Экс Vivo Препараты неповрежденной вомероназального органа и аксессуаров обонятельная луковица
Summary
Мышь аксессуар обонятельная луковица (АОВ) было трудно изучать в контексте сенсорной кодирования. Здесь мы демонстрируем рассечение, который производит Экс Vivo препарат, в котором AOB нейроны остаются функционально связан с их периферийных входов, содействия научным исследованиям в обработке информации феромонов мыши и kairomones.
Abstract
Мышь аксессуар обонятельная система (АОС) является специализированным сенсорная тропа для обнаружения энергонезависимые социальные запахи, феромоны и kairomones. Первый нейронной цепи в пути AOS, называется аксессуар обонятельная луковица (АОВ), играет важную роль в установлении секс-типичный поведения, такие как территориальной агрессии и спаривания. Этот небольшой (<1 мм 3) схема обладает способностью различать уникальные поведенческие состояния, такие как секс, процедить, и стресс от хемосенсорных киев в выделениями и экскрементами из сородичей. В то время как компактный организация этой системы представляет уникальные возможности для записи с большими участками цепи одновременно, исследование сенсорной обработки в АОБ остается сложной, во многом благодаря его экспериментально невыгодное расположение в мозгу. Здесь мы демонстрируем многоступенчатую рассечение, которое удаляет нетронутыми AOB в пределах одного полушария переднего черепа мыши, оставляя подключенияионы в обеих периферической вомероназальных сенсорных нейронов (VSNs) и местного нейронной цепи нетронутыми. Процедура предоставляет поверхность AOB направить визуальный осмотр, облегчая электрофизиологических и оптические записи из элементов АОБ цепи в отсутствие анестетиков. После вставки тонкий канюли в вомероназального органа (ВНО), в котором находится VSNs, можно непосредственно подвергать периферию к социальным запахов и феромонов время записи вниз по течению активность в АОБ. Эта процедура позволяет контролируемых расследований AOS обработки информации, которые могут пролить свет на механизмы, связывающие феромона рисков в случае изменения поведения.
Introduction
Сенсорная обработка в мозге млекопитающих обычно занимает несколько взаимно соединенных-нейрональные цепи, каждая из которых извлекает особенности от сенсорного ввода. В сенсорных путей, рано обработки информации является жизненно важным для нормального восприятия и поведения. В принадлежностей обонятельной системы (AOS), аксессуар обонятельная луковица (АОВ) является основным нейронной цепи увязки сенсорную периферию для последующих структур, которые диктуют гормональный баланс 1,2, агрессию 3 и возбуждение 4. Таким образом, обработка информации в рамках этой схемы, тесно связана с изменениями в поведении животных.
Аксессуар обонятельная луковица находится у мышей и крыс в спинной / хвостовой / задней поверхности основного обонятельной луковице (MOB) под плотным, васкуляризации носовой пазухи. АОВ получает афферентный иннервации от аксонов периферических вомероназальных сенсорных нейронов (VSNs), которые находятся в вомероназального органа (ВНО), маленькийл слепой состава трубки в передней морды чуть выше мягкого неба. Эти аксоны пересекают тонкий лист перегородки ткани на медиальной границе носовые проходы. Несколько исследований исследовали AOB нервные реакции к источникам AOS запахов (например, мыши мочи) в естественных условиях с использованием анестезированных мышей 5-7 или свободно-исследуя животных 8. Героическая наркозом в естественных условиях исследования, участвующих (а) tracheotomies для обеспечения глубокого наркоза и предотвращения аспирации жидкости стимулов 5-7, (б) стимуляции симпатической шейного ганглия 6 или прямой катетеризации вомероназального органа 5,7 ввести энергонезависимые запахи и (с) краниотомии с или без лобных абляции лепестков, чтобы электрода продвижение в АОБ 6. Пробудитесь / себя исследования 8-10 участвующие хирургической имплантации микродисков. В целом, эти экспериментальные парадигмы являются мощным, но крайне сложно и часто требует анестезии.
