Stereotaxische Chirurgie voor excitotoxische laesie van specifieke hersengebieden in de Adult Rat
Summary
Gerichte ablatie van specifieke gebied van de hersenen (en) via een infuus van een excitotoxin gebruik van stereotaxische coördinaten beschreven. Deze techniek kan ook worden aangepast voor infusie van andere stoffen in de rat.
Abstract
Veel gedrags-functies in zoogdieren, waaronder knaagdieren en mensen, worden hoofdzakelijk gemedieerd door discrete gebieden van de hersenen. Een veelgebruikte methode voor het onderscheiden van de functie van verschillende hersengebieden voor het gedrag of andere experimentele resultaten is het implementeren van een gelokaliseerde ablatie van de functie. Bij de mens zijn patiëntenpopulaties met gelokaliseerde laesies in de hersenen vaak bestudeerd van tekorten, in de hoop van het openbaren van de onderliggende functie van het beschadigde gebied. Bij knaagdieren, kan men experimenteel veroorzaken laesies van specifieke hersengebieden.
Laesie kan op verschillende manieren. Elektrolytische laesies kunnen leiden tot lokale schade, maar zal een groot aantal celtypen en doorkruisen van vezels van andere hersengebieden die toevallig in de buurt van de laesie zullen beschadigen. Induceerbaar genetische technieken met behulp van cel-type-specifieke promotors kunnen ook in staat stellen site-specifieke targeting. Deze technieken zijn complex en niet praktisch afhankelijk van het doel hersengebied. Excitotoxische laesie met behulp van stereotaxische chirurgie, daarentegen, is een van de meest betrouwbare en praktische methoden van lesionele excitatoire neuronen zonder beschadiging van de lokale gliacellen of doorkruisen van vezels.
Hier presenteren we een protocol voor stereotaxische infusie van de excitotoxinen, N-methyl-D-aspartaat (NMDA), in de basolaterale amygdala complex. Met behulp van anatomische aanwijzingen, passen we stereotaxische coördinaten van de locatie van onze doelgroep gebied van de hersenen vast te stellen en laat een injectienaald in de plaats net boven het doel. Vervolgens hebben we trekken onze excitotoxin in de hersenen, wat resulteert in excitotoxische dood van de nabijgelegen neuronen. Terwijl onze proefpersoon keuze een rat, kan dezelfde methoden worden toegepast op andere zoogdieren, met de noodzakelijke aanpassingen apparatuur en coördinaten.
Deze methode kan worden toegepast op verschillende hersenen, waaronder de basolaterale amygdala 1-6 andere amygdala kernen 6, 7, 8 hippocampus, entorhinal cortex 9 en prefrontale cortex 10. Het kan ook worden gebruikt om biologische verbindingen zoals virale vectoren 1, 11 trekken. De basis stereotaxisch techniek kan worden aangepast voor implantatie van meer permanente osmotische pompen, waardoor meer langdurige blootstelling aan een verbinding van belang.
Protocol
Discussion
De stereotaxische methode hier gepresenteerde maakt excitotoxische laesie van specifieke hersengebieden via infusie van NMDA. De basis stereotaxisch methoden kunnen worden aangepast aan diverse farmacologische en biologische agentia trekken in een plaatsspecifieke wijze. Het kan ook worden aangepast aan verschillende hersengebieden, gedefinieerd door hun stereotaxisch coördinaten in de hersenen Atlas 12 gericht. Aanpassing aan andere soorten, zoals muizen zijn met soortgelijke apparatuur gebouwd kleinere die…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund ya Cirm predoctorale gemeenschap (EDK), NARSAD Young Investigator Award (DK) en het NIMH BRAINS Award (R01MH087495) (DK).
