Name: Met behulp van Enzyme-gebaseerde biosensoren te meten Tonic en Fasische glutamaat in de ziekte van Alzheimer muismodellen (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2017-05-03T13:00:00.000+00:00
Duration: 10 min 46 s
Description: Leer hoe u enzym-gekoppelde micro-elektrode-arrays gebruikt om tonische en fasische glutamaatveranderingen in vivo te meten in muismodellen voor de ziekte van Alzheimer.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Dit werk werd ondersteund door het National Institute of General Medical Sciences (MNR; U54GM104942), NIA (MNR; R15AG045812), Alzheimer&#39;s Association (MNR; NIRG-12-242187), WVU Faculty Research Senaat Grant (MNR), en WVU PSCOR Grant (MNR).

<ol><li>Bito, L., Davson, H., Levin, E., Murray, M., Snider, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+concentrations+of+free+amino+acids+and+other+electrolytes+in+cerebrospinal+fluid%2C+in+vivo+dialysate+of+brain%2C+and+blood+plasma+of+the+dog%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">The concentrations of free amino acids and other electrolytes in cerebrospinal fluid, in vivo dialysate of brain, and blood plasma of the dog.</a> J Neurochem. 13 (11), 1057-1067 (1966).</li>
<li>Cavus, I., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Extracellular+metabolites+in+the+cortex+and+hippocampus+of+epileptic+patients%5BTitle%5D)+AND+%22Ann+Neurol%22%5BJournal%5D)">Extracellular metabolites in the cortex and hippocampus of epileptic patients.</a> Ann Neurol. 57 (2), 226-235 (2005).</li>
<li>Montgomery, A. J., Lingford-Hughes, A. R., Egerton, A., Nutt, D. J., Grasby, P. M. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17492764">The effect of nicotine on striatal dopamine release in man: A [11C]raclopride PET study.</a> Synapse. 61 (8), 637-645 (2007).</li>
<li>Chefer, V. I., Thompson, A. C., Zapata, A., Shippenberg, T. S. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2953244/">Overview of brain microdialysis.</a> Curr Protoc Neurosci. , Chapter 7 Unit 7.1 (2009).</li>
<li>Hu, S., Sheng, W. S., Ehrlich, L. C., Peterson, P. K., Chao, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cytokine+effects+on+glutamate+uptake+by+human+astrocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroimmunomodulation%22%5BJournal%5D)">Cytokine effects on glutamate uptake by human astrocytes.</a> Neuroimmunomodulation. 7 (3), 153-159 (2000).</li>
<li>He, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+association+between+CCL2+polymorphisms+and+drug-resistant+epilepsy+in+Chinese+children%5BTitle%5D)+AND+%22Epileptic+Disord%22%5BJournal%5D)">The association between CCL2 polymorphisms and drug-resistant epilepsy in Chinese children.</a> Epileptic Disord. 15 (3), 272-277 (2013).</li>
<li>Xie, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Resolution+of+High-Frequency+Mesoscale+Intracortical+Maps+Using+the+Genetically+Encoded+Glutamate+Sensor+iGluSnFR%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Resolution of High-Frequency Mesoscale Intracortical Maps Using the Genetically Encoded Glutamate Sensor iGluSnFR.</a> J Neurosci. 36 (4), 1261-1272 (2016).</li>
<li>Marvin, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((An+optimized+fluorescent+probe+for+visualizing+glutamate+neurotransmission%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Methods%22%5BJournal%5D)">An optimized fluorescent probe for visualizing glutamate neurotransmission.</a> Nat Methods. 10 (2), 162-170 (2013).</li>
<li>Hefendehl, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mapping+synaptic+glutamate+transporter+dysfunction+in+vivo+to+regions+surrounding+Abeta+plaques+by+iGluSnFR+two-photon+imaging%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Mapping synaptic glutamate transporter dysfunction in vivo to regions surrounding Abeta plaques by iGluSnFR two-photon imaging.</a> Nat Commun. 7, 13441(2016).</li>
<li>Hinzman, J. M., Thomas, T. C., Quintero, J. E., Gerhardt, G. A., Lifshitz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Disruptions+in+the+regulation+of+extracellular+glutamate+by+neurons+and+glia+in+the+rat+striatum+two+days+after+diffuse+brain+injury%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Disruptions in the regulation of extracellular glutamate by neurons and glia in the rat striatum two days after diffuse brain injury.</a> J Neurotrauma. 29 (6), 1197-1208 (2012).</li>
