JoVE Journal > Neuroscience
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Resultados
Discussion
Declarações
Acknowledgements
Materials
Referências
Tadução automática
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
Neurociência

Microdialysis של חומצות אמינו מעוררות במהלך ההקלטות EEG בחופשיות העברת חולדות

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

כאן, אנו מתארים שיטה ויוו microdialysis לניתוח שחרור אספרטט ולא גלוטמט בהיפוקמפוס הגחון של חולדות אפילפסיה ואפילפטי, בשילוב עם הקלטות EEG. חוץ-תאית ריכוזי אספרטט גלוטמט יכול להיות בקורלציה עם השלבים השונים של המחלה.

Abstract

Microdialysis היא טכניקה neuroscience ומבוססת זה לא מופיע את השינויים של חומרים פעילים נוירולוגית לשדר לחלל המוח אינטרסטיציאליות עם ההתנהגות ו/או עם תוצאה מסוימת של פתולוגיה (למשל, התקפים על אפילפסיה). כשלומדים אפילפסיה, הטכניקה microdialysis משולב לעתים קרובות עם לטווח קצר או לטווח ארוך אפילו וידאו-אלקטרואנצפלוגרם (EEG) ניטור להעריך בתדירות ההתקפים ספונטנית, חומרתה, התקדמות, קיבוץ באשכולות. Microdialysis-EEG המשולב מבוסס על השימוש של מספר שיטות וכלים. כאן, אנחנו הופיעה ויוו microdialysis רציף וידאו EEG הקלטה יצוא גלוטמט, אספרטט צג לאורך זמן, בשלבים שונים של ההיסטוריה הטבעית של אפילפסיה במודל של עכברים. גישה משולבת זו מאפשרת הזיווג של שינויים שחרור נוירוטרנסמיטר עם שלבים מסוימים של מחלת התפתחות, התקדמות. ריכוז חומצת אמינו ב dialysate נקבע ע י כרומטוגרפיה נוזלית. כאן, אנו מתארים את השיטות ואת החלוקה לרמות ראשי אחד אמצעי זהירות לנקוט במהלך ויוו microdialysis-EEG, עם תשומת לב מיוחדת בניתוח stereotaxic, אשלגן הבזליים וגבוה המרצה במהלך microdialysis, עומק אלקטרודות EEG הקלטה וניתוח ביצועים גבוהים כרומטוגרפיה נוזלית של אספרטט גלוטמט dialysate. גישה זו עשוי להיות מותאם כדי לבחון מגוון רחב של סמים או מחלה הנגרמת שינויים של פיזיולוגיים ריכוזי אספרטט גלוטמט במוח. בהתאם לזמינות assay אנליטי המתאים, זה עשוי להיות עוד יותר משמש לבדיקת מולקולות שונות מסיסים בעת העסקת EEG הקלטה בו זמנית.

Introduction

כדי לספק תובנות תיפקודי של גלוטמט בתיווך שליחים של GABAergic עצבית מעכבות וכתוצאה מכך להתקפים ספונטנית אפילפסיה של האונה הרקתית (TLE), אנחנו באופן שיטתי פיקוח ריכוזי חוץ-תאית גאבא1 ו מאוחר יותר הרמות של גלוטמט אספרטט2 באמצעות microdialysis בהיפוקמפוס הגחון של חולדות בנקודות שונות בזמן-של המחלה הטבעית כמובן, קרי, במהלך פיתוח והתקדמות של אפילפסיה. לקחנו יתרון של TLE פילוקרפין דגם בחולדות, אשר מחקה את המחלה באופן מדויק מבחינת שינויים התנהגותיים, אלקטרופיזיולוגיות, histopathological3,4 , אנחנו בקורלציה dialysate ריכוז אמינו חומצות כדי שלה שלבים שונים: השלב חריפה לאחר העלבון epileptogenic, שלב החביון, זמנם של ההתקף הראשון ספונטנית ו6,5,7phass כרונית. מסגור את שלבי המחלה היה מופעל על ידי ניטור וידאו EEG לטווח ארוך, EEG מדויק, איפיון קליני של התקפים ספונטנית. היישום של השיטה microdialysis המשויכת לטווח ארוך ניטור וידאו EEG מאפשרת לנו להציע השערות מכניסטית TLE neuropathology. לסיכום, בטכניקה המתוארת בכתב יד זה מאפשר הזיווג של שינויים עצבית בתוך אזור המוח מוגדר עם פיתוח, התקדמות של אפילפסיה במודל חיה.

