012-B) retningslinjer i de europeiske fellesskaps Rådsdirektiv av 24 November 1986 (86/609/EEC). Denne protokollen er spesielt tilpasset for glutamat og aspartate vilje i rotte hjernen dialysates innhentet under EEG kontroll over microdialysis økter i epileptiske og ikke-epileptiske rotter. Mange av materialer beskrevet her kan lett erstattes med d…

Representative Results

Sonden utvinning Mener utvinning (dvs. mener aminosyre innholdet i perfusate som en prosentandel av innholdet i en like volum av ampullen løsningen) var 15.49 ± 0.42% på en strømningshastighet på 2 μL/min og 6.32 ± 0.64 på 3 μL/min for glutamat og 14.89 ± 0,36% på en strømningshastighet på 2 ΜL/min og 10.13 ± 0,51 på 3 μL/min for aspartate ved cuprophane membran sonden. Hvis bruker polyakrylonitril membra…

Discussion

I dette arbeidet viser vi hvordan en kontinuerlig EEG video-opptak kombinert med microdialysis kan utføres i en eksperimentell modell av TLE. Video-EEG brenning brukes til å identifisere de ulike fasene av sykdomsprogresjon i dyr og microdialysis teknikken brukes til å beskrive endringene i glutamat utgivelsen som oppstår i tiden (ingen endringer ble funnet for aspartate i en tidligere publisert studie2). Vi anbefaler bruk av en enkelt enhet/implantatet å utføre dem både i hvert dyr av grun…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Forfatterne ønsker å takke Anna Binaschi, Paolo Roncon og Eleonora Palma for deres bidrag til manuskripter publisert i prioritet.

Materials

3-channel two-twisted electrode Invivo1, Plastic One, Roanoke, Virginia, USA MS333/3-B/SPC Material
guide cannula Agn Tho's, Lindigö, Sweden MAB 4.15.IC Material
Resin KK2 Plastik Elettra Sport, Lecco, Italy KK2 Material
Super Attack gel Loctite Henkel Italia Srl, Milano, Italy 2047420_71941 Material
Imalgene-Ketamine Merial, Toulouse, France 221300288 (AIC) Solution
Xylazine Sigma, Milano, Italy X1251 Material
Isoflurane-Vet Merial, Toulouse, France 103120022 (AIC) Solution
Altadol 50 mg/ ml – tramadol Formevet, Milano, Italy 103703017 (AIC) Solution
Gentalyn 0.1% crm – gentamycine MSD Italia, Roma, Italy 20891077 (AIC) Material
simplex rapid dental cement Kemdent, Associated Dental Products Ltd, Swindon, United Kingdom ACR811 Material
GlasIonomer CX-Plus Cement Shofu, Kyoto, Japan PN1167 Material
probe clip holder Agn Tho's, Lindigö, Sweden p/n 100 5001 Equipment
Histoacryl® Blue Topical Skin Adhesive TissueSeal, Ann Arbor, Michigan, USA TS1050044FP Material
Valium 10 mg/2 ml – diazepam Roche, Monza, Italy 019995063 (AIC) Material
1 mL syringe with 25G needle Vetrotecnica, Padova, Italy 11.3500.05 Material
rat flexible feeding needle 17G Agn Tho's, Lindigö Sweden 7206 Material
Grass Technology apparatus Grass Technologies, Natus Neurology Incorporated, Pleasanton, California, USA M665G08 Equipment (AS40 amplifier, head box, interconnecting cables, telefactor model RPSA S40)
modular data acquisition and analysis system MP150 Biopac, Goleta, California, USA MP150WSW Equipment
digital video surveillance system AverMedia Technologies, Fremont, California, USA V4.7.0041FD Equipment
microdialysis probe Agn Tho's, Lindigö Sweden MAB 4.15.1.Cu Material
microdialysis probe Synaptech, Colorado Springs, Colorado, USA S-8010 Material
block heater Grant Instruments, Cambridge, England QBD2 Equipment
stirrer Cecchinato A, Aparecchi Scientifici, Mestre, Italy 711 Equipment
infusion pump Univentor, Zejtun, Malta 864 Equipment
fine bore polythene tubing Smiths Medical International Ltd., Keene, New Hampshire, USA 800/100/100/100 Material
blue tubing adapters Agn Tho's, Lindigö Sweden 1002 Material
red tubing adapters Agn Tho's, Lindigö Sweden 1003 Material
2.5 mL syringe with 22G needle Chemil, Padova, Italy S02G22 Material
vial cap Cronus, Labicom, Olomouc, Czech Republic VCA-1004TB-100 Material
septum Thermo Scientific, Rockwoood, Tennessee, USA National C4013-60 8 mm TEF/SIL septum Material
glass insert with bottom spring Supelco, Sigma, Milano, Italy 27400-U Material
autosampler vial National Scientific, Thermo Fisher Scientific, Monza, Italy C4013-2 Material
Smartline manager 5000 system controller and degasser unit Knauer, Berlin, Germany V7602 Equipment
Smartline 1000 quaternary gradient pump Knauer, Berlin, Germany V7603 Equipment
spectrofluorometric detector Shimadzu, Kyoto, Japan RF-551 Equipment
chromatogrphic column Knauer, Berlin, Germany 25EK181EBJ Material
chromatogrphic pre-column Knauer, Berlin, Germany P5DK181EBJ Material
mobile phase solution A 0.1 M sodium phosphate buffer, pH 6.0 Solution
mobile phase solution B 40% 0.1 M sodium phosphate buffer, 30% methanol, 30% acetonitrile, pH 6.5 Solution
Ringer solution composition in mM: MgCl2 0.85, KCl 2.7, NaCl 148, CaCl2 1.2, 0.3% BSA Solution
modified Ringer solution composition in mM: MgCl2 0.85, KCl 100, NaCl 50.7, CaCl2 1.2, 0.3% BSA Solution
saline 0.9% NaCl, ph adjusted to 7.0 Solution
sucrose solution 10% sucrose in distilled water Solution

