脳組織の慢性Optogenetic刺激のための光ファイバ注入
Summary
optogeneticsの開発は今正確に遺伝的に定義されたニューロンと回路の両方を刺激するための手段を提供する<em> in vitroで</em>と<em生体内で></em>。ここでは、脳組織の慢性光刺激用の光ファイバのアセンブリおよび移植について説明します。
Abstract
神経結合の解明パターンは臨床と基礎の両方の神経科学の課題となっている。電気生理学はシナプス接続のパターンを分析するためのゴールドスタンダードとされてきたが、対になった電気生理学的記録は面倒で実験的に制限することの両方が可能。 optogeneticsの開発は 、in vitro および in vivo 1 2,3 の両方で 、神経細胞や回路を刺激するエレガントな方法を導入しています。離散的なニューロン集団でオプシン発現を駆動するために細胞型特異的プロモーター活性を利用することによって、人は正確に別個の回路4-6に遺伝的に定義されたニューロンのサブタイプを刺激することができる。電気刺激および/または薬理学的操作を含むニューロンを刺激するためによく記載されている方法は、多くの場合、侵襲的な細胞型無差別、であり、周囲の組織を損傷することがあります。これらの制限は、正常なシナプス機能および/または回路の動作を変更することがあります。加えて、原因操作の性質のために、現在の方法は、多くの場合、急性および端末です。 Optogeneticsは比較的無害な方法で、遺伝子標的ニューロンに神経細胞を刺激する能力を与える。 生体 optogenetics に関与する研究の大半は現在移植カニューレ6,7を通じて案内光ファイバを使用しますが、この方法の限界は、光ファイバの繰り返し挿入し、カニューレ内部の繊維の潜在的な破損と損傷脳組織が 含まれています。 optogeneticsの急成長分野を考えると、慢性的な刺激のより信頼性の高い方法は、最小限の巻き添え組織の損傷との長期的な研究を促進することが必要である。ビデオの記事は、効果的かつエレガントなスパルタらに記載の方法を補完するとして、ここで我々は修正されたプロトコルを提供します。8は、光ファイバインプラントの作製とその恒久的な固定のために麻酔したマウスの頭蓋と同様、アセンブリの上に繊維光源にインプラントを接続するファイバカプラ。固体レーザへの光ファイバで接続インプラントは、慢性的に少ない組織損傷9は小、取り外し可能な、テザーを用いて機能的な神経回路をphotostimulateする効率的な方法が可能になります。光ファイバーインプラントの永久固定は最小限の組織損傷で目を覚まし、行動マウスにおける神経回路10 の in vivo optogenetic試験において 、一貫した長期を提供しています。
Protocol
Discussion
Optogeneticsは、特定の神経細胞サブタイプ上前例のない制御を可能にする強力な新技術です。これは、電極を介して電気刺激の細胞型無差別かつ侵襲の影響を回避しながら、解剖学的および時間的な精度で神経回路を調節するために悪用される可能性があります。光ファイバーの注入は組織への最小限のダメージでマウスを行動、覚醒では、複数のセッションにまたがる神経回路の一貫性があ…
Acknowledgements
我々は、この技術はもともとスパルタら 、2012によって記述されていたと簡単に私たちの研究室での使用に適合されていることを承認したいと思います。
Materials
| Name of the Reagent or Equipment | Company | Catalogue # | Comments |
| LC Ferrule Sleeve | Precision Fiber Products (PFP) | SM-CS125S | 1.25 mm ID |
| FC MM Pre-Assembled Connector | PFP | MM-CON2004-2300 | 230 μm Ferrule |
| Miller FOPD-LC Disc | PFP | M1-80754 | For LC ferrules |
| Furcation tubing | PFP | FF9-250 | 900 μm o.d., 250 μm i.d. |
| MM LC Stick Ferrule 1.25 mm | PFP | MM-FER2007C-1270 | 127 μm ID Bore |
| MM LC Stick Ferrule 1.25 mm | PFP | MM-FER2007C-2300 | 230 μm ID Bore |
| Heat-curable epoxy, hardener and resin | PFP | ET-353ND-16OZ | |
| FC/PC and SC/PC Connector Polishing Disk | ThorLabs | D50-FC | For FC ferrules |
| Digital optical power and Energy Meter | ThorLabs | PM100D | Spectrophotometer |
| Polishing Pad | ThorLabs | NRS913 | 9″ x 13″ 50 Durometer |
| Aluminum oxide Lapping (Polishing) Sheets: 0.3, 1, 3, 5 μm grits | ThorLabs | LFG03P, LFG1P, LFG3P, LFG5P | |
| Standard Hard Cladding Multimode Fiber | ThorLabs | BFL37-200 | Low OH, 200 μm Core, 0.37 NA |
| Fiber Stripping Tool | ThorLabs | T10S13 | Clad/Coat: 200 μm / 300 μm |
| SILICA/SILICA Optical Fiber | Polymicro Technologies | FVP100110125 | High -OH, UV Enhanced, 0.22 NA |
| 1×1 Fiberoptic Rotary Joint | doric lenses | FRJ_FC-FC | |
| Mono Fiberoptic Patchcord | doric lenses | MFP_200/230/900-0.37_2m_FC-FC | |
| Heat shrink tubing, 1/8 inch | Allied Electronics | 689-0267 | |
| Heat gun | Allied Electronics | 972-6966 | 250 W; 750-800 °F |
| Cotton tipped applicators | Puritan Medical Products Company | 806-WC | |
| VetBond tissue adhesive | Fischer Scientific | 19-027136 | |
| Flash denture base acrylic | Yates Motloid | ColdPourPowder+Liq | |
| BONN Miniature Iris Scissors | Integra Miltex | 18-1392 | 3-1/2″(8.9cm), straight, 15 mm blades |
| Johns Hopkins Bulldog Clamp | Integra Miltex | 7-290 | 1-1/2″(3.8 cm), curved |
| MEGA-Torque Electric Lab Motor | Vector | EL-S | |
| Panther Burs-Ball #1 | Clarkson Laboratory | 77.1006 | |
| Violet Blue Laser System | CrystaLaser | CK473-050-O | Wavelength: 473 nm |
| Laser Power Supply | CrystaLaser | CL-2005 | |
| Dumont #2 Laminectomy Forceps | Fine Science Tools | 11223-20 | |
| Probe | Fine Science Tools | 10140-02 | |
| 5″Straight Hemostat | Excelta | 35-PH | |
| Vise with weighted base | Altex Electronics | PAN381 |
References
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