התקנים לזווג, המורכב של אלקטרודה עומק juxtaposed כדי בצינורית microdialysis, מועסקים לעיתים קרובות בלימודי מחקר אפילפסיה שבו שינויים עצביים, שלהם מטבוליטים או אנרגיה מצעים צריכים להיות בקורלציה פעילות. עצבית. ברוב המכריע של המקרים, זה נמצא בשימוש בחיות מתנהגות באופן חופשי, אך זה יכול להתבצע גם בצורה דומה בבני אדם, למשל, בקרב חולי אפילפסיה טוהר הפרמה קופ עמידים לעומק החקירה אלקטרודה לפני הניתוח8. EEG הקלטה וגם אוסף dialysate יכול להתבצע בנפרד (למשל, השתלת האלקטרודה באונה אחת, את microdialysis בדיקה ההמיספרה השנייה או אפילו ביצוע את microdialysis בקבוצה אחת של בעלי חיים בעת ביצוע הבלעדית EEG בקבוצה אחרת של בעלי חיים). עם זאת, צימוד האלקטרודות כדי הגששים ייתכן יתרונות מרובים: זה מפשט את ניתוח stereotaxic, מגביל את רקמת נזק באונה אחת בלבד (תוך השארת האחר, ללא פגע, כפקד ללימודי היסטולוגית), ו homogenizes את תוצאות כמו אלה מתקבלים באותו האזור במוח, אותה חיה.

מצד שני, הכנת המכשיר בדיקה-אלקטרודה microdialysis בשילוב דורש מיומנויות זמן אם זה תוצרת בית. אחד לבזבז סכומי כסף גבוהים יחסית אם רכשת מהשוק. יתר על כן, כאשר microdialysis רגשים (בדיקה טיפים הם בדרך כלל 200-400 מיקרומטר קוטר ו 7-12 מ מ אורך)9ו אלקטרודות EEG (אלקטרודה טיפים בדרך כלל של 300-500 מיקרומטר בקוטר, מספיק זמן כדי להגיע את מבנה המוח של ריבית10)? יחד, המכשיר הנטען מייצגת אובייקט מגושם וכבד יחסית בצד אחד של הראש, וזה בעייתי לבעלי ונוטים להיות איבדה במיוחד כאשר הוא מחובר המשאבה דיאליזה ומערכת הקלטה EEG קווית. היבט זה רלוונטי יותר בבעלי אפילפטי קשה לטפל, פחות גמישים לפגישות microdialysis. טכניקות ניתוחיות נכונה וטיפול לאחר הניתוח המתאים יכול לגרום השתלים לאורך זמן לגרום אי נוחות מינימלית בעלי חיים, צריך להיות נרדף עבור ניסויים combinatory microdialysis EEG10,11, 12.

היתרונות ואת המגבלות של הטכניקה microdialysis נבדקו בפירוט בידי מדעני מוח רבים. היתרון העיקרי שלו על פני ויוו זלוף טכניקות אחרות (למשל, זרימה מהירה מו-דו או גביע קורטיקלית זלוף) היא בקוטר קטן של המכשיר אשר משתרע על שטח יחסית מדויק של עניין13,14, 15. שנית, קרום microdialysis יוצר מכשול פיסי בין הרקמות של perfusate; לכן, משקל מולקולרי גבוה חומרים לא לחצות, אל תתערבו עם ניתוח ה-16,17. יתר על כן, הרקמה מוגן מפני הזרם מערבולות perfusate18. יתרון חשוב נוסף הוא האפשרות לשנות את זרימת perfusate עבור למקסם את ריכוז analyte perfusate (קרי, התהליך של microdialysis יכולות ובכן להגדיר באופן מתמטי, ניתן לשנות להניב תשואה גבוהה ריכוזי analyte המדגם)19. לבסוף, ניתן להשתמש בטכניקה כדי להשרות את תרופות או חומרים פעילים פרמקולוגית לתוך הרקמה עניין וכדי לקבוע את ההשפעה שלהם באתר של התערבות20. מצד שני, microdialysis יש זמן מוגבל רזולוציה (בדרך כלל יותר מ 1 דקות בשל הזמן הנדרש לאיסוף דגימות) בהשוואה חיישנים ביולוגיים או אלקטרוכימי; זו טכניקה פולשנית הגורמת נזק לרקמות; זה פוגע את האיזון עצבית בתוך המרחב סביב הקרום עקב מעבר הצבע ריכוז רציפה של כל חומרים מסיסים אשר מזין את perfusate יחד עם analyte עניין. לבסוף, הטכניקה microdialysis מאוד מושפע ממגבלות שיטות אנליטיות מועסק כימות של חומרים perfusate9,21,22,23 . כרומטוגרפיה נוזלית ביצועים גבוהים (HPLC) לאחר derivatization עם orthophthaldialdehyde עבור ניתוח גלוטמט אספרטט בדגימות ביולוגיות טוב המאומת24,25,26 , 27 ו שלה דיון נרחב מתוך הטווח של כתב יד זה, אך הנתונים הופק באמצעות שיטה זו יתוארו בפרוטרוט.

כאשר מבוצעת כראוי וללא שינויים של ההרכב perfusate, microdialysis יכול לספק מידע אמין על רמות הבסיס של שחרור נוירוטרנסמיטר. החלק הגדול ביותר של רמות הבסיס הוא כנראה התוצאה של העודפים המשדר הסינפסות9. כי במקרים רבים דגימה פשוטה של הנוירוטרנסמיטר בחלל תוספת סינפטית אינה מספיקה לרדוף אחר המטרות של חקירה, הטכניקה microdialysis יכול להיות גם מועסק כדי לעורר את הנוירונים או כדי לשלול מהם חשוב יונים פיזיולוגיים כגון K+ או Ca2 +, על מנת לעורר או למנוע את שחרור הנוירוטרנסמיטר.

