Method Article

비디오 이미징 및 시공간지도는 마우스에서 위장관 운동성을 분석하는

DOI:

10.3791/53828

⸱

February 3rd, 2016

 ,  ,  ,  ,  ,  , 
1Department of Physiology, The University of Melbourne, 2Melbourne School of Engineering, The University of Melbourne, 3Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Melbourne

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 기사에서는 성체 마우스에서 결장 운동성의 신경 조절 변화를 식별하기 위한 비디오 이미징 기술과 고해상도 시공간 매핑에 대해 설명합니다. 위장관(GI) 기능에 대한 미묘한 영향은 위장관 질환에 대한 이해를 증진하기 위해 분리된 조직 제제에서 이 접근법을 사용하여 감지할 수 있습니다.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

장용성 신경계 (ENS)가 위장관 운동성 조절에 중요​​한 역할을 독립적 중추 신경계 기능 할 수있다. ENS 기능의 변화는 GI 증상과 질병의 주요 원인이며, 자폐증을 포함한 신경 장애에보고 GI 증상에 기여할 수있다. 잘 격리 대장 세그먼트 대장 이주 모터 단지 (CMMCs)로 알려진 자연, 리듬 수축을 생성하는 것으로 설정됩니다. 절차는 마우스 콜론의 생체 준비가 설명되어 전에서 CMMCs의 장 신경 규제를 분석합니다. 콜론은 동물로부터 해부 이전 기관 화장실에서 유관되기 배설물 콘텐츠를 삭제 플러시됩니다. 데이터는 장기 조 위에 배치 비디오 카메라를 통해 취득한 실내 소프트웨어 패키지를 통해 고해상도 시공간지도로 변환된다. 이 기술 기준 수축 패턴과 대장의에서 ENS 기능에 약리학 적 효과 사용egments은 3 ~ 4 시간에 걸쳐 비교 될 수있다. 또한 CMMCs 전파 길이 및 속도 장 직경 수축 주파수의 변화뿐만 아니라, 기록 될 수있다. 이 기술은 형질 전환 마우스 모델 (쥐와 기니피그를 포함하여 다른 종에서) 위장관 운동 패턴을 특성화하는 데 유용합니다. 이러한 방식으로, CMMCs의 약리학 유발 변화는 야생형 마우스와 자폐증 Neuroligin -3- R451C 마우스 모델에 기록된다. 또한,이 기술은 십이지장, 공장과 회장과 쥐를 포함하여 다른 발달 연령대 위장관의 다른 영역에 적용될 수있다.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

장용성 신경계 (ENS)가 위장관 극한 신경 네트워크 인 장과 같은 내용의 소화, 영양소의 흡수 및 분비 유체의 재 흡수와 같은 다양한 기능을 변조한다. ENS의 뉴런은 myenteric 및 점막하 plexuses에 있습니다. myenteric 신경 얼기는 점막하 신경총 반면 위장관 운동 1 조절에 중요한 역할을 분비 2,3의 제어에 주로 참여하고있다. myenteric 신경 얼기는 위장 벽의 길이 원형 근육 층 사이에 위치해 있습니다. 장 벽의 평활근 층의 수축 활성 혼합 부위 (3)의 길이 방향을 따라 장 콘텐츠를 추진하여 위장관의 주요 기능을 용이하게한다. CNS에서 위장관에 외부 신경 공급 장치는 생체 내에서 위장 기능에 기여하지만상기 ENS 독립적 위장 기능을 조절할 수있다. 이 독특한 특징은 기능성 장 신경 회로의 조사 및 생체 위장관 운동에 기여를 할 수 있습니다.

대장 마이그레이션 모터 단지 (CMMCs)는 배설물 펠렛 4-9의 부재에 고립 된 마우스 콜론에서 관찰 된 주된 모터 패턴입니다 자연, 신경 인성 이벤트입니다. CMMCs는 10 (직장에 맹장에서, 예) 적어도 콜론의 절....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

동물 처리 및 동물의 자궁 전위 모든 실험 이전했다 엄격 멜버른 대학의 동물 실험위원회의 승인을 프로토콜에 따라 수행 (윤리 ID : 1212494.7)

1. 조직 수집 및 해부

  1. 자궁 전위에 의해 성인 쥐를 안락사. 가능하면 관심의 신경 세포 인구에있는 수용체를 통해 장 기능에 영향을 방지하기 위해 마취를 피할 수 있습니다.
  2. 몸을 고정, 동물의 총 체중을 기록 피하 주사 바늘을 (크기 : 20 G)를 사용하여 견고하게 해부 보드 (네 발을 통해 복부 측면은 실험에 노출).
  3. 해부 집게와 가위를 사용하여; 하복부 근육 층을 중첩 표피를 통해 절개를합니다. 흉골에 복부의 정중선을 따라 복강을 열고 집게와 가위를 계속 사용합니다.
  4. 조직의 탈수를 방지하기 위해, 그 풍모를 부어학적 식염수 (크렙스 용액 118의 NaCl, CaCl2를 1.2 황산, 하나의 NaH 2 PO 4, 25의 NaHCO3 4.6의 KCl, 2.5, (11) D- 글루코스 밀리미터로 - carbogen 가스 RT으로 발포, 95 % O 2, 5 해부 과정에서 일정한 간격 (즉,

