वयस्क चूहों में मध्यमस्तिष्क डोपामिन न्यूरॉन्स की संख्या से पर्यावरण modulations
Summary
This protocol describes two different environmental manipulations and a concurrent brain infusion protocol to study environmentally-induced brain changes underlying adaptive behavior and brain repair in adult mice.
Abstract
मस्तिष्क या 'मस्तिष्क plasticity' में लंबे समय से स्थायी परिवर्तन की बीमारी या चोट के बाद अनुकूली व्यवहार और मस्तिष्क की मरम्मत आबाद। इसके अलावा, हमारे पर्यावरण के साथ बातचीत मस्तिष्क plasticity प्रेरित कर सकते हैं। तेजी से, अनुसंधान मस्तिष्क और व्यवहार विकारों के इलाज के लिए लाभकारी मस्तिष्क plasticity को प्रोत्साहित जो वातावरण की पहचान करने की कोशिश कर रहा है। दो पर्यावरण जोड़तोड़ वर्णित हैं जो वृद्धि या वयस्क माउस मध्यमस्तिष्क में न्यूरॉन्स tyrosine hydroxylase immunopositive की संख्या (वीं + डोपामाइन (डीए) संश्लेषण में दर सीमित एंजाइम) में कमी। पहले बाँधना पुरुष और एक साथ लगातार पुरुषों में लगभग 12% से मध्यमस्तिष्क वें + न्यूरॉन्स बढ़ जाती है जो एक सप्ताह के लिए मादा चूहों शामिल हैं, लेकिन महिलाओं में लगभग 12% से मध्यमस्तिष्क वें + न्यूरॉन्स कम हो जाती है। दूसरा आदि चल पहियों, खिलौने, रस्सी, घोंसले के शिकार सामग्री, युक्त 'समृद्ध वातावरण' (ईई) में दो सप्ताह के लिए लगातार आवास चूहों शामिल हैं जो मैंपुरुषों में लगभग 14% से मध्यमस्तिष्क वें + न्यूरॉन्स ncreases। इसके अतिरिक्त, एक प्रोटोकॉल समवर्ती पर्यावरण की दृष्टि से प्रेरित मस्तिष्क plasticity अंतर्निहित तंत्र की पहचान में मदद करने के लिए इन पर्यावरण जोड़तोड़ के दौरान सीधे मध्यमस्तिष्क में दवाओं infusing के लिए वर्णित है। उदाहरण के लिए, अधिक मध्यमस्तिष्क वें + न्यूरॉन्स की ई-प्रेरण मध्यमस्तिष्क न्यूरॉन्स पर synaptic इनपुट की समवर्ती नाकाबंदी द्वारा समाप्त कर दिया गया है। साथ में, इन आंकड़ों के माहौल के बारे में सूचना के आधार पर या 'डीए' जीनों की अभिव्यक्ति बंद करने के लिए मध्यमस्तिष्क न्यूरॉन्स के लिए synaptic इनपुट के माध्यम से रिले की जाती है कि संकेत मिलता है। इस प्रकार, अंतर्निहित तंत्र की लक्षित कर उचित पर्यावरण उत्तेजना, या दवा, मध्यमस्तिष्क महंगाई भत्ते में असंतुलन के साथ जुड़े मस्तिष्क और व्यवहार विकारों के इलाज के लिए उपयोगी हो सकता है (उदाहरण के लिए पार्किंसंस रोग, ध्यान घाटे और सक्रियता विकार, मानसिक असंतुलन, और मादक पदार्थों की लत)।
Introduction
मध्यमस्तिष्क के उदर tegmental क्षेत्र (वीटीए) और सब्सटेंशिया निग्रा पार्स कॉम्पेक्टा (एसएनसी) में न्यूरॉन्स द्वारा DArgic संकेतन इनाम प्रेरित संज्ञानात्मक, भावनात्मक और मोटर व्यवहार के लिए महत्वपूर्ण माना जाता है। हालांकि, बहुत ज्यादा या बहुत कम मध्यमस्तिष्क डीए संकेतन कई अक्षम करने स्नायविक विकारों की एक किस्म में लक्षण (जैसे पार्किंसंस रोग, ध्यान घाटे और सक्रियता विकार, मानसिक असंतुलन, और मादक पदार्थों की लत) का कारण बनता है। वृद्धि या डीए इन लक्षणों को कम संकेत कमी है कि ड्रग्स, हालांकि उन्होंने यह भी dysregulated संकेतन के कारण एक ओर का प्रभाव और बंद लक्ष्य प्रभाव पैदा करते हैं। दवा की प्रभावकारिता भी कारण मस्तिष्क के प्रतिपूरक जवाब करने के लिए समय के साथ गिरावट आती है। चुनौती इसलिए एक अधिक लक्षित और शारीरिक तरह से सामान्य मध्यमस्तिष्क डीए संकेतन बहाल करने के लिए है, और एक इष्ट दृष्टिकोण बढ़ाने या मध्यमस्तिष्क डीए न्यूरॉन्स की संख्या कम कर रहा है।
साक्ष्य सेव लिए जमा किया गया है(1 में समीक्षा) परिपक्व वयस्क कोशिकाओं में metabolizing और तस्करी महंगाई भत्ते और अन्य catecholamines में शामिल जीन और प्रोटीन की अभिव्यक्ति परिवर्तनीय है कि आम दशकों। गु immunonegative (गु) न्यूरॉन्स की संख्या विपरीत पैटर्न से पता चलता है, जबकि मध्यमस्तिष्क में, tyrosine hydroxylase immunopositive की संख्या (वीं + डीए संश्लेषण में दर सीमित एंजाइम) न्यूरॉन्स तो (यानी बढ़ जाती है न्यूरोटॉक्सिन प्रशासन 2,3 निम्नलिखित बढ़ जाती है घट जाती है तो) 3 कम हो जाती है। यह तो कुछ कोशिकाओं द्वारा 'दा फेनोटाइप' के लाभ हानि के साथ संगत है। गु + और गु एसएनसी न्यूरॉन्स की संख्या भी इन