JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Résultats
Discussion
Divulgations
Acknowledgements
Materials
References
Traduction automatique
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Neurosciences

Microdialysis fareler serbestçe hareket EEG kayıtları sırasında eksitatör Amino asit

Published: November 08, 2018
doi:
10.3791/58455
, , , , , ,
1Department of Medical Sciences, Section of Pharmacology, Neuroscience Center,University of Ferrara and National Institute of Neuroscience

Summary

Burada, in vivo microdialysis EEG kayıtları ile birlikte epileptik ve sigara-epileptik sıçan ventral hipokampus glutamat ve aspartat sürümde analiz etmek için bir yöntem açıklanmaktadır. Ekstraselüler glutamat ve aspartat konsantrasyonu hastalık farklı aşamalarında ile ilişkili.

Abstract

Microdialysis nörolojik aktif maddeler içine belgili tanımlık beyin interstisyel yer davranışı ile ve/veya belirli bir patoloji (Örneğin, nöbetler sonucu ile difüzyon değişiklikler ilişkili olan bir iyi kurulmuş nörolojik tekniktir Epilepsi için). Epilepsi okurken, microdialysis teknik genellikle kısa vadeli veya uzun vadeli bile video-spontan nöbet sıklığını, önem, ilerleme ve kümeleme değerlendirmek için izleme elektroansefalografi ile (EEG) birleştirilir. Kombine microdialysis EEG birkaç yöntem ve araçları kullanımına dayanır. Burada, vivo içinde microdialysis ve sürekli video-EEG zaman içinde epilepsi bir sıçan modelinde Doğal Tarih, farklı aşamalarını monitör glutamat ve aspartat çıkış için kayıt yapılır. Bu kombine yaklaşım nörotransmitter sürümde değişiklikler eşleştirme belirli aşamaları hastalığı gelişme ve ilerleme sağlar. Amino asit konsantrasyon diyalizat sıvı kromatografi tarafından tespit edilmiştir. Burada, asıl önlem bir in vivo microdialysis sırasında almalı anahat ve yöntemleri açıklayan-EEG, stereotaksik cerrahi özellikle dikkat edin, Bazal ve yüksek potasyum uyarı sırasında microdialysis, derinliği ile Elektrot EEG kaydı ve yüksek performanslı sıvı kromatografi Analizi içinde diyalizat glutamat ve aspartat. Bu yaklaşım adapte olabilir uyuşturucu ya da hastalık çeşitli test etmek için değişiklikleri, aspartat ve glutamat beyin fizyolojik konsantrasyonları indüklenen. Uygun bir analitik tahlil durumu bağlı olarak, daha fazla istihdam EEG kaydı aynı anda farklı çözünen molekülleri test etmek için kullanılabilir.

Introduction

Biz sistematik olarak ekstrasellüler konsantrasyonları işlev bozukluğu glutamat aracılı eksitatör ve inhibitör neurotransmission temporal lob epilepsi (TLE) içinde spontan nöbetler sonuçlanan GABAergic içgörü sağlamak için izlenen GABA1 ve daha sonra glutamat ve aspartat2 fareler çeşitli noktalarda zaman-doğal hastalığının ventral hippocampus microdialysis tarafından düzeyde tabii ki, yani, gelişme ve ilerleme epilepsi sırasında. Biz çok doğru davranış, elektrofizyolojik ve histopatolojik değişiklikleri3,4 açısından hastalığı taklit eden TLE pilokarpin modeli içinde rats, avantaj aldı ve biz amino diyalizat konsantrasyonu korelasyon onun farklı aşamalarında asitler: akut faz epileptogenic hakaret, gecikme süresi faz, ilk spontan nöbet ve kronik phass5,6,7saat sonra. Hastalık aşama çerçeveleme uzun süreli video-EEG izleme ve hassas EEG ve spontan nöbetler klinik karakterizasyonu tarafından etkinleştirildi. Microdialysis teknik uygulama uzun süreli video-EEG bize TLE nevropatoloji için mekanik hipotezler evlenme izin izleme ile ilgili. Özet olarak, bu el yazması açıklanan teknik gelişme ve ilerleme hayvan modelinde epilepsi ile tanımlanmış beyin alanı içinde nörokimyasal değişiklikler eşleştirme sağlar.

Eþleþtirilmiþ cihazlar, microdialysis kanül için bitişik bir derinlik elektrot oluşan kez nerede nörotransmiterler, metabolitleri veya enerji yüzeylerde değişiklikleri için nöronal aktivite ilişkili olması epilepsi araştırma çalışmaları ve istihdam edilmektedir. Vakaların büyük çoğunluğu, serbestçe hayvanlar davranmak kullanılır ama benzer bir şekilde insanlar için Örneğin, derinlik elektrot soruşturma cerrahi8önce uygulanan pharmaco dayanıklı epileptik hastalarda da yapılabilir. EEG kaydı hem diyalizat toplama yapılabilir ayrı ayrı (bir yarımküre ve microdialysis elektrot yerleştirilmesiÖrneğin, yoklama diğer Yarımküre veya bile microdialysis yerine getirirken hayvanların bir grupta gerçekleştirme tek EEG hayvanların başka bir grupta). Ancak, elektrotlar probları için kaplin birden çok avantajları olabilir: stereotaksik cerrahi basitleştirir, doku hasarı sadece bir yarımküre için sınırlar (diğer bırakarak sağlam, histolojik araştırmalar denetimi olarak) ve bu sonuçları homogenizes aynı beyin bölgesi ve aynı hayvan–dan elde edilir.

