Ateş Ex Vivo sıçan beyin dilimleri kullanarak birincil olayları incelemek için alternatif bir yaklaşım
Summary
Biz daha fazla ateş altında yatan erken etkinlik kazandırabileceğini kurulan eski-vivo beyin tekniğine dayalı bir yöntemini in vivo ve in vitro deneyler avantajlarını birleştiren mevcut. Ayrıca, tedavi ve tedavi edilmezse grubun aynı anatomik düzlemde doğrudan karşılaştırma için eşsiz bir fırsat temsil eder.
Abstract
Hangi birincil yansıtan temel ateş işler güvenilir hayvan modelleri geliştirmek için çalışan çok sayıda çalışma rağmen çok az yaygın olarak kabul etmiştir. Burada, biz daha yakın vivo içindesunan iyi bilinen ex vivo beyin dilim tekniği, uyarlanmış yeni bir yordam teklif- vitro hücre dejenerasyonu, uyarının harekete geçirilmesine karşılık olarak erken olayları araştıran için hazırlıklar, daha senaryo gibi Alzheimer hastalığı içinde (Ah) görülmektedir. Bu varyasyon seçili beyin bölgesi ve yerel işlevselliğini fizyolojik ortamında bir anatomik cytoarchitecture korunması etkinleştirme basit ve kolayca tekrarlanabilir adımlar oluşur. Farklı anatomik alanlarda birden fazla deneyler söz konusu tedavileri ile bir site-, doz- ve saat-bağımlı bir şekilde gerçekleştirmek için fırsat sağlayan aynı beyin elde edilebilir. Bu metodoloji ile ilgili sonuçları etkileyebilecek potansiyel sınırlamalar doku, Yani, anatomik bütünlüğünü sırasında dilimleme ve kuluçka adımları ve bölüm kalınlık bakımından korunması için ile ilgili hangi biyokimyasal ve immunohistokimyasal analiz etkileyebilir. Bu yaklaşım moleküler mekanizmaları fizyolojik ve patolojik koşulları, uyuşturucu tarama veya doz-yanıt deneyleri dahil keşfetmek gibi farklı amaçlar için istihdam edilebilir. Son olarak, bu iletişim kuralını da hayvan davranış çalışmalarda istihdam sayısını azaltabilir. Rapor burada uygulama son zamanlarda açıklanan ve ex vivo sıçan beyin dilimler içeren bir reklam öncelikle etkilenen beyin bölgelerinden biri olan Bazal ön (BF), tarihinde ilk kez test. Asetilkolinesteraz (AChE) C-terminus elde edilen zehirli bir peptid yönetim tetikleme, BF, antero-posterior ekseni boyunca farklı bir ifade bir reklam gibi profil sor kanıtlanmıştır özellikle, Reklamda, alpha7 nikotinik reseptör (α7-nAChR), gibi değişmiş proteinlerin Tau (p-Tau) ve amiloid beta (Aβ) fosforile.
Introduction
Kronik bir patoloji entorhinal korteks (EC), BF, Hipokampus (HC) ve olfaktör ampul gibi farklı beyin bölgeleri etkileyen kademeli nörodejeneratif bozukluğu (OB)1,2,3ile karakterize reklamdır, 4,5. Reklam gelişimin geç yaklaşık % 70’ini tüm durumlarda6muhasebe demans en sık görülen bu hastalık yapma ilerici bir bilişsel gerileme yol. Reklam neden ilk etap anlamak için yoğun girişimlerine rağmen bir şey yok şu anda tanımlanmış bir deneysel gösterge onları elucidating. Reklam pathobiology, ne de etkili7,8 kanıtlamıştır bir ilaç hedef açıklayan tam bir profil sağlamaz beri Ayrıca, en popüler teori – “amiloid hipotezi” – giderek sorgulanmaktadır ,9.