<li>Thomas, T. C., Hinzman, J. M., Gerhardt, G. A., Lifshitz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypersensitive+glutamate+signaling+correlates+with+the+development+of+late-onset+behavioral+morbidity+in+diffuse+brain-injured+circuitry%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Hypersensitive glutamate signaling correlates with the development of late-onset behavioral morbidity in diffuse brain-injured circuitry.</a> J Neurotrauma. 29 (2), Epub 2011 Dec 2011 187-200 (2011).</li>
<li>Hinzman, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Diffuse+brain+injury+elevates+tonic+glutamate+levels+and+potassium-evoked+glutamate+release+in+discrete+brain+regions+at+two+days+post-injury%3A+an+enzyme-based+microelectrode+array+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Diffuse brain injury elevates tonic glutamate levels and potassium-evoked glutamate release in discrete brain regions at two days post-injury: an enzyme-based microelectrode array study.</a> J Neurotrauma. 27 (5), 889-899 (2010).</li>
<li>Stephens, M. L., Quintero, J. E., Pomerleau, F., Huettl, P., Gerhardt, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-related+changes+in+glutamate+release+in+the+CA3+and+dentate+gyrus+of+the+rat+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Aging%22%5BJournal%5D)">Age-related changes in glutamate release in the CA3 and dentate gyrus of the rat hippocampus.</a> Neurobiol Aging. 32 (5), Epub 2009 Jun 2017 811-820 (2009).</li>
<li>Nickell, J., Salvatore, M. F., Pomerleau, F., Apparsundaram, S., Gerhardt, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduced+plasma+membrane+surface+expression+of+GLAST+mediates+decreased+glutamate+regulation+in+the+aged+striatum%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Aging%22%5BJournal%5D)">Reduced plasma membrane surface expression of GLAST mediates decreased glutamate regulation in the aged striatum.</a> Neurobiol Aging. 28 (11), 1737-1748 (2006).</li>
<li>Hascup, E. R., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3970435/">An allosteric modulator of metabotropic glutamate receptors (mGluR(2) ) (+)-TFMPIP, inhibits restraint stress-induced phasic glutamate release in rat prefrontal cortex.</a> J Neurochem. 122 (2), Epub 02012 Jun 07713 619-627 (2012).</li>
<li>Rutherford, E. C., Pomerleau, F., Huettl, P., Stromberg, I., Gerhardt, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Chronic+second-by-second+measures+of+L-glutamate+in+the+central+nervous+system+of+freely+moving+rats%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Chronic second-by-second measures of L-glutamate in the central nervous system of freely moving rats.</a> J Neurochem. 102 (3), 712-722 (2007).</li>
<li>Matveeva, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reduction+of+vesicle-associated+membrane+protein+2+expression+leads+to+a+kindling-resistant+phenotype+in+a+murine+model+of+epilepsy%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Reduction of vesicle-associated membrane protein 2 expression leads to a kindling-resistant phenotype in a murine model of epilepsy.</a> Neuroscience. 202, Epub 2011 Dec 2013 77-86 (2011).</li>
<li>Matveeva, E. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Kindling-induced+asymmetric+accumulation+of+hippocampal+7S+SNARE+complexes+correlates+with+enhanced+glutamate+release%5BTitle%5D)+AND+%22Epilepsia%22%5BJournal%5D)">Kindling-induced asymmetric accumulation of hippocampal 7S SNARE complexes correlates with enhanced glutamate release.</a> Epilepsia. 53 (1), Epub 02011 Dec 0334 157-167 (2012).</li>
<li>Hunsberger, H. C., Rudy, C. C., Batten, S. R., Gerhardt, G. A., Reed, M. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((P301L+tau+expression+affects+glutamate+release+and+clearance+in+the+hippocampal+trisynaptic+pathway%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">P301L tau expression affects glutamate release and clearance in the hippocampal trisynaptic pathway.</a> J Neurochem. 132 (2), 169-182 (2015).</li>
