成体マウスにおける中脳ドーパミンニューロンの数の環境モジュレーション
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
脳や「脳の可塑性」で長持ちの変化は、疾患または損傷後の適応行動と脳の修復を根底にある。さらに、我々の環境との相互作用は、脳の可塑性を誘導することができる。ますます、研究は、脳および行動障害を治療するための有益な脳の可塑性を刺激する環境を識別しようとしている。二つの環境の操作は、増加または成体マウスの脳におけるチロシンヒドロキシラーゼ免疫陽性（TH +、ドーパミンの律速酵素（DA）の合成）ニューロンの数を減少させるが記載されている。第一は、ペアリングの男性と一緒に継続的に男性で約12％、中脳のTH +ニューロンが増加し1週間、のための雌マウスを含むが、女性では約12％、中脳のTH +ニューロンを減少させる。第二は、私は、走行輪、おもちゃ、ロープ、ネスティング材料などを含む「濃縮環境 '（EE）で2週間連続して住宅マウスを含み、男性では約14％、中脳のTH +ニューロンをncreases。さらに、プロトコルは、同時に環境的に誘発される脳の可塑性のメカニズムを識別しやすくするためにこれらの環境の操作中に、中脳に直接薬剤を注入するために記載されている。例えば、より中脳のTH +ニューロンのEE-誘導は中脳の神経細胞へのシナプス入力の同時遮断によって廃止されている。一緒に、これらのデータは、環境に関する情報は、「DA」の遺伝子の発現をオンまたはオフに切り替えるために、中脳のニューロンにシナプス入力を介して中継されることを示している。このように、基礎となるメカニズムを標的と適切な環境刺激、または薬物は、脳DAの不均衡に関連する脳や行動障害を治療するのに役立つかもしれない（ 例えば 、パーキンソン病、注意欠陥多動性障害、統合失調症、および薬物中毒）。
Introduction
中脳の腹側被蓋領域（VTA）と黒質緻密部（SNC）におけるニューロンによるDArgicシグナリングは報酬やる気認知、感情、モーター行動のために重要であると考えられている。しかし、多すぎたり少なすぎたり、中脳DAシグナリングは、神経学的障害（ 例えば 、パーキンソン病、注意欠陥多動性障害、統合失調症、および薬物嗜癖）の様々な多くの無効症状を引き起こす。増加またはこれらの症状を緩和シグナルDAを減少させる薬物には、しかし、彼らはまた、調節不全シグナリングおよびオフターゲット効果に起因する副作用を生じる。薬物の有効性はまた、脳の応答を代償に起因する経時的に低下する。課題は、したがって、よりターゲットと生理方法で正常な脳DAシグナリングを復元することで、有利なアプローチは、増加または中脳DAニューロンの数を減少させることによってである。
証拠は、SEVのために蓄積してきた成熟した大人の細胞ではDAと他のカテコールアミン代謝および輸送に関与する遺伝子やタンパク質の発現が（1にレビュー）変更可能であることをERAL十年。 THの免疫陰性（TH-）ニューロンの数は逆のパターン（ すなわち増加を示している中脳では、チロシンヒドロキシラーゼ免疫陽性（TH +、DA合成における律速酵素）ニューロンの数は、次の神経毒政権2,3を増加減少その後3）を減少させる。これは、いくつかの細胞による「DA表現型」の利得その後損失と一致している。 TH +およびTH-のSNcニューロンの数は、これらのセル4,5の電気的活性を変化させる種々の処理、以下、等しいが反対方向に変化することが示されている。例えば、小コンダクタンスの注入、カルシウム活性化カリウム2週間の脳に（SK）チャネルアンタゴニストアパミン（同じ量）TH +と増加数が減少νTH-のSNcのmberは4,5ニューロン。対照的に、SKチャネルアゴニスト1-EBIOの注入は、TH +の数を増加させ、（同じ量）TH-のSNcニューロン4,5の数を減少させる。同様の変化が求心性入力4を対象としたいくつかの含むのSNcニューロンの活動を、ターゲットに様々なトリートメント後に見られた。神経活動と求心性入力によるSNcのDArgicニューロンの数のこの明らかな規制は、環境や行動SNCのニューロンの数に影響を与えることができる可能性を高める。異なる環境にさらされる実際成体マウスは、多かれ少なかれ中脳（のSNcおよびVTA）TH +ニューロン、およびこれらの環境による変化の少なくともいくつかの脳6におけるシナプス入力の同時遮断によって廃止されています。この通信の目的は以下のとおりである。（1）当社の環境操作および薬物注入を実装する方法についてさらに詳しく説明します。 （2）電子という我々の主張を支持するさらなるデータを提供するnvironmentは求心性入力を介して 、中脳DAニューロンの数を調節する。
Protocol
Representative Results
Discussion
環境の操作
これらの環境の操作（男女ペアリングと環境エンリッチメント）の設計の背後にある動機は、環境かどうかを決定することであった、かつ/または環境によってプロンプト動作は、中脳DAニューロンの数の変化と関連している。焦点は、環境を提供し、中脳DAシグナリングに係合する可能性がある行動を刺激する上でしたので。これらは、反対の性別と?…
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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