Ateş sırasında meydana gelen ilk mekanizmaları nöronal küme reklam3,10,11 ‘ öncelikle duyarlı ilişkili artan ilgi alma alternatif bir teori önerir , 12 , 13 , 14. bu türdeş olmayan hücresel Merkez AK, HC ve OB15,16gibi birden çok bölgeye BF, orta ve beyin sapı, projeler içinde kapsıyordu. Nöronal morfoloji ve nörotransmitter sentez çeşitliliği rağmen bu çekirdek hücrelerin enzimatik olmayan işlev17,18de içerebilir ağrısı ifade içinde ortak bir özelliği paylaşır. Molekül trofik veya toksik olayları ile ilgili olarak Ca2 + doz, kullanılabilirlik ve nöronal yaş17,18 geçirmek için nöronlar kalsiyum (Ca2 +) akışına aracılık sinyal bir roman olarak klasik olmayan bu rolü , 19.
Ateş sırasında gözlenen hücresel kaybı bu nedenle ağrısı C-terminus i ciddi bir 30mer peptid (T30) atfedilebilecek olduğu bu enzimatik olmayan işlev17,18,20‘ ye, ilişkili olabilir 20. hücre kültürü ve optik görüntüleme18,21 hazırlıklar, önceki sonuçları doğrultusunda biz, ex vivo sıçan beyin dilimleri T30 indüklenen BF yapıları içeren dayalı yeni bir yaklaşım ile gösterdi bir reklam gibi profil22. Özellikle, birçok anatomik devre koruma için bir zaman penceresi saat de olsa için arasında değişen bir sağlam doku özelliklerini korur beri bu yeni yöntem daha fizyolojik bir senaryo hücre kültürü daha sunuyor. Biz ateş, erken aşamalarında yer alan olayları keşfetmek için bu iletişim kurallarını T30 başvurusu üzerine akut yanıt izleme uygulanır.
Beyin kullanma edebiyatının büyük beden rağmen moleküler yolları araştırmak için dilimler nöronal hasar örtük veya neurogenesis23,24, bu protokolü ilk kez daha acil sağlar ve okumak duyarlı karşılaştırıldığında organotypic dilimleri yaygın kullanımı için. Beyin bölümleri organotypic için olduğu gibi Ancak, bu akut dilim yordamı da değerlendirilmesi nöroprotektif veya Nörotoksik molekülleri, belirli bir süreç içinde birincil moleküler değişimleri keşfi gibi çeşitli amaçlar için kabul edilebilir, immunohistokimyasal analizleri ve merkezi sinir sistemi için farmakolojik deneyleri patolojiler ilgili.
Protocol
Representative Results
Discussion
Bu iletişim kuralı, köklü ex vivo beyin tekniğine dayalı asıl yönünü zaman uyumlu olarak belirli bir uygulama sonra onların yanıt izleme aynı anatomik uçak elde edilen iki aynasal hemislices test etmek için izin verir Koşul (kontrol veya tedavi); Bu nedenle deneysel bir paradigma olarak sıkı mümkün olduğunca kontrol sunuyor. Bir saat, doz ve nöronal bozukluğu için ilgili siteye özgü şekilde farklı fizyolojinin nörodejeneratif olaylar22sırasında görüldüğ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Bu eser nöro-Bio Ltd. tarafından finanse edildi Dr. Giovanni Ferrati ve doktor Sergio Rotondo (nöro-BIO) teşekkür etmek onların yorum ve tavsiyeler el yazması için istiyoruz.