<li>Hunsberger, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Riluzole+rescues+glutamate+alterations%2C+cognitive+deficits%2C+and+tau+pathology+associated+with+P301L+tau+expression%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Riluzole rescues glutamate alterations, cognitive deficits, and tau pathology associated with P301L tau expression.</a> J Neurochem. 135 (2), 381-394 (2015).</li>
<li>Hunsberger, H. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peripherally+restricted+viral+challenge+elevates+extracellular+glutamate+and+enhances+synaptic+transmission+in+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Peripherally restricted viral challenge elevates extracellular glutamate and enhances synaptic transmission in the hippocampus.</a> J Neurochem. , (2016).</li>
<li>Obrenovitch, T. P., Urenjak, J., Zilkha, E., Jay, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Excitotoxicity+in+neurological+disorders--the+glutamate+paradox%5BTitle%5D)+AND+%22Int+J+Dev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Excitotoxicity in neurological disorders--the glutamate paradox.</a> Int J Dev Neurosci. 18 (2-3), 281-287 (2000).</li>
<li>Hillered, L., Vespa, P. M., Hovda, D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Translational+neurochemical+research+in+acute+human+brain+injury%3A+the+current+status+and+potential+future+for+cerebral+microdialysis%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurotrauma%22%5BJournal%5D)">Translational neurochemical research in acute human brain injury: the current status and potential future for cerebral microdialysis.</a> J Neurotrauma. 22 (1), 3-41 (2005).</li>
<li>Burmeister, J. J., Gerhardt, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-referencing+ceramic-based+multisite+microelectrodes+for+the+detection+and+elimination+of+interferences+from+the+measurement+of+L-glutamate+and+other+analytes%5BTitle%5D)+AND+%22Anal+Chem%22%5BJournal%5D)">Self-referencing ceramic-based multisite microelectrodes for the detection and elimination of interferences from the measurement of L-glutamate and other analytes.</a> Anal Chem. 73 (5), 1037-1042 (2001).</li>
<li>Burmeister, J. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Improved+ceramic-based+multisite+microelectrode+for+rapid+measurements+of+L-glutamate+in+the+CNS%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Improved ceramic-based multisite microelectrode for rapid measurements of L-glutamate in the CNS.</a> J Neurosci Methods. 119 (2), 163-171 (2002).</li>
<li>Diamond, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Deriving+the+glutamate+clearance+time+course+from+transporter+currents+in+CA1+hippocampal+astrocytes%3A+transmitter+uptake+gets+faster+during+development%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Deriving the glutamate clearance time course from transporter currents in CA1 hippocampal astrocytes: transmitter uptake gets faster during development.</a> J Neurosci. 25 (11), 2906-2916 (2005).</li>
<li>Greene, J. G., Borges, K., Dingledine, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Quantitative+transcriptional+neuroanatomy+of+the+rat+hippocampus%3A+evidence+for+wide-ranging%2C+pathway-specific+heterogeneity+among+three+principal+cell+layers%5BTitle%5D)+AND+%22Hippocampus%22%5BJournal%5D)">Quantitative transcriptional neuroanatomy of the rat hippocampus: evidence for wide-ranging, pathway-specific heterogeneity among three principal cell layers.</a> Hippocampus. 19 (3), 253-264 (2009).</li>
<li>Borland, L. M., Shi, G., Yang, H., Michael, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Voltammetric+study+of+extracellular+dopamine+near+microdialysis+probes+acutely+implanted+in+the+striatum+of+the+anesthetized+rat%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Voltammetric study of extracellular dopamine near microdialysis probes acutely implanted in the striatum of the anesthetized rat.</a> J Neurosci Methods. 146 (2), Epub 2005 Mar 2005 149-158 (2005).</li>