גירוי K+ גבוהה משמש לעיתים קרובות מצאו כדי לעורר פעילות. עצבית לא רק בבעלי חיים ערה, אלא גם בתרבויות ראשי ו organotypic. החשיפה של מערכת העצבים המרכזית בריאה לפתרונות עם ריכוזים גבוהים של K+ (40-100 מ מ) מעורר את בזרימת של נוירוטרנסמיטורים28. יכולת זו של נוירונים לספק שחרור נוסף בתגובה גבוהה K+ אולי התגלה באפילפטיים חיות1 וב –29,אחרים מחלות ניווניות30. באופן דומה, ה-Ca2 + מניעת (מתקבל על ידי פרפוזיה Ca2 + פתרונות חינם) משמש ליצירת סידן תלוית שחרור של מרבית הנוירוטרנסמיטרים נמדדת microdialysis. בדרך כלל הוא האמין כי Ca2 + התלויים שחרור הוא ממוצא עצביים, ואילו Ca2 + עצמאית שחרור מקורו עכשיו, דונלד, אך מחקרים רבים העלו מחלוקת על המשמעות של Ca2 +-מדידות רגיש למשל גלוטמט או GABA9: לפיכך, במידת האפשר, רצוי לתמוך microdialysis מחקרים עם לימודי microsensor, כמו אלה האחרונים יש רזולוציה מרחבית גבוהה יותר ומאפשר האלקטרודות כדי להתקרב הסינפסות31.

בנוגע microdialysis מחקרים בבעלי חיים אפילפטי, חשוב להדגיש כי הנתונים המתקבלים רובם להסתמך על וידאו או וידאו EEG ניטור של התקפים, קרי, ההתרחשות ארעית של סימנים או תסמינים בשל חריגה סינכרוני או יתר פעילות. עצבית את המוח32. יש קצת פרטים של התקפים electrographic בבעלי פילוקרפין מטופלים אשר יש לקחת בחשבון בעת הכנת הניסוי. התקפים ספונטנית ולאחריו פעילות מדוכא עם EEG תכופים קוצים interictal3 , מתרחשים באשכולות33,34. חיות-אפילפטי המופעלים המזויפים עשוי להפגין הפציינט35 ולכן הפרמטרים להערכה הקלטות EEG צריך להיות מתוקנן36 ו, במידת האפשר, התזמון של הפעלות microdialysis צריכה להיות מוגדרת היטב. לבסוף, אנו ממליצים בחום בעקבות עקרונות ותקנים מתודולוגי עבור ניטור וידאו EEG בחולדות למבוגרים שליטה המתוארים על ידי מומחים של הליגה הבינלאומית נגד אפילפסיה, החברה האמריקאית אפילפסיה בדוחות שלהם לאחרונה37 ,38.

כאן, אנו מתארים microdialysis ושל גלוטמט אספרטט במקביל הקלטות וידאו EEG לטווח ארוך בבעלי חיים אפילפטי וניתוח שלהם dialysate על ידי HPLC. יושם דגש על השלבים הקריטיים של פרוטוקול אחד צריך לדאוג לקבלת התוצאה הטובה ביותר.

Protocol

כל ההליכים ניסיוני אושרו על ידי אוניברסיטת פרארה אכפת חיה מוסדיים והוועדה שימוש ועל ידי משרד הבריאות האיטלקי (הרשאה: במס ההכנסה ובמשרד 246/2012-B) בהתאם להנחיות המפורטות בקהילות אירופה הוראת המועצה של 24 בנובמבר 1986 (86/609/EEC). פרוטוקול זה מכוון במיוחד עבור קביעת גלוטמט, אספרטט עכברוש המוח dialysates שה?…

Representative Results

בדיקה שחזור ההתאוששות רשע (קרי, חומצת אמינו רשע בתוכן perfusate כאחוז של התוכן אמצעי שווה של הפתרון המבחנה) היה ± 15.49 0.42% בקצב הזרימה של μL 2/min ו- ± 6.32 0.64 ב μL 3/דקה על גלוטמט ו ± 14.89 0.36% בקצב הזרימה של 2 ΜL/min ו- ± 10.13 0.51 ב μL/דקה 3 עבור אספרטט בעת שימוש …

Discussion

בעבודה זו, אנו מראים כיצד ניתן לבצע הקלטות וידאו EEG רציף בשילוב עם microdialysis במודל ניסיוני של TLE. טכניקות הקלטה וידאו EEG משמשים כדי לאבחן כראוי את השלבים השונים של התקדמות המחלה בבעלי חיים, הטכניקה microdialysis משמש לתיאור השינויים במהדורה גלוטמט המתרחשות בזמן (אין שינויים מעולם לא נמצא אספרטט ב מח?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

המחברים רוצים להודות אנה Binaschi, פאולו Roncon והוא אלאונורה פלמה על תרומתם כתבי יד לאור הקדימויות.

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

Referências

  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. Neurociência. 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. Neurociência. 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

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Citar este artigo
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).
Baixar citação
Reimpressões e Permissões

View Video

✖

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

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image