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

ASD 환자의 90 %까지 설사, 변비 18,24,25 포함한 위장 장애의 배열을 경험한다. 그러나 이러한 위장관 문제의 근본 원인은 알려져 있지 않다. ASD 환자에서 확인 된 많은 돌연변이 시냅스 단백질이 시냅스 전달 또는 기능에 변경 및 장애에 기여과 연결되어 있습니다. 그러한 돌연변이는 세포 부착 분자 neuroligin -3- (NL3의 R451C)를 코딩하는 유전자에 ASD 17 개의 형제로 확인되었다. Neuroligin 단백질의 위치 451의 아르기닌 잔기 이러한 돌연변이 결과 시스테인으로 대체된다. 이 돌연변이 쇼를 표현 NL3 R451C 마우스는 해마 25, 27 내에서 증가 AMPA와 NMDA 수용체 매개 활동과 함께 체 감각 피질 16,26에서 GABA 중재 전송을 증가했다.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

이 비디오 이미징 기술을 사용하여, CMMC 주파수 야생형 결장 운동성 표시 및 NL3 R451C 마우스 자폐증 스펙트럼 장애 (17)의 마우스 모델로 측정 하였다. 우리의 결과는 NL3 R451C 쥐는 Tropisetron에 감도 증가를 나타낼 것으로 제안 5HT 3/4 Tropisetron 수용체 길항제의 존재 하에서 야생형 마우스에 비해 돌연변이 NL3 R451C 생쥐 CMMCs 수의 감소를 나타낸다. 이에 따라 neuroligin -3- R451C 돌연변이 잠재적 장용성 뉴런 점막 또는 모두 5HT 3 5HT 4 수용체 기능 중 하나를 조절함으로써, 세로토닌 경로를 바꾸는 것을 제안한다. 이 유전자형 사이 및 후속 연구를위한 특정 목표의 식별을위한 표현형 차이를 식별하기위한 방법의 가치를 강조한다.

이 방법을 통해 비디오를 인수하여 .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

저자는 공개할 것이 없습니다

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

JCB 및 ELH-Y는 국방 CDMRP 자폐증 연구 프로그램의 미국학과 (AR11034)에 의해 지원되었다. 멜버른 신뢰의 ELH-Y.The 월 스튜어트 또한 Bursary - 대학 NHMRC (1047674)는 MS에 장학금을 후원. 우리는 기술적 공헌 알리 타 헤르, 파티마 Ramalhosa 및 그라시아 시거 감사합니다.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
<강>시약
NaCl (MW: 58.44)Sigma-AldrichS7653-250G
KCl (MW: 74.55)Sigma-AldrichP9333-500G
NaH2PO4.2H2O (MW: 156.01)Chem 공급471-500G
MgSO4 .7H20 (MW: 246.48)Chem SupplyMA048
CaCl2.2H2O (MW: 147.02)Chem SupplyCA033
D-Glucose anhydrous (MW: 180.16)Chem SupplyGA018-500G
NaHCO3 (MW: 84.01)Chem SupplyGA018-500G
NameCompany카탈로그 번호코멘트
Materials
2개의 챔버 장기 욕조
치수: 14cm x 8cm x 3cm		맞춤형접촉 실험실 직접 
  732 다목적 실란트 클리어Dow Corning Australia Pty Ltd1890573
SYLGARD 184 실리콘 엘라스토머 키트 다우 코닝 Australia Pty Ltd1064291
STOPCOCK 3 WAY FEM-ML L/LOCK STerumo Medical Corporation0912-2006
루어 잠금 팁이 있는 주사기 50 ml, 20 ml, 10 mlTerumo Medical CorporationN/A
1.57 mm (ID) x 3.16 mm (OD) - 실라스틱 튜빙Masterflex508-008
1.02 mm (ID) x 2.16 mm (OD) - 실라스틱 튜빙Masterflex508-005
1.50 mm (ID) x 2.50 mm (OD) - 실라스틱 튜빙Masterflex508-007
1.60 mm (ID) - 플래티넘 경화 실리콘 튜빙 Masterflex96410 - 14
4.40 mm (ID) - 플래티넘 경화 실리콘 튜브 마스터플렉스96410 - 15 
3.10mm(ID) - 백금 경화 실리콘 튜브 Masterflex96410 -16
졸업 실험실 유리병 - 500 ml         써모피셔 사이언티픽 100-400
화학 고무 스토퍼 57 x 65 mm 
화학 고무 스토퍼 29 mm x 32 mm
온수기  (온도 조절기) 라텍 TH7000 
Logitech 웹캠Logitech
NameCompany카탈로그 번호Comments
>Software
Virtual Dub - 1.9 11virtualdub.org
MATLAB R2012a 그래프 패드
Logitech 웹캠 소프트웨어Logitech

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Powell, A. K., O'Brien, S. D., Fida, R., Bywater, R. A. Neural integrity is essential for the propagation of colonic migrating motor complexes in the mouse. Neurogastroenterol Motil. 14, 495-504 (2002).
  2. Furness, J. B. The enteric nervous....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Gastrointestinal MotilityColonic Migrating Motor ComplexesEnteric Nervous SystemVideo ImagingSpatiotemporal MapsMouse ColonOrgan BathCannulation TechniqueTropisetron TreatmentNeuroligin 3 R451C

Related Articles