<li>Jaquins-Gerstl, A., Michael, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Comparison+of+the+brain+penetration+injury+associated+with+microdialysis+and+voltammetry%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Comparison of the brain penetration injury associated with microdialysis and voltammetry.</a> J Neurosci Methods. 183 (2), Epub 2009 Jun 2025 127-135 (2009).</li>
<li>Azbill, R. D., Mu, X., Springer, J. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Riluzole+increases+high-affinity+glutamate+uptake+in+rat+spinal+cord+synaptosomes%5BTitle%5D)+AND+%22Brain+Res%22%5BJournal%5D)">Riluzole increases high-affinity glutamate uptake in rat spinal cord synaptosomes.</a> Brain Res. 871 (2), 175-180 (2000).</li>
<li>Gourley, S. L., Espitia, J. W., Sanacora, G., Taylor, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Antidepressant-like+properties+of+oral+riluzole+and+utility+of+incentive+disengagement+models+of+depression+in+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Psychopharmacology+%28Berl%29%22%5BJournal%5D)">Antidepressant-like properties of oral riluzole and utility of incentive disengagement models of depression in mice.</a> Psychopharmacology (Berl). 219 (3), Epub 2011 Jul 2021 805-814 (2011).</li>
<li>Frizzo, M. E., Dall'Onder, L. P., Dalcin, K. B., Souza, D. O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Riluzole+enhances+glutamate+uptake+in+rat+astrocyte+cultures%29%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Mol+Neurobiol%22%5BJournal%5D)">Riluzole enhances glutamate uptake in rat astrocyte cultures).</a> Cell Mol Neurobiol. 24 (1), 123-128 (2004).</li>
<li>Fumagalli, E., Funicello, M., Rauen, T., Gobbi, M., Mennini, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Riluzole+enhances+the+activity+of+glutamate+transporters+GLAST%2C+GLT1+and+EAAC1%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Riluzole enhances the activity of glutamate transporters GLAST, GLT1 and EAAC1.</a> Eur J Pharmacol. 578 (2-3), Epub 2007 Oct 2025 171-176 (2008).</li>
<li>Day, B. K., Pomerleau, F., Burmeister, J. J., Huettl, P., Gerhardt, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microelectrode+array+studies+of+basal+and+potassium-evoked+release+of+L-glutamate+in+the+anesthetized+rat+brain%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurochem%22%5BJournal%5D)">Microelectrode array studies of basal and potassium-evoked release of L-glutamate in the anesthetized rat brain.</a> J Neurochem. 96 (6), Epub 2006 Jan 1625 1626-1635 (2006).</li>
<li>Kane, R. L., Martinez-Lopez, I., DeJoseph, M. R., Vina, J. R., Hawkins, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Na%28%2B%29-dependent+glutamate+transporters+EAAT1%2C+EAAT2%2C+and+EAAT3%29+of+the+blood-brain+barrier%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Na(+)-dependent glutamate transporters EAAT1, EAAT2, and EAAT3) of the blood-brain barrier.</a> J Biol Chem. 274 (45), 31891-31895 (1999).</li>
<li>Ramsden, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Age-dependent+neurofibrillary+tangle+formation%2C+neuron+loss%2C+and+memory+impairment+in+a+mouse+model+of+human+tauopathy+%28P301L%29%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Age-dependent neurofibrillary tangle formation, neuron loss, and memory impairment in a mouse model of human tauopathy (P301L).</a> J Neurosci. 25 (46), 10637-10647 (2005).</li>
<li>Oddo, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Triple-transgenic+model+of+Alzheimer%27s+disease+with+plaques+and+tangles%3A+intracellular+Abeta+and+synaptic+dysfunction%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Triple-transgenic model of Alzheimer's disease with plaques and tangles: intracellular Abeta and synaptic dysfunction.</a> Neuron. 39 (3), 409-421 (2003).</li>
<li>Zang, D. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetic+resonance+imaging+reveals+neuronal+degeneration+in+the+brainstem+of+the+superoxide+dismutase+1+transgenic+mouse+model+of+amyotrophic+lateral+sclerosis%5BTitle%5D)+AND+%22Eur+J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Magnetic resonance imaging reveals neuronal degeneration in the brainstem of the superoxide dismutase 1 transgenic mouse model of amyotrophic lateral sclerosis.</a> Eur J Neurosci. 20 (7), 1745-1751 (2004).</li>
</ol>