References

  1. Soukupova, M., et al. Impairment of GABA release in the hippocampus at the time of the first spontaneous seizure in the pilocarpine model of temporal lobe epilepsy. Experimental Neurology. 257, 39-49 (2014).
  2. Soukupova, M., et al. Increased extracellular levels of glutamate in the hippocampus of chronically epileptic rats. Neurosciences. 301, 246-253 (2015).
  3. Curia, G., Longo, D., Biagini, G., Jones, R. S., Avoli, M. The pilocarpine model of temporal lobe epilepsy. Journal of Neuroscience Methods. 172 (2), 143-157 (2008).
  4. Scorza, F. A., et al. The pilocarpine model of epilepsy: what have we learned?. Anais da Academia Brasileira de Ciencias. 81 (3), 345-365 (2009).
  5. Pitkanen, A., Sutula, T. P. Is epilepsy a progressive disorder? Prospects for new therapeutic approaches in temporal-lobe epilepsy. The Lancet Neurology. 1 (3), 173-181 (2002).
  6. Pitkanen, A., Lukasiuk, K. Mechanisms of epileptogenesis and potential treatment targets. The Lancet Neurology. 10 (2), 173-186 (2011).
  7. Reddy, D. S. Role of hormones and neurosteroids in epileptogenesis. Frontiers in Cellular Neuroscience. 7 (115), (2013).
  8. Engel, J. Research on the human brain in an epilepsy surgery setting. Epilepsy Research. 32 (1-2), 1-11 (1998).
  9. Watson, C. J., Venton, B. J., Kennedy, R. T. In vivo measurements of neurotransmitters by microdialysis sampling. Analytical Chemistry. 78 (5), 1391-1399 (2006).
  10. Jeffrey, M., et al. A reliable method for intracranial electrode implantation and chronic electrical stimulation in the mouse brain. BMC Neuroscience. 14, 82 (2013).
  11. Oliveira, L. M. O., Dimitrov, D. Chapter 2. Surgical techniques for chronic implantation of microwire arrays in rodents and primates. Methods for Neural Ensemble Recordings. , (2008).
  12. Fornari, R. V., et al. Rodent stereotaxic surgery and animal welfare outcome improvements for behavioral neuroscience. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (59), e3528 (2012).
  13. Horn, T. F., Engelmann, M. In vivo microdialysis for nonapeptides in rat brain–a practical guide. Methods. 23 (1), 41-53 (2001).
  14. Kennedy, R. T., Thompson, J. E., Vickroy, T. W. In vivo monitoring of amino acids by direct sampling of brain extracellular fluid at ultralow flow rates and capillary electrophoresis. Journal of Neuroscience Methods. 114 (1), 39-49 (2002).
  15. Renno, W. M., Mullet, M. A., Williams, F. G., Beitz, A. J. Construction of 1 mm microdialysis probe for amino acids dialysis in rats. Journal of Neuroscience Methods. 79 (2), 217-228 (1998).
  16. Nirogi, R., et al. Approach to reduce the non-specific binding in microdialysis. Journal of Neuroscience Methods. 209 (2), 379-387 (2012).
  17. Zhou, Y., Wong, J. M., Mabrouk, O. S., Kennedy, R. T. Reducing adsorption to improve recovery and in vivo detection of neuropeptides by microdialysis with LC-MS. Analytical Chemistry. 87 (19), 9802-9809 (2015).
  18. Wisniewski, N., Torto, N. Optimisation of microdialysis sampling recovery by varying inner cannula geometry. Analyst. 127 (8), 1129-1134 (2002).
  19. Morrison, P. F., et al. Quantitative microdialysis: analysis of transients and application to pharmacokinetics in brain. Journal of Neurochemistry. 57 (1), 103-119 (1991).
  20. Westerink, B. H., De Vries, J. B. A method to evaluate the diffusion rate of drugs from a microdialysis probe through brain tissue. Journal of Neuroscience Methods. 109 (1), 53-58 (2001).
  21. Chefer, V. I., Thompson, A. C., Zapata, A., Shippenberg, T. S. Overview of brain microdialysis. Current Protocols in Neurosciences. , (2009).
  22. Westerink, B. H. Brain microdialysis and its application for the study of animal behaviour. Behavioural Brain Research. 70 (2), 103-124 (1995).