Öte yandan, ev yapımı ise eşleşmiş microdialysis sonda-elektrot aygıt hazırlanması beceri ve zaman gerektirir. Bir piyasadan satın aldıysanız nispeten yüksek miktarlarda para harcayabilirsiniz. Ayrıca, ne zaman probları microdialysis (sonda ipuçları vardır genellikle 200-400 µm çapı ve 7-12 mm uzunluğunda)9ve EEG elektrotlar (elektrot ipuçları vardır genellikle faiz10beyin yapısını ulaşmak için 300-500 µm çapı ve yeterince uzun) birleştiğinde, takılı aygıt hayvanlar için zahmetli ve özellikle ne zaman o diyaliz pompa ve zor telli EEG kayıt sistemi ile bağlantılı olan kayıp olacak açıktır başın bir tarafında nispeten ağır ve hantal bir nesne temsil eder. Bu yönü daha zordur ve daha az microdialysis oturumları edinilmiş epileptik hayvanlarda alakalı. Uygun cerrahi teknik ve uygun ameliyat sonrası bakım birleşimsel microdialysis-EEG10,11, deneyleri için takip edilmelidir ve çok az hayvan rahatsızlık neden uzun süreli komponentlerde neden olur 12.

Avantajları ve microdialysis teknik sınırlamaları ayrıntılı olarak birçok nörologlar tarafından gözden geçirildi. Asıl avantaj diğer vivo içinde perfüzyon teknikleri (Örneğin, hızlı akış itme-çekme veya kortikal Kupası perfüzyon) üzerinden faiz13,14nispeten kesin bir alanı kapsayan sonda küçük çaplı olduğunu, 15. İkinci olarak, microdialysis membran doku ve perfusate arasında fiziksel bir bariyer oluşturur; Bu nedenle, yüksek moleküler ağırlık maddelerin değil çapraz ve analiz16,17ile müdahale değil. Ayrıca, doku perfusate18türbülanslı akış korunmaktadır. Başka bir önemli avantaj analit konsantrasyon perfusate maksimize etmek için perfusate akışını değiştirmek için olasılık var (yani, microdialysis süreci matematiksel olarak tanımlanabilir ve yüksek verim için değiştirilebilir örnekteki analit konsantrasyonları)19. Son olarak, teknik uyuşturucu veya farmakolojik aktif maddeler faiz dokusu içine demleyin ve müdahale20yerinde etkilerini belirlemek için kullanılabilir. Öte yandan, microdialysis elektrokimyasal veya biyolojik sensörleri ile karşılaştırıldığında sınırlı çözünürlük vakit (genellikle daha fazla zaman örnekleri toplamak için gerekli nedeniyle 1 dk) vardır; doku hasarına neden olan invaziv bir tekniktir; sürekli konsantrasyon gradyanı nedeniyle membran perfusate faiz analit ile birlikte girer boşluk tüm çözünür maddelerin içinde nörokimyasal dengesini ödün vermez. Son olarak, microdialysis teknik son derece perfusate9,21,22,23 maddelerin miktar için istihdam analitik teknikler sınırlarını etkilenir . Yüksek performanslı sıvı kromatografi (derivatization orthophthaldialdehyde biyolojik örnekler glutamat ve aspartat analizi ile de doğrulanmış24,25,26 edildikten sonra HPLC) , 27 ve onun kapsamlı tartışma bu yazının kapsamı dışında ancak bu yöntem kullanılarak üretilen veri ayrıntılı olarak açıklanacaktır.

Düzgün ve perfusate bileşimi değişiklik yapmadan gerçekleştirildiğinde microdialysis nörotransmitter yayın bazal düzeyleri hakkında güvenilir bilgi sağlar. Bazal düzeyleri en büyük bölümünü büyük olasılıkla verici yayılma sinapslarda9sonucudur. Birçok durumda ekstra sinaptik alanda nörotransmitter basit örnekleme bir soruşturma hedefleri takip için yeterli olmadığı için microdialysis tekniği de sinir hücreleri uyarmak için ya da onları önemli mahrum için istihdam edilebilir fizyolojik iyonları K+ veya Ca2 +, uyandırmak veya nörotransmitter sürümü önlemek için gibi.