GG is de enige eigenaar van Quanteon, LLC dat de FAST-16 registratiesysteem voor glutamaat metingen in dit onderzoek maakt. JEQ is een betaalde consultant voor Quanteon.

De MEA techniek maakt het mogelijk voor het meten van een snelle kinetiek van neurotransmitters en opname in vitro en in vivo. Vandaar dat de technologie produceert een breed scala aan data-uitgang waaronder tonisch neurotransmitter niveaus, opgeroepen afgifte van neurotransmitters en neurotransmitter klaring. Echter, omdat het gebruik van MEA is een relatief complexe procedure, zijn er tal van factoren die mogelijk moeten worden geoptimaliseerd voor succesvol gebruik. Bijvoorbeeld, tijdens het ijken k...

Meten neurotransmitter veranderingen in de hersenen is een belangrijk instrument voor het bestuderen neurologen ziekten van het centrale zenuwstelsel (CZS) die vaak wordt gekenmerkt door ontregeling neurotransmitter. Hoewel microdialyse in combinatie met hoge druk vloeistofchromatografie (HPLC / EG) de meest gebruikte methode om veranderingen in extracellulaire neurotransmitter niveaus 1, 2, meten is 3, 4, de ruimtelijke en temporele resolutie van microdialyse probes niet ideaal voor neurotransmitters zoals glutamaat, die nauw worden geregeld in de extracellulaire ruimte 5, 6. Als gevolg van de recente ontwikkelingen in de genetica en imaging, zijn er extra methoden die kunnen worden gebruikt om glutamaat in kaart in vivo. Met behulp van genetisch gecodeerde glutamaat fluorescente reporters (iGluSnFR) eend twee-foton beeldvorming, kunnen onderzoekers glutamaatafgifte visualiseren neuronen en astrocyten zowel in vitro als in vivo 7, 8, 9. Met name maakt dit het opnemen van een groter gezichtsveld en niet de intrinsieke verbindingen van de hersenen verstoren. Terwijl deze nieuwe optische technieken maken visualisatie van glutamaat kinetiek en meting van sensorische reacties van de consument en neuronale activiteit, missen ze het vermogen om de hoeveelheid glutamaat in de extracellulaire ruimte in discrete hersengebieden kwantificeren. Een alternatieve methode is het enzym-gebonden micro-elektrode array (MEA) die selectief kan meten extracellulaire neurotransmitter niveaus, zoals glutamaat, door middel van een zelf-verwezen opname systeem. De MEA techniek is gebruikt om veranderingen in de extracellulaire glutamaat na een traumatisch hersenletsel te bestuderenletsel 10, 11, 12, verouderen 13, 14, stress 15, 16, epilepsie 17, 18, de ziekte van Alzheimer 19, 20, en de injectie van een viraal nabootser 21 en vertegenwoordigt een verbetering van de ruimtelijke en temporele beperkingen die inherent zijn microdialyse. Dat microdialyse het vermogen te meten bij de synaps 22, 23 beperkt, MEA een hoge ruimtelijke resolutie waarmee selectieve maatregelen van extracellulair glutamaat spill buurt synapsen 24, 25. Ten tweede, de lage tijdsresolutie van microdialyse (1-20 min) beperkt de mogelijkheid om de onderzoekensnelle dynamiek van de afgifte van glutamaat en vrije ruimte die zich in de milliseconde naar de tweede reeks 26. Vanwege verschillen in de afgifte van glutamaat of klaring niet zichtbaar kunnen zijn maatregelen tonic, rusten glutamaat, kan het noodzakelijk zijn dat glutamaatafgifte en klaring direct worden gemeten. MEA toelaten dat dergelijke maatregelen vanwege hun hoge tijdsresolutie (2 Hz) en lage detectielimiet (&lt;1 uM). Ten derde, MMO zorgen voor onderzoek van subregionale variaties in neurotransmitters binnen een bepaald hersengebied, zoals de rat of muis hippocampus. Bijvoorbeeld met behulp MEA kunnen we afzonderlijk richten de dentate gyrus (DG), cornu ammonis 3 (CA3) en cornu ammonis 1 (CA1) van de hippocampus, die via een trisynaptic schakeling 27 verbonden, subregionale verschillen in extracellulair glutamaat te onderzoeken. Vanwege de omvang van microdialyse probes (1-4 mm lang) en de schade veroorzaakt door implantatie 28 &lt;/ sup&gt;, 29, subregionale verschillen zijn moeilijk aan te pakken. Bovendien is de optische systemen staan alleen stimulatie door middel van externe stimuli, zoals een whisker stimulatie of lichte trilling, die subregionale stimulatie 7 niet toelaat. Een laatste voordeel van MEA&#39;s ten opzichte van andere methoden is de mogelijkheid om deze subregio&#39;s in vivo te bestuderen zonder verstoring van hun extrinsieke en intrinsieke verbindingen. Hier beschrijven we hoe een registratiesysteem (bijvoorbeeld FAST16mkIII) bij MEA, bestaande uit een keramiek gebaseerde multisite microelektrode, differentieel kunnen worden aangebracht op de opname plaatsen om voor storende stoffen te detecteren en uit het analytsignaal. We tonen ook aan deze arrays kunnen worden gebruikt voor amperometrie op basis van studies van in vivo glutamaat voorschrift in de DG, CA3 en CA1 hippocampus deelgebieden van verdoofde RTG (TauP301L) 4510 muizen, een veelgebruikte mOuse model van de ziekte van Alzheimer. Daarnaast bieden wij een bevestiging van de gevoeligheid van het MEA systeem om de snelle dynamiek van glutamaatafgifte en goedkeuring door behandeling van de muizen met riluzol een in vitro geneesmiddel glutamaatafgifte verminderen en glutamaat opname 30, 31, 32, 33, en demonstreren van deze respectieve veranderingen in vivo in de TauP301L muismodel.