<p claсс = "jove_content"> Интересно, несколько исследований пытался сохранить сенсорные структуры и вниз по течению нейронных цепей живых вне тела (экс естественных условиях) с некоторым успехом 11-15. Поскольку связи между ВНО и АОБ остаются на той же стороне, и потому, что по средней линии перегородки ткань может подвергаться воздействию кислородом superfusate в одном полушарии, мы стремились разработать такую одного полушария Экс Vivo подход, чтобы изолировать эти структуры при сохранении их функциональную связь. Недавно мы преуспели в достижении этой цели 16. Этот препарат сохраняет обе VNO и АОВ в живых и функционально соединен, по крайней мере 4 – 6 ч, так как оба аксоны (вдоль средней линии мягкой ткани перегородки АОВ) и сравнительно мелкой <600 мкм особенности, которые доступны для орошали кислородом искусственную спинномозговую жидкость ( ACSF). Это ВНО-АОВ экс естественных подготовка позволяет введение контролируемой стимулы в ВНО через тонкий катетер, ипрямого визуального доступа к небольшой АОБ для целенаправленной размещения электродов и / или живой флуоресцентной микроскопии. Этот способ является предпочтительным, если кто-то желает изучать эти схемы в отсутствие анестезии. Поскольку такой подход разрывает центробежные связи, он не очень хорошо подходит для расследований центробежной модуляции функции АОБ. ВНО-АОВ экс естественных подготовка трудно учиться, но как только достигнут производит надежную платформу, на которой по расследованию организации цепи, обработки информации и нейронной пластичности в этой мощной сенсорной цепи.Protocol
Representative Results
Discussion
ВНО-АОВ экс естественных получение описано в данном протоколе является полезной альтернативой наркозом в естественных условиях 5-7 и острой живой срез 17 экспериментов функции АОБ. В отличие от острых опытах АОВ срезов, которые также подвергнуть элементы схемы для …
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Это исследование было поддержано R00 DC011780 (JPM: NINDS, NIH), F30 DC011673 (GFH: NINDS, NIH) и запуска средств UT Юго-Западного (JPM).
Materials
| Straight Scissors | Fine Science Tools | 14002-14 | |
| Fine Scissors-Straight | Fine Science Tools | 14060-10 | |
| Fine Scissors-Curved | Fine Science Tools | 14061-10 | |
| Adson Forceps | Fine Science Tools | 11006-12 | |
| #3 Scalpel Handle | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| #11 Scalpel Blades | Fisher Scientific | 3120030 | |
| Straight Carbon Steel Razor Blades | Fisher Scientific | 12-640 | |
| 35 mm Petri Dish | Fisher Scientific | 08-772-21 | |
| Dissection Chamber | Custom | N/A | See Fig. 1 |
| Delrin plastic plank 0.6 cm x 1.5 cm x 0.1 cm | Custom | N/A | |
| Dow Corning Silicon Vacuum grease | Fisher Scientific | 146355D | |
| #5 Forceps, Student | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| #5 Forceps, Biologie Tip | Fine Science Tools | 11295-10 | |
| #5 Forceps, Student | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-08 | |
| 0.0045" Polyimide Tubing | A-M Systems | 823400 | |
| 1/16" Male Luer | Cole-Parmer | EW-45505-00 | |
| 1/16" Tubing | Fisher Scientific | 14-171-129 | |
| Two ton epoxy | Grainger | 5E157 | |
| ValveBank Pressurized Perfusion Kit | AutoMate Scientific | 09-16 | |
| ValveLink digital/manual controller | AutoMate Scientific | 01-18 | |
| NaCl | Sigma-Aldrich | various | |
| KCl | Sigma-Aldrich | various | |
| CaCl2 dihydrate | Sigma-Aldrich | various | |
| MgCl2 hexahydrate | Sigma-Aldrich | various | |
| NaHCO3 | Sigma-Aldrich | various | |
| NaH2PO4 | Sigma-Aldrich | various | |
| myo-inositol | Sigma-Aldrich | various | |
| Na-pyruvate | Sigma-Aldrich | various | |
| Na-ascorbate | Sigma-Aldrich | various | |
| HEPES buffer | Sigma-Aldrich | various | |
| glucose | Sigma-Aldrich | various |
Riferimenti
- Bruce, H. M. An exteroceptive block to pregnancy in the mouse. Nature. 184, 105 (1959).