Materials
| Sodium chloride (NaCl) | Sigma-Aldrich, Germany | S7653 | Reagent for aCSF preparation |
| Potassium chloride (KCl) | Sigma-Aldrich, Germany | P9333 | Reagent for aCSF preparation |
| Sodium bicarbonate (NaHCO3) | Sigma-Aldrich, Germany | S5761 | Reagent for aCSF preparation |
| Magnesium sulphate heptahydrate (MgSO4 (7H2O)) | Sigma-Aldrich, Germany | 63138 | Reagent for aCSF preparation |
| Potassium phosphate monobasic (KH2PO4) | Sigma-Aldrich, Germany | P5655 | Reagent for aCSF preparation |
| Hepes salt | Sigma-Aldrich, Germany | H7006 | Reagent for aCSF preparation |
| Hepes acid | Sigma-Aldrich, Germany | H3375 | Reagent for aCSF preparation |
| Glucose | Sigma-Aldrich, Germany | G7528 | Reagent for aCSF preparation |
| Calcium chloride dehydrate | Sigma-Aldrich, Germany | 223506 | Reagent for aCSF preparation |
| T30 peptide | Genosphere Biotechnologies, France | AChE-derived peptide tested | |
| Surgical dissecting kit | World Precision Instruments, USA | Item #: MOUSEKIT | Brain removal step |
| Surgical blades | Swann-Morton, UK | BS 2982 | Brain removal step |
| Filter paper | Fisher Scientific, USA | 11566873 | Brain preparation for slicing |
| Glue | Brain preparation for slicing | ||
| Vibratome | Leica, Germany | VT1000 S | Slicing |
| Brushes | Tissue handling | ||
| Oxygen canister | Sectioning and incubation phase | ||
| 1x Phosphate buffer saline (PBS) | Fisher Scientific, USA | BP2438-4 | Homogenization step |
| Phosphatase inhibitors | Fisher Scientific, USA | 1284-1650 | Homogenization step |
| Protease inhibitors | Roche complete PIC, USA | 4693116001 | Homogenization step |
| Pestles | Starlab, UK | I1415-5390 | Homogenization step |
| Microcentrifuge | |||
| Pierce 660 nm Protein Assay | Thermo Scientific, USA | 22660 | Protein concentration |
Referências
- Braak, H., Braak, E. Neuropathological stageing of Alzheimer-related changes. Acta Neuropathologica. 82 (4), 239-259 (1991).
- Schliebs, R. Basal forebrain cholinergic dysfunction in Alzheimer’s disease–interrelationship with beta-amyloid, inflammation and neurotrophin signaling. Neurochemical Research. 30 (6-7), 895-908 (2005).
- Schmitz, T. W., et al. Basal forebrain degeneration precedes and predicts the cortical spread of Alzheimer’s pathology. Nature Communications. 7, 13249 (2016).
- Fjell, A. M., McEvoy, L., Holland, D., Dale, A. M., Walhovd, K. B. What is normal in normal aging? Effects of aging, amyloid and Alzheimer’s disease on the cerebral cortex and the hippocampus. Progress in neurobiology. 117, 20-40 (2014).
- Kovács, T., Cairns, N. J., Lantos, P. L. Olfactory centres in Alzheimer’s disease: olfactory bulb is involved in early Braak’s stages. Neuroreport. 12 (2), 285-288 (2001).
- Winblad, B., et al. Defeating Alzheimer’s disease and other dementias: a priority for European science and society. The Lancet Neurology. 15 (5), 455-532 (2016).
- Herrup, K. The case for rejecting the amyloid cascade hypothesis. Nat Neurosci. 18 (6), 794-799 (2015).
- De Strooper, B., Karran, E. The Cellular Phase of Alzheimer’s Disease. Cell. 164 (4), 603-615 (2016).
- Scheltens, P., et al. Alzheimer’s disease. Lancet. 388 (10043), 505-517 (2016).
- Arendt, T., Brückner, M. K., Lange, M., Bigl, V. Changes in acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase in Alzheimer’s disease resemble embryonic development-A study of molecular forms. Neurochemistry International. 21 (3), 381-396 (1992).
- Auld, D. S., Kornecook, T. J., Bastianetto, S., Quirion, R. Alzheimer’s disease and the basal forebrain cholinergic system: relations to β-amyloid peptides, cognition, and treatment strategies. Progress in Neurobiology. 68 (3), 209-245 (2002).
- Arendt, T., Bruckner, M. K., Morawski, M., Jager, C., Gertz, H. J. Early neurone loss in Alzheimer’s disease: cortical or subcortical?. Acta Neuropathol Commun. 3, 10 (2015).
- Mesulam, M. The Cholinergic Lesion of Alzheimer’s Disease: Pivotal Factor or The Cholinergic Lesion of Alzheimer’s Disease: Pivotal Factor or Side Show?. Learn Mem. , 43-49 (2004).
- Schliebs, R., Arendt, T. The cholinergic system in aging and neuronal degeneration. Behavioural Brain Research. 221 (2), 555-563 (2011).