<table><tbody><tr><td>FAST-16mkIII-8 kanaal</td><td>Quanteon</td><td>16mkIII</td><td></td></tr><tr><td>Microelectrode arrays</td><td>CenMet</td><td>W4 of 8-TRK</td><td></td></tr><tr><td>Bovine Serum Albumine (BSA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A-3059</td><td>10 g (vervalt na 1 maand)</td></tr><tr><td>Glutaraldehyde</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G-6257</td><td>100 mL (vervalt na 6 maanden)</td></tr><tr><td>Glutamaat Oxidase</td><td>US Biological of Sigma Aldrich</td><td>G4001-01 of 100646</td><td>50 UI (vervalt na 6 maanden)</td></tr><tr><td>Hamilton-spuit</td><td>Hamilton</td><td>#80383</td><td>2 spuiten</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>BDH</td><td>UN1230</td><td>4 L</td></tr><tr><td>m-Fenyleen-diamine dihydrochloride (mPD)</td><td>ACROS Organics</td><td>1330560250</td><td>25 g</td></tr><tr><td>Referentie-elektroden (RE-5B)</td><td>BAS</td><td>MF-2079</td><td>3 elektroden</td></tr><tr><td>Op batterijen werkende magnetische roerplaat</td><td>Cole-parmer</td><td>EW-04804-01</td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Glutamaat</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G-1626</td><td>100 g</td></tr><tr><td>Ascorbinezuur</td><td>TCI</td><td>50-81-7</td><td>500 g</td></tr><tr><td>Dopamine Hydrochloride</td><td>Alfa Aesar</td><td>62-31-7</td><td>5 g</td></tr><tr><td>Perchloorzuur</td><td>VWR</td><td>UN2920</td><td>500 mL</td></tr><tr><td>Kaliumchloride</td><td>VWR</td><td>7447-40-7</td><td>1 kg</td></tr><tr><td>Natriumchloride</td><td>VWR</td><td>7647-40-7</td><td>1 kg</td></tr><tr><td>Calciumchloride</td><td>MP</td><td>153502</td><td>100 g</td></tr><tr><td>Natriumhydroxide</td><td>BDH</td><td>1310732</td><td>500 g</td></tr><tr><td>Glazen druk-uitwerp pipetten</td><td>CenMet</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Klevende was</td><td>Kerrlab</td><td>625</td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Microspuiten</td><td>World Precision Instruments</td><td>MF28G-5</td><td></td></tr><tr><td>Modelleerklei</td><td>WalMart</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Picospritzer III</td><td>Parker</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Zilverdraad</td><td>AM systems</td><td>#786500</td><td></td></tr><tr><td>Zoutzuur</td><td>BDH</td><td>7647010</td><td>2,5 L</td></tr><tr><td>Platinedraad</td><td>AM Systems</td><td>778000</td><td></td></tr><tr><td>Loodpistool</td><td>Lowes of Home Depot</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Multimeter</td><td>WalMart</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>PhysioSuite</td><td>Kent Scientific</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>SomnoSuite</td><td>Kent Scientific</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Stereotaxisch apparaat</td><td>Stoelting</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Digital Lab Standard</td><td>Stoelting</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Meiji EMZ-microscoop</td><td>Meiji</td><td>EMZ-5</td><td></td></tr><tr><td>Boor</td><td>Dremel</td><td>Micro</td><td></td></tr><tr><td>Metricide</td><td>Metrex</td><td>102800</td><td></td></tr><tr><td>Schelp</td><td>VWR</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Operatie-schaar</td><td>VWR</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Steriele katoenen tampons</td><td>Puritan</td><td>25806</td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Oogzalf</td><td>Puralube Vet Ointment</td><td></td><td>Verkrijgbaar bij de dierenarts</td></tr><tr><td>Jodium-tampons</td><td>VWR</td><td>S48050</td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Alcohol-tampons</td><td>Lokaal drogisterij</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Steriele operatiedeken</td><td>Dynarex</td><td>4410</td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Steriele zoutoplossing</td><td>Teknova</td><td>S5815</td><td>Kan een eigen oplossing maken met behulp van filters</td></tr><tr><td>Waterstofperoxide (3%)</td><td>Lokaal drogisterij</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr><tr><td>Verwarmingskussen</td><td>WalMart</td><td></td><td>Kan bij een andere leverancier worden gekocht</td></tr></tbody></table>

met behulp van enzyme-gebaseerde biosensoren te meten tonic en fasische glutamaat in de ziekte van alzheimer muismodellen

Using Enzyme-based Biosensors to Measure Tonic and Phasic Glutamate in Alzheimer's Mouse Models