कोशिकाओं 4,5 की विद्युतीय गतिविधि को बदलने वाले विभिन्न उपचार के बाद बराबर लेकिन विपरीत दिशाओं में परिवर्तित करने के लिए दिखाया गया है। उदाहरण के लिए, 2 सप्ताह के लिए मध्यमस्तिष्क में छोटे-प्रवाहकत्त्व के अर्क, कैल्शियम सक्रिय पोटेशियम (एस) चैनल प्रतिपक्षी apamin (एक ही राशि के द्वारा) परमाणु वें + और बढ़ जाती है की संख्या कम हो जाती हैगु एसएनसी के mber 4,5 न्यूरॉन्स। इसके विपरीत, एसके चैनल एगोनिस्ट एक-EBIO के अर्क वें + की संख्या बढ़ जाती है और (एक ही राशि के द्वारा) गु एसएनसी न्यूरॉन्स 4,5 की संख्या कम हो जाती है। इसी प्रकार के परिवर्तन अभिवाही आदानों चार लक्षित जो कुछ सहित एसएनसी neuronal गतिविधि को लक्षित उपचार की एक किस्म निम्नलिखित में देखा गया था। Neuronal गतिविधि और अभिवाही इनपुट से एसएनसी DArgic न्यूरॉन्स की संख्या से यह स्पष्ट विनियमन पर्यावरण या व्यवहार एसएनसी न्यूरॉन्स की संख्या को प्रभावित कर सकते हैं कि संभावना को जन्म देती है। अलग वातावरण के संपर्क में वास्तव में वयस्क चूहों कम या ज्यादा मध्यमस्तिष्क (एसएनसी और वीटीए) वें + न्यूरॉन्स, और ये पर्यावरण प्रेरित परिवर्तन के कम से कम कुछ मध्यमस्तिष्क 6 में synaptic इनपुट की समवर्ती नाकाबंदी द्वारा समाप्त कर दिया जाता है। (1) हमारे पर्यावरण जोड़तोड़ और दवा लेनी लागू करने के तरीके के बारे में अधिक जानकारी प्रदान;: इस संचार के उद्देश्य के लिए कर रहे हैं और (2) ई कि हमारा तर्क का समर्थन करने के लिए आगे डेटा प्रदानnvironment अभिवाही इनपुट के माध्यम से, मध्यमस्तिष्क डीए न्यूरॉन्स की संख्या को नियंत्रित करता है।
Protocol
Representative Results
Discussion
पर्यावरण जोड़तोड़
इन पर्यावरण जोड़तोड़ (लिंग बाँधना और पर्यावरण संवर्धन) के डिजाइन के पीछे प्रेरणा पर्यावरण निर्धारित करने के लिए किया गया था, और / या पर्यावरण से प्रेरित व्यवहार, मध्यम?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This study was supported by the National Health and Medical Research Council of Australia (NHMRC) Project grant 1022839. AJH is an Australian Research Council (ARC) FT3 Future Fellow (FT100100835). The Florey Institute of Neuroscience and Mental Health acknowledges support from the Victorian Government’s Operational Infrastructure Support Grant.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Isofluorane | Baxter Healthcare Pty Ltd, Baxter Drive, NSW 2146, Australia | AHN3640 | |
| ALZET Osmotic pump 1002 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0004317 | |
| ALZET Brain infusion kit 1 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0004760 | |
| ALZET cannula holder 1 | DURECT Corporation, PO Box 530 Cupertino, CA 95015-0530 | 0008860 | |
| Vertex Monomer Self-curing (dental acrylic solvent) | Vertex Dental, Postbus 10, 3700 AA ZEIST, The Netherlands | n/a | |
| Vertex Self Curing (dental acrylic powder) | Vertex Dental, Postbus 10, 3700 AA ZEIST, The Netherlands | n/a | |
| METACAM (Meloxicam) | Troy Laboratories, 98 long Street, smithfield NSW 2164 Australia | L10100 | |
| Sodium Pentobarbitone | Lethabarb, Virbac, Milperra, NSW, Australia | 571177 | |
| Normal goat serum | chemicon-temecula, CA | S26-Litre | |
| Triton X-100 | Merck Millipore Headquarters , 290 Concord road, Billerica, MA 01821 | 1.08603.1000 | |
| Polyclonal rabbit anti-tyrosine hydroxylase | Merck Millipore Headquarters , 290 Concord road, Billerica, MA 01821 | AB152 | |
| Polyclonal biotinylated goat anti-rabbit | Dako Australia Pty. Ltd., Suite 4, Level 4, 56 Berry street, North Sydney, NSW, Australia 2060 | EO432 | |
| Avidin peroxidase | Sigma-aldrich, Castle Hill, NSW 1765 AU | A3151-1mg | |
| Diamino-benzidine | Sigma-aldrich, Castle Hill, NSW 1765 AU | D-5637 | |
| Stereo Investigator | MicroBrightField Bioscience, 185 Allen Brook Lane, Suite 101, Williston, VT 05495 | n/a |
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