- Bellringer, J. F., Pratt, H. P., Keverne, E. B. Involvement of the vomeronasal organ and prolactin in pheromonal induction of delayed implantation in mice. J Reprod Fertil. 59, 223-228 (1980).
- Bean, N. J. Modulation of agonistic behavior by the dual olfactory system in male mice. Physiol Behav. 29, 433-437 (1982).
- Meredith, M. Vomeronasal organ removal before sexual experience impairs male hamster mating behavior. Physiol Behav. 36, 737-743 (1986).
- Hendrickson, R. C., Krauthamer, S., Essenberg, J. M., Holy, T. E. Inhibition shapes sex selectivity in the mouse accessory olfactory bulb. J Neurosci. 28, 12523-12534 (2008).
- Ben-Shaul, Y., Katz, L. C., Mooney, R., Dulac, C. In vivo vomeronasal stimulation reveals sensory encoding of conspecific and allospecific cues by the mouse accessory olfactory bulb. Proc Natl Acad Sci U S A. 107, (2010).
- Tolokh, I. I., Fu, X., Holy, T. E. Reliable sex and strain discrimination in the mouse vomeronasal organ and accessory olfactory bulb. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 33, 13903-13913 (2013).
- Luo, M., Fee, M. S., Katz, L. C. Encoding pheromonal signals in the accessory olfactory bulb of behaving mice. Science. 299, 1196-1201 (2003).
- Binns, K. E., Brennan, P. A. Changes in electrophysiological activity in the accessory olfactory bulb and medial amygdala associated with mate recognition in mice. Eur J Neurosci. 21, 2529-2537 (2005).
- Leszkowicz, E., et al. Noradrenaline-induced enhancement of oscillatory local field potentials in the mouse accessory olfactory bulb does not depend on disinhibition of mitral cells. Eur J Neurosci. 35, 1433-1445 (2012).
- Ames, A., Gurian, B. S. Electrical Recordings from Isolated Mammalian Retina Mounted as a Membrane. Arch Ophthalmol. 70, 837-841 (1963).
- Flock, A. F., Strelioff, D. Studies on hair cells in isolated coils from the guinea pig cochlea. Hear Res. 15, 11-18 (1984).
- Woodbury, C. J., Ritter, A. M., Koerber, H. R. Central anatomy of individual rapidly adapting low-threshold mechanoreceptors innervating the ‘hairy’ skin of newborn mice: early maturation of hair follicle afferents. J Comp Neurol. 436, 304-323 (2001).
- Llinas, R., Muhlethaler, M. An electrophysiological study of the in vitro, perfused brain stem-cerebellum of adult guinea-pig. The Journal of physiology. 404, 215-240 (1988).
- Riviere, S., Challet, L., Fluegge, D., Spehr, M., Rodriguez, I. Formyl peptide receptor-like proteins are a novel family of vomeronasal chemosensors. Nature. 459, 574-577 (2009).
- Meeks, J. P., Holy, T. E. An ex vivo preparation of the intact mouse vomeronasal organ and accessory olfactory bulb. J Neurosci Methods. 177, 440-447 (2009).
- Leinders-Zufall, T., et al. Ultrasensitive pheromone detection by mammalian vomeronasal neurons. Nature. 405, 792-796 (2000).
- Kato, H. K., Chu, M. W., Isaacson, J. S., Komiyama, T. Dynamic sensory representations in the olfactory bulb: modulation by wakefulness and experience. 76, 962-975 (2012).
- Meeks, J. P., Arnson, H. A., Holy, T. E. Representation and transformation of sensory information in the mouse accessory olfactory system. Nature. 13, 723-730 (2010).
