Stereotaxic Kirurgi for Excitotoxic lesjon i spesifikke hjerneområder i Adult Rat
Summary
Målrettet ablasjon av spesifikke hjerne region (er) ved infusjon av en excitotoxin bruke stereotaxic koordinater er beskrevet. Denne teknikken kan også være tilrettelagt for tilførsel av andre kjemikalier i rottehjernen.
Abstract
Mange atferdsmessige funksjoner i pattedyr, inkludert gnagere og mennesker, formidles i hovedsak av diskrete hjernen regioner. En vanlig metode for kresne funksjonen til ulike områder av hjernen for oppførsel eller andre eksperimentelle resultater er å gjennomføre en lokal ablasjon av funksjon. Hos mennesker er pasientgrupper med lokaliserte hjerneskader ofte studert for underskudd, i håp om å avsløre den underliggende funksjon det skadede området. I gnagere, kan man eksperimentelt indusere lesjoner av spesifikke områder av hjernen.
Lesjon kan oppnås på flere måter. Electrolytic lesjoner kan føre til lokaliserte skader, men vil ødelegge en rekke celletyper samt krysser fibre fra andre områder av hjernen som tilfeldigvis være i nærheten av lesjon nettstedet. Induserbar genetiske teknikker ved hjelp av celle-type spesifikke arrangører kan også aktivere stedsspesifikke målretting. Disse teknikkene er komplekse og ikke alltid praktisk avhengig av målet hjernen området. Excitotoksisk lesjon bruker stereotaxic kirurgi, derimot, er en av de mest pålitelige og praktiske metoder for lesioning eksitatoriske nerveceller uten å skade lokale gliacellene eller traversering fibre.
Her presenterer vi en protokoll for stereotaxic infusjon av excitotoxin, N-methyl-D-aspartat (NMDA), inn i basolateral amygdala komplekset. Ved hjelp av anatomiske indikasjonene, bruker vi stereotaxic koordinater for å bestemme plasseringen av vår målgruppe hjerne region og senke en kanyle på plass like over målet. Så tilfører vår excitotoxin inn i hjernen, resulterer i excitotoxic død av nærliggende nevroner. Mens vår forsøkspersonen av valget er en rotte, kan de samme metodene brukes til andre pattedyr, med de nødvendige justeringer i utstyr og koordinater.
Denne metoden kan brukes på en rekke områder av hjernen, inkludert basolateral 1-6 amygdala, andre amygdala kjerner 6, 7, 8 hippocampus, entorhinal cortex 9 og prefrontal cortex 10. Den kan også brukes til å sette mot biologiske forbindelser som for eksempel virale vektorer 1, 11. Den grunnleggende stereotaxic teknikken kan også være tilrettelagt for implantasjon av mer permanente osmotiske pumper, slik at mer langvarig eksponering for en forbindelse av interesse.
Protocol
Discussion
Den stereotaxic Metoden som presenteres her kan for excitotoxic lesjon i spesifikke hjerneområder via infusjon av NMDA. De grunnleggende stereotaxic metoder kan tilpasses for å påvirke en rekke farmakologiske og biologiske midler i en stedsspesifikk måte. Det kan også tilpasses å målrette en rekke hjerneområder, definert av sine stereotaxic koordinatene i en hjerne atlas 12. Tilpasning til andre arter som mus kan gjøres med lignende utstyr bygget for mindre dyr. Dagens rutiner er optimalisert for 3 m…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbeidet ble støttet ya CIRM predoctoral fellesskap (EDK), NARSAD Young Investigator Award (DK) og NIMH BRAINS prisen (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).