Neurotransmitter verstoring is vaak een belangrijk onderdeel van ziekten van het centrale zenuwstelsel (CNS), die een rol spelen bij de pathologie ten grondslag liggen aan de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson, depressie en angst. Traditioneel is microdialyse de meest voorkomende (geprezen) techniek om neurotransmitter veranderingen die optreden in deze aandoeningen te onderzoeken geweest. Maar omdat microdialyse heeft de mogelijkheid om langzame 1-20 minuten wijzigingen in grote weefselgebieden meten, heeft het nadeel invasieve potentieel vernietigen intrinsieke verbindingen binnen de hersenen en een langzame sampling vermogen. Een relatief nieuwere techniek, de micro-elektrode array (MEA), heeft talrijke voordelen voor het meten van specifieke neurotransmitter veranderingen in discrete hersengebieden die zich voordoen, waardoor een ruimte en tijd nauwkeurige benadering. Voorts worden volgens MEA is minimaal invasief, waardoor het meten van veranderingen in vivo neurotransmitter. In ons laboratorium, we have specifiek geïnteresseerd in veranderingen in de neurotransmitter glutamaat, gerelateerd aan de ziekte van Alzheimer-pathologie geweest. Als zodanig heeft de hier beschreven werkwijze werd gebruikt om potentiële storingen in hippocampale glutamaat evalueren in een transgeen muismodel van de ziekte van Alzheimer. In het kort, de gebruikte methode omvat het bekleden van een multi-site micro-elektrode met een enzym zeer selectief voor de neurotransmitter van belang en het gebruik van zichzelf verwijzende sites om af te trekken uit achtergrondgeluiden en storende stoffen. Na plateren en kalibratie, kan de MEA worden geconstrueerd met een micropipet en neergelaten in het hersengebied van interesse met behulp van een stereotaxische inrichting. Hier beschreven werkwijze het verdoven RTG (TauP301L) 4510 muizen en gebruiken van een stereotaxische inrichting nauwkeurig richten deelgebieden (DG, CA1 en CA3) van de hippocampus.

Hoewel deze technologie kan worden gebruikt om veranderingen in de glutamaterge signalering in vele soorten van dierlijke modellen, zoals traumatisch hersenletsel, veroudering, stress, en epilepsie te meten, hier laten we zien hoe de MEA technologie kan worden gebruikt om glutamatergic veranderingen in transgene muismodel onderzoeken menselijke tauopathie 19, 20. De RTG (TauP301L) 4510 muizen drukt de P301L-mutatie in tau geassoc...

Hier beschrijven we de setup, softwarenavigatie en gegevensanalyse voor een ruimte en tijd nauwkeurige werkwijze voor het meten tonische en fasische extracellulair glutamaat veranderingen in vivo middels enzymgekoppelde micro-elektrode arrays (MEA).

Met behulp van Enzyme-gebaseerde biosensoren te meten Tonic en Fasische glutamaat in de ziekte van Alzheimer muismodellen

Neurotransmitter disruption is often a key component of diseases of the central nervous system (CNS), playing a role in the pathology underlying ...

Het algemene doel van deze procedure is het in vivo meten van tonische en fasische extracellulaire glutamaatveranderingen met behulp van enzymgekoppelde MicroElectrode Arrays. Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het vakgebied van de neurowetenschappen, zoals de vraag of extracellulaire neurotransmitterspiegels en de snelle dynamiek van neurotransmittervrijgave en -klaring zijn gewijzigd bij ziektebeelden. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat de MicroElectrode Arrays specifieke neurotransmitterveranderingen binnen afgebakende hersenregio's kunnen meten, waardoor het een ruimtelijk en temporeel nauwkeurige benadering is die bovendien minimaal invasief is.De procedure zal worden gedemonstreerd door Holly Hunsberger en Ryan Heslin uit mijn laboratorium. Om met deze procedure te beginnen, coat u een paar registratieplaatsen op een MEA met het gewenste enzym en een ander paar registratieplaatsen met de inactieve eiwitmatrix. Zuig vervolgens de glutamaatoxidase of eiwitmatrix op met een Hamilton-spuit van 10 µL.Druk voorzichtig op de zuiger om een kleine druppel vloeistof bij de tip van de spuit te dispenseren. Om de MEA-registratieplaatsen te

using-enzyme-based-biosensors-to-measure-tonic-phasic-glutamate

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Neurowetenschap

Transgene (Tg) muismodellen van AD bieden een uitstekende gelegenheid om te onderzoeken hoe en waarom Aß of tau niveaus in CSF veranderen naarmate de ziekte vordert in menselijke patiënten. Hier tonen we een verfijnd cisterna magna prikken techniek voor serie-CSF bemonstering van de muis.