  23. Zhang, M. Y., Beyer, C. E. Measurement of neurotransmitters from extracellular fluid in brain by in vivo microdialysis and chromatography-mass spectrometry. Journal of Pharmaceutical and Biomedical Analysis. 40 (3), 492-499 (2006).
  24. Allison, L. A., Mayer, G. S., Shoup, R. E. o-Phthalaldehyde derivatives of amines for high-speed liquid chromatography/electrochemistry. Analytical Chemistry. 56 (7), 1089-1096 (1984).
  25. Boyd, B. W., Witowski, S. R., Kennedy, R. T. Trace-level amino acid analysis by capillary liquid chromatography and application to in vivo microdialysis sampling with 10-s temporal resolution. Analytical Chemistry. 72 (4), 865-871 (2000).
  26. Hanczko, R., Jambor, A., Perl, A., Molnar-Perl, I. Advances in the o-phthalaldehyde derivatizations. Comeback to the o-phthalaldehyde-ethanethiol reagent. Journal of Chromatography A. 1163 (1-2), 25-42 (2007).
  27. Molnar-Perl, I. Quantitation of amino acids and amines in the same matrix by high-performance liquid chromatography, either simultaneously or separately. Journal of Chromatography A. 987 (1-2), 291-309 (2003).
  28. Solis, J. M., et al. Variation of potassium ion concentrations in the rat hippocampus specifically affects extracellular taurine levels. Neuroscience Letters. 66 (3), 263-268 (1986).
  29. Boatell, M. L., Bendahan, G., Mahy, N. Time-related cortical amino acid changes after basal forebrain lesion: a microdialysis study. Journal of Neurochemistry. 64 (1), 285-291 (1995).
  30. Sutton, A. C., et al. Elevated potassium provides an ionic mechanism for deep brain stimulation in the hemiparkinsonian rat. The European Journal of Neuroscience. 37 (2), 231-241 (2013).
  31. Hascup, K. N., Hascup, E. R. Electrochemical techniques for subsecond neurotransmitter detection in live rodents. Comparative Medicine. 64 (4), 249-255 (2014).
  32. Fisher, R. S., et al. Epileptic seizures and epilepsy: definitions proposed by the International League Against Epilepsy (ILAE) and the International Bureau for Epilepsy (IBE). Epilepsia. 46 (4), 470-472 (2005).
  33. Goffin, K., Nissinen, J., Van Laere, K., Pitkanen, A. Cyclicity of spontaneous recurrent seizures in pilocarpine model of temporal lobe epilepsy in rat. Experimental Neurology. 205 (2), 501-505 (2007).
  34. Pitsch, J., et al. Circadian clustering of spontaneous epileptic seizures emerges after pilocarpine-induced status epilepticus. Epilepsia. 58 (7), 1159-1171 (2017).
  35. Pearce, P. S., et al. Spike-wave discharges in adult Sprague-Dawley rats and their implications for animal models of temporal lobe epilepsy. Epilepsy and Behavior. 32, 121-131 (2014).
  36. Twele, F., Tollner, K., Bankstahl, M., Loscher, W. The effects of carbamazepine in the intrahippocampal kainate model of temporal lobe epilepsy depend on seizure definition and mouse strain. Epilepsia Open. 1 (1-2), 45-60 (2016).
  37. Kadam, S. D., et al. Methodological standards and interpretation of video-electroencephalography in adult control rodents. A TASK1-WG1 report of the AES/ILAE Translational Task Force of the ILAE. Epilepsia. 58, 10-27 (2017).
  38. Hernan, A. E., et al. Methodological standards and functional correlates of depth in vivo electrophysiological recordings in control rodents. A TASK1-WG3 report of the AES/ILAE Translational Task Force of the ILAE. Epilepsia. 58, 28-39 (2017).
  39. Bernal, J., et al. Guidelines for rodent survival surgery. Journal of Investigative Surgery: the official journal of the Academy of Surgical Research. 22 (6), 445-451 (2009).
  40. Flecknell, P. Rodent analgesia: Assessment and therapeutics. Veterinary Journal. , 70-77 (2018).