- Mesulam, M. M., Mufson, E. J., Wainer, B. H., Levey, A. I. Central cholinergic pathways in the rat: An overview based on an alternative nomenclature (Ch1-Ch6). Neurociência. 10 (4), 1185-1201 (1983).
- Mesulam, M., Mufson, E. J., Levey, A. I., Wainer, B. H. Cholinergic innervation of cortex by the basal forebrain: cytochemistry and cortical connections of the septal area, diagonal band nuclei, nucleus basalis (substantia innominata), and hypothalamus in the rhesus monkey. J Comp Neurol. 214 (2), 170-197 (1983).
- Greenfield, S. Discovering and targeting the basic mechanism of neurodegeneration: The role of peptides from the C-terminus of acetylcholinesterase: Non-hydrolytic effects of ache: The actions of peptides derived from the C-terminal and their relevance to neurodegenerat. Chemico-Biological Interactions. 203 (3), 543-546 (2013).
- Garcia-Ratés, S., et al. (I) Pharmacological profiling of a novel modulator of the α7 nicotinic receptor: Blockade of a toxic acetylcholinesterase-derived peptide increased in Alzheimer brains. Neuropharmacology. 105, 487-499 (2016).
- Eimerl, S., Schramm, M. The quantity of calcium that appears to induce neuronal death. Journal of neurochemistry. 62 (3), 1223-1226 (1994).
- Greenfield, S., Vaux, D. J. Commentary Parkinson’s Disease, Alzheimer’s Disease and Motor Neurone Disease: Identifying a Common Mechanism. Science. 113 (3), 485-492 (2002).
- Badin, A. S., Morrill, P., Devonshire, I. M., Greenfield, S. A. (II) Physiological profiling of an endogenous peptide in the basal forebrain: Age-related bioactivity and blockade with a novel modulator. Neuropharmacology. 105, 47-60 (2016).
- Brai, E., Stuart, S., Badin, A. -. S., Greenfield, S. A. A Novel Ex Vivo Model to Investigate the Underlying Mechanisms in Alzheimer’s Disease. Frontiers in Cellular Neuroscience. 11, 291 (2017).
- Cho, S., Wood, A., Bowlby, M. R. Brain slices as models for neurodegenerative disease and screening platforms to identify novel therapeutics. Current neuropharmacology. 5 (1), 19-33 (2007).
- Humpel, C. Organotypic brain slice cultures: A review. Neurociência. 305, 86-98 (2015).
- Sakmann, B., Neher, E. Patch clamp techniques for studying ionic channels in excitable membranes. Annual review of physiology. 46, 455-472 (1984).
- Jensen, M. S., Lambert, J. D. C., Johansen, F. F. Electrophysiological recordings from rat hippocampus slices following in vivo brain ischemia. Brain Research. 554 (1-2), 166-175 (1991).
- Ferrati, G., Martini, F. J., Maravall, M. Presynaptic Adenosine Receptor-Mediated Regulation of Diverse Thalamocortical Short-Term Plasticity in the Mouse Whisker Pathway. Frontiers in Neural Circuits. 10, 1-9 (2016).
- Grinvald, A., Hildesheim, R. VSDI: a new era in functional imaging of cortical dynamics. Nature Reviews Neuroscience. 5 (11), 874-885 (2004).
- Badin, A. S., John, E., Susan, G. High-resolution spatio-temporal bioactivity of a novel peptide revealed by optical imaging in rat orbitofrontal cortex in vitro: Possible implications for neurodegenerative diseases. Neuropharmacology. 73, 10-18 (2013).
- Greenfield, S. A., Badin, A. S., Ferrati, G., Devonshire, I. M. Optical imaging of the rat brain suggests a previously missing link between top-down and bottom-up nervous system function. Neurophotonics. 4, 31213 (2017).
- Opitz-Araya, X., Barria, A. Organotypic hippocampal slice cultures. Journal of visualized experiments: JoVE. (48), (2011).
- Gong, C. -. X., Lidsky, T., Wegiel, J., Grundke-Iqbal, I., Iqbal, K. Metabolically active rat brain slices as a model to study the regulation of protein phosphorylation in mammalian brain. Brain Research Protocols. 6 (3), 134-140 (2001).