Yüksek K+ stimülasyon kez Nörobiyoloji nöronal aktivite uyanık hayvanlarda hem de birincil ve organotypic kültürlerde uyarmak için kullanılır. Sağlıklı bir merkezi sinir sistemi K+ (40-100 mM) yüksek konsantrasyonları ile pozlama çözümlere nörotransmitter28sızma çağrıştırır. Yanıt-e doğru yüksek K+ ek bir sürümde sağlama yeteneği bu nöronların epileptik hayvanlar1 ve diğer nörodejeneratif hastalıkları29,30tehlikeye olabilir. Benzer şekilde, Ca (Ca2 + ücretsiz çözümleri ventriküler tarafından elde edilen)2 + yoksunluğu kalsiyum-bağımlı kurmak için kullanılan çoğu nörotransmitter microdialysis tarafından ölçülen piyasaya. Bu genellikle Ca2 + bağımlı yayın nöronal kökeni ise Ca2 + bağımsız yayın kaynaklanan glia ama birçok çalışma tartışmalara Ca2 +anlamı üzerinde yükseltilmiş olduğunu inanılıyor-hassas ölçümleri Örneğin glutamat veya GABA9: böylece, olanak varsa, bu ikinci yüksek uzaysal çözünürlük ve elektrotlar sağlar sinapslarda31olarak yakın almak için microsensor çalışmalar, microdialysis çalışmaları desteklemek için tavsiye edilir.

Epileptik hayvanlarda Microdialysis çalışmaları ile ilgili çoğu elde edilen veriler video veya video-EEG nöbetler, yani, işaretler ve/veya belirtiler nedeniyle anormal geçici oluşumunun izleme üzerine itimat stres önemlidir aşırı büyük ve zaman uyumlu nöronal faaliyette beyin32. Deneme hazırlarken dikkate alınması gereken tedavi pilokarpin hayvanlarda electrographic vakalarının bazı özellikleri vardır. Spontan nöbetler sık EEG interictal sivri3 depresyonda etkinlik tarafından takip edilmektedir ve kümeleri33,34oluşur. Sahte işletilen epileptik olmayan hayvanlar nöbet benzeri aktivite35 sergileyebilirler ve bu nedenle EEG kayıtları değerlendirme için parametreler standart36 olmalı ve, eğer olanaklı, microdialysis oturumları zamanlaması iyi tanımlanmış olmalıdır. Son olarak, çok son raporlarında37 Uluslararası lig karşı epilepsi ve Amerikan epilepsi Derneği uzmanları tarafından özetlenen ilkeleri ve video-EEG denetim yetişkin kemirgen izlemek için metodolojik standartları takip önerilir ,38.

Burada, microdialysis glutamat ve aspartat epileptik hayvanlarda uzun süreli video-EEG kayıtları ve HPLC göre diyalizat onların analizi ile paralel olarak açıklayın. Bir en iyi sonuç için halletmem protokol kritik adımları vurgulamak olacaktır.

Protocol

Tüm deneysel prosedürler Ferrara kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi Üniversitesi ve İtalyan Sağlık Bakanlığı tarafından onaylanmış olan (yetkilendirme: DM 246/2012-B) Avrupa toplumlarında özetlenen yönergelere uygun olarak Konsey Yönergesi 24 Kasım 1986 (86/609/EEC). Bu iletişim kuralı özellikle sıçan beyin dialysates microdialysis oturumlarının epileptik ve epileptik olmayan sıçanlarda EEG denetimi altında elde glutamat ve aspartat tayini için ayarlanır. Burada açıklanan malzemel…

Representative Results

Sonda kurtarma (Yani, eşit bir şişe çözüm hacmi içeriğinde yüzdesi olarak perfusate ortalama amino asit içeriği) ortalama kurtarma 15.49 ± %0,42 2 μL/dk ve glutamat için 3 μL/dk 6,32 ± 0.64 akış hızında ve bir akış hızında 2 %0,36 14.89 ± oldu μl/dak ve 10.13 ± 0,51 3 μL/dk cuprophane membran sonda kullanırken aspartat için. Poliakrilonitril membran prob kullanılıyorsa, kötü kurtarma 13.6…

Discussion

Bu çalışmada, gösterdiğimiz microdialysis ile birleştiğinde sürekli video-EEG kaydı TLE deneysel bir model içinde nasıl gerçekleştirilebilir. Video-EEG kayıt teknikleri farklı aşamalarında hayvanlarda hastalık progresyon doğru olarak tanınabilmesi için kullanılır ve microdialysis tekniği (herhangi bir değişiklik için bulunmuştur sürede oluşan değişiklikleri glutamat sürümdeki açıklamak için kullanılır aspartat daha önce yayımlanmış çalışma2). Bunları …

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Yazarlar Anna Binaschi, Paolo Roncon ve Eleonora Palma öncelik sırasında yayınlanan el yazmaları katkılarından dolayı teşekkür etmek istiyorum.

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

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).

Tags

MicrodialysisExcitatory Amino AcidsEEGFreely Moving RatsNeurotransmitter ReleaseNeurological DiseasesFaraday CageEEG AmplifierEEG SoftwareEEG SignalTethered EEG Recording SystemAmplification FactorRinger’s SolutionFEP TubingGuide CannulaPlexiglass Cylinder
check_url/fr/58455?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
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).
Télécharger la Citation
Réimpressions et Autorisations

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image