  41. Miller, A. L., Richardson, C. A. Rodent analgesia. The Veterinary Clinics of North America. Exotic Animal Practice. 14 (1), 81-92 (2011).
  42. Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N. Survivable stereotaxic surgery in rodents. Journal of Visualized Experiments: JoVE. (20), (2008).
  43. Gardiner, T. W., Toth, L. A. Stereotactic Surgery and Long-Term Maintenance of Cranial Implants in Research Animals. Contemporary Topics in Laboratory Animal Science. 38 (1), 56-63 (1999).
  44. Williams, P. A., et al. Development of spontaneous recurrent seizures after kainate-induced status epilepticus. The Journal of Neuroscience: The official journal of the Society for Neuroscience. 29 (7), 2103-2112 (2009).
  45. Paradiso, B., et al. Localized overexpression of FGF-2 and BDNF in hippocampus reduces mossy fiber sprouting and spontaneous seizures up to 4 weeks after pilocarpine-induced status epilepticus. Epilepsia. 52 (3), 572-578 (2011).
  46. Kanamori, K. Faster flux of neurotransmitter glutamate during seizure – Evidence from 13C-enrichment of extracellular glutamate in kainate rat model. PLoS One. 12 (4), e0174845 (2017).
  47. Kanamori, K., Ross, B. D. Chronic electrographic seizure reduces glutamine and elevates glutamate in the extracellular fluid of rat brain. Brain Research. 1371, 180-191 (2011).
  48. Kanamori, K., Ross, B. D. Electrographic seizures are significantly reduced by in vivo inhibition of neuronal uptake of extracellular glutamine in rat hippocampus. Epilepsy Research. 107 (1-2), 20-36 (2013).
  49. Luna-Munguia, H., Meneses, A., Pena-Ortega, F., Gaona, A., Rocha, L. Effects of hippocampal high-frequency electrical stimulation in memory formation and their association with amino acid tissue content and release in normal rats. Hippocampus. 22 (1), 98-105 (2012).
  50. Mazzuferi, M., Binaschi, A., Rodi, D., Mantovani, S., Simonato, M. Induction of B1 bradykinin receptors in the kindled hippocampus increases extracellular glutamate levels: a microdialysis study. Neurosciences. 135 (3), 979-986 (2005).
  51. Meurs, A., Clinckers, R., Ebinger, G., Michotte, Y., Smolders, I. Seizure activity and changes in hippocampal extracellular glutamate, GABA, dopamine and serotonin. Epilepsy Research. 78 (1), 50-59 (2008).
  52. Ueda, Y., et al. Collapse of extracellular glutamate regulation during epileptogenesis: down-regulation and functional failure of glutamate transporter function in rats with chronic seizures induced by kainic acid. Journal of Neurochemistry. 76 (3), 892-900 (2001).
  53. Wilson, C. L., et al. Comparison of seizure related amino acid release in human epileptic hippocampus versus a chronic, kainate rat model of hippocampal epilepsy. Epilepsy Research. 26 (1), 245-254 (1996).
  54. Lidster, K., et al. Opportunities for improving animal welfare in rodent models of epilepsy and seizures. Journal of Neuroscience Methods. 260, 2-25 (2016).
  55. Parrot, S., et al. High temporal resolution for in vivo monitoring of neurotransmitters in awake epileptic rats using brain microdialysis and capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection. Journal of Neuroscience Methods. 140 (1-2), 29-38 (2004).
  56. Kennedy, R. T., Watson, C. J., Haskins, W. E., Powell, D. H., Strecker, R. E. In vivo neurochemical monitoring by microdialysis and capillary separations. Current Opinion in Chemical Biology. 6 (5), 659-665 (2002).
  57. Kennedy, R. T. Emerging trends in in vivo neurochemical monitoring by microdialysis. Current Opinion in Chemical Biology. 17 (5), 860-867 (2013).