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments |
| N-Methyl-D-aspartic Acid 98% | Fisher Scientific | AC32919-0500 | |
| Dual Lab Standard Stereotaxic w/45 deg. Ear Bars | Stoelting | 51653 | Alternative vendor: Kopf *note of caution: assure compatibility of stereotaxic accessories if purchasing from multiple vendors |
| 10μl SYR SPECIAL (*/*/*) | Hamilton | 701SN | |
| Dremel Moto-Tool | Stoelting | 58600 | Alternative vendor: Kopf |
| Carbide burs, handpiece HP, size 2 | Schein Dental | 2284578 | |
| Stoelting 6 Syringe Programmable Pump | Stoelting | 53140 | Alternative vendor: Kopf |
| Stainless Steel 316 Hypodermic Regular Wall Tubing 30 Gauge .0123″ OD x .00625″ ID x .003″ Wall (infusion needle) | Small Parts | HTXX-30R-06-05 | |
| Intramedic PE 20 tubing (infusion tubing) | VWR | 63019-025 | |
| Reflex Clips, 9mm, non-sterile | Kent Scientific Corp. | INS500346 | Alternative vendor: Fine Science Tools |
| Reflex Clip Applier for 9mm clips | Kent Scientific Corp. | 12031-09 | Alternative vendor: Fine Science Tools |
| Curved Hartman hemostat | Fine Science Tools | 13003-10 | |
| London forceps | Fine Sceince Tools | 11080-02 | |
| 2% chlorhexidine solution | Allivet | 30159 | Alternative vendor: PetSolutions |
| 10% povidone iodine solution | CVS | SKU #739575 | |
| Hot bead sterilizer | Harvard Apparatus | 610183 |
Table 1. Table of specific reagents and equipment.
References
- Kirby, E. D. Basolateral amygdala regulation of adult hippocampal neurogenesis and fear-related activation of newborn neurons. Mol. Psychiatry. , (2011).
- Goosens, K. A., Maren, S. Contextual and auditory fear conditioning are mediated by the lateral, basal, and central amygdaloid nuclei in rats. Learn Mem. 8, 148-155 (2001).
- Korz, V., Frey, J. U. Bidirectional modulation of hippocampal long-term potentiation under stress and no-stress conditions in basolateral amygdala-lesioned and intact rats. J. Neurosci. 25, 7393-7400 (2005).
- Bhatnagar, S., Vining, C., Denski, K. Regulation of chronic stress-induced changes in hypothalamic-pituitary-adrenal activity by basolateral amygdala. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1032, 315-319 (2004).
- Ikegaya, Y., Saito, H., Abe, K. Attenuated hippocampal long-term potentiation in basolateral amygdala-lesioned rats. Brain Res. 656, 157-164 (1994).
- Ikegaya, Y., Saito, H., Abe, K. The basomedial and basolateral amygdaloid nuclei contribute to the induction of long-term potentiation in the dentate gyrus in vivo. Eur. J. Neurosci. 8, 1833-1839 (1996).
- Carter, R. N., Pinnock, S. B., Herbert, J. Does the amygdala modulate adaptation to repeated stress. Neurosciene. 126, 9-19 (2004).
- Roozendaal, B., McGaugh, J. L. Basolateral amygdala lesions block the memory-enhancing effects of glucocorticoid administration in the dorsal hippocampus of rats. Eur. J. Neurosci. 9, 76-83 (1997).
- Roesler, R., Roozendaal, B., McGaugh, J. L. Basolateral amgdala lesions block the memory-enhancing effect of 8-Br-cAMP infused into the entorhinal cortex of rats after training. Eur. J. Neurosci. 15, 905-910 (2002).
- Roozendaal, B. Glucocorticoid effects on memory consolidation depend on functional interactions between the medial prefrontal cortex and basolateral amygdala. J. Neurosci. 29, 14299-14308 (2009).
- Kaufer, D. Restructuring the neuronal stress response with anti-glucocorticoid gene delivery. Nat. Neurosci. 7, 947-953 (2004).
- Paxinos, G., Watson, C. . The rat brain: in stereotaxic coordinates-the new coronal set. , (2004).
- Geiger, B. M., Frank, L. E., Caldera-Siu, A. D., Pothos, E. N. Survivable Stereotaxic Surgery in Rodents. J. Vis. Exp. (20), e880 (2008).