Een techniek voor seriële verzamelen van hersenvocht uit de Cisterna Magna in de muis

Een van de pathologische kenmerken van AD is de vorming van amyloïde eiwit β positief neuritische plaques. In dit protocol beschrijven we twee methoden om seniele plaques op te sporen in transgene muizen die model AD: immunohistochemische detectie met behulp van de ABC-en DAB-methode en fluorescerende detectie met behulp van thioflavin S kleuringsmethode.

Detectie van neuritische plaques in de ziekte van Alzheimer Mouse Model

In this video, a Multielectrode Array (MEA) coated with glutamate Oxidase is implanted into the brain tissue of an anesthetized mouse. Glutamate solution is injected into the extracellular space where the MEA detects the glutamate levels, enabling real-time monitoring of glutamate uptake by the astrocytes.

In Vivo Real-Time Glutamate Monitoring Using an Enzyme-Coated Microelectrode Array

Hier beschreven is een gestage, gedrags screening aanpak die kan worden gebruikt om te screenen voor verbindingen die in vivo werkzaamheid vertonen op cognitief en functioneel motorisch gedrag bij transgene muismodellen van β-amyloïdose en tauopathie. Deze methoden zijn geoptimaliseerd om verbindingen te screenen voor activiteit in kort- en werkgeheugen taken.

Evaluatie van spontane alternatie, herkenning van nieuwe objecten en limb clasping in transgene muismodellen van Amyloid-B en Tau Neuropathology

Deze paper gegevens het gebruik van vaste-potentieel amperometrische opnamen met behulp van koolstofvezel elektroden en de enzymatische biosensor technologie voor het meten van de vrijlating van dopamine en glutamaat met hoge temporele resolutie tijdens natuurlijke lonende gedrag in de vrouwelijke hamster.

Meten van In Vivo veranderingen in extracellulaire Neurotransmitters tijdens natuurlijk belonen van gedrag in vrouwelijke Syrische Hamsters

Deze studie verkent het nieuwe gebruik van enzym gebaseerde micro-elektrode matrix (MEA) technologie om te controleren in vivo neurotransmitter activiteit bij biggen. De hypothese was dat glutamaat disregulatie draagt bij aan het mechanisme van verdoving neurotoxiciteit. Hier presenteren we een protocol aan te passen van MEA technologie om te bestuderen van het mechanisme van anesthesie-geïnduceerde neurotoxiciteit.

Aanpassing van micro-elektrode Array technologie voor de studie van anesthesie-geïnduceerde neurotoxiciteit in de hersenen Intact Knorretje

We presenteren een protocol om de balans te evalueren tussen glutamaatafgifte en klaring bij enkele corticostriatale glutamatge synapsen in acute plakjes van volwassen muizen. Dit protocol maakt gebruik van de fluorescerende sensor iGluu voor glutamaat detectie, een sCMOS camera voor signaal verwerving en een apparaat voor brandpuntslaser verlichting.

Enkele Synapse indicatoren van glutamaat release en opname in acute hersenen plakjes van normale en Huntington muizen

Hier presenteren we een protocol om in vitro Ca2+ fluxen in midbrain neuronen en hun downstream effecten op caspase-3 met behulp van primaire muis midbrain culturen te meten. Dit model kan worden gebruikt om pathofysiologische veranderingen in verband met abnormale Ca2 + activiteit in midbrain neuronen te bestuderen, en om nieuwe therapieën voor anti-apoptotische eigenschappen te screenen.

Quantifying Spontaneous Ca2+ Fluxes en hun downstream effecten in primaire muis midbrain neuronen

Een kenmerk van de ziekte van Alzheimer is de hoogte van...

Voorbereiding van oligomere β-amyloïde 1-42 En Inductie van synaptische plasticiteit Waardevermindering op hippocampus Slices

We muismodellen vastgesteld van periventriculaire leukomalacie (PVL), de overheersende hersenletsel bij premature baby's gekenmerkt door periventriculaire witte stof afwijkingen. Hypoxie / ischemie met / zonder systemische infectie zijn de voornaamste oorzaken van PVL. Eenzijdige carotis ligatie en hypoxie blootstelling met / zonder lipopolysaccharide injectie zorgt voor PVL-achtige laesies in de P6 muizen.

Muismodellen van periventriculaire leukomalacie

Leer hoe u enzym-gekoppelde micro-elektrode-arrays gebruikt om tonische en fasische glutamaatveranderingen in vivo te meten in muismodellen voor de ziekte van Alzheimer.

Met behulp van Enzyme-gebaseerde biosensoren te meten Tonic en Fasische glutamaat in de ziekte van Alzheimer muismodellen

Meer video's verkennen