  58. Ferry, B., Gifu, E. P., Sandu, I., Denoroy, L., Parrot, S. Analysis of microdialysate monoamines, including noradrenaline, dopamine and serotonin, using capillary ultra-high performance liquid chromatography and electrochemical detection. Journal of Chromatography B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 951, 52-57 (2014).
  59. Jung, M. C., Shi, G., Borland, L., Michael, A. C., Weber, S. G. Simultaneous determination of biogenic monoamines in rat brain dialysates using capillary high-performance liquid chromatography with photoluminescence following electron transfer. Analytical Chemistry. 78 (6), 1755-1760 (2006).
  60. Parrot, S., Lambas-Senas, L., Sentenac, S., Denoroy, L., Renaud, B. Highly sensitive assay for the measurement of serotonin in microdialysates using capillary high-performance liquid chromatography with electrochemical detection. Journal of Chromatography B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 850 (1-2), 303-309 (2007).
  61. Hershey, N. D., Kennedy, R. T. In vivo calibration of microdialysis using infusion of stable-isotope labeled neurotransmitters. ACS Chemical Neuroscience. 4 (5), 729-736 (2013).
  62. Vander Weele, C. M., et al. Rapid dopamine transmission within the nucleus accumbens: dramatic difference between morphine and oxycodone delivery. The European Journal of Neuroscience. 40 (7), 3041-3054 (2014).
  63. Zestos, A. G., Kennedy, R. T. Microdialysis Coupled with LC-MS/MS for In Vivo Neurochemical Monitoring. The AAPS journal. 19 (5), 1284-1293 (2017).
  64. Benturquia, N., Parrot, S., Sauvinet, V., Renaud, B., Denoroy, L. Simultaneous determination of vigabatrin and amino acid neurotransmitters in brain microdialysates by capillary electrophoresis with laser-induced fluorescence detection. Journal of Chromatography B, Analytical Technologies in the Biomedical and Life Sciences. 806 (2), 237-244 (2004).
  65. Chefer, V., et al. Repeated exposure to moderate doses of ethanol augments hippocampal glutamate neurotransmission by increasing release. Addiction Biology. 16 (2), 229-237 (2011).
  66. Morales-Villagran, A., Pardo-Pena, K., Medina-Ceja, L., Lopez-Perez, S. A microdialysis and enzymatic reactor sensing procedure for the simultaneous registration of online glutamate measurements at high temporal resolution during epileptiform activity. Journal of Neurochemistry. 139 (5), 886-896 (2016).
  67. Petit-Pierre, G., et al. In vivo neurochemical measurements in cerebral tissues using a droplet-based monitoring system. Nature Communication. 8 (1), 1239 (2017).
  68. Renaud, P., Su, C. K., Hsia, S. C., Sun, Y. C. A high-throughput microdialysis-parallel solid phase extraction-inductively coupled plasma mass spectrometry hyphenated system for continuous monitoring of extracellular metal ions in living rat brain. Nature Communication. 1326, 73-79 (2014).
  69. Zilkha, E., Obrenovitch, T. P., Koshy, A., Kusakabe, H., Bennetto, H. P. Extracellular glutamate: on-line monitoring using microdialysis coupled to enzyme-amperometric analysis. Journal of Neuroscience Methods. 60 (1-2), 1-9 (1995).
  70. Ngernsutivorakul, T., White, T. S., Kennedy, R. T. Microfabricated Probes for Studying Brain Chemistry: A Review. Chemphyschem: a Eurepean journal of chemical physics and physical chemistry. 19 (10), 1128-1142 (2018).
  71. Mirzaei, M., Sawan, M. Microelectronics-based biosensors dedicated to the detection of neurotransmitters: a review. Sensors. 14 (10), 17981-18008 (2014).
check_url/fr/58455?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Soukupová, M., Falcicchia, C., Lovisari, F., Ingusci, S., Barbieri, M., Zucchini, S., Simonato, M. Microdialysis of Excitatory Amino Acids During EEG Recordings in Freely Moving Rats. J. Vis. Exp. (141), e58455, doi:10.3791/58455 (2018).

View Video