ステファノフマガッリはMonzino財団の仲間です。

1。免疫蛍光以下のプロトコルを経心的に灌流したマウス（PBS中の冷却したホルムアルデヒドを50mlの4％、続いてPBS、0.1モル/リットル、pH7.4の20mlの）から得られた冠状脳の凍結切片上で行われる。灌流後、脳を慎重に除去し、凍結保護のために4℃で一晩PBS中30％スクロースに移した。バイアルに密封し、-70℃で使用するまで保存される前に、3分間45°C - 脳を急速にイソペンタンに浸漬することによって凍結させる。冠状脳凍結切片（20μm）を連続的にカットし、免疫蛍光プロトコル11、6を受ける。 使用前に室温にすべての試薬およびサンプルを持参してください。抗体および血清の提示作業希釈は最高のパフォーマンスを得るために作ら試験から生じたことに注意してください。異なる抗体および血清が使用される場合、プロトコルは、検証される必要がある。 <pクラス= &quot;jove_contentは&quot;&gt;抗CD11bおよび抗CD68一次抗体の両方が抗ラットアレクサ546でゼロクロス信号を避けるために、ラットで行われているため、我々が蛍光シグナル増幅に続く抗CD11bの高希釈を使用したことに注意してくださいTSAキット（Cy5のチラミド）。我々はステップ1.17を除いて記述されたプロトコルを実行し、表1に報告されているように抗CD11bの少なくとも7種類の希釈液を使用することによって抗CD11bに最適な希釈率を設定している。 ;励起波長でアレクサ546と2）無信号532 nmの1）可視シグナルCy5で励起波長646 nmで：結果として、1:30,000の希釈化の達成という選択されています。このように、アレクサ546蛍光シグナルを選択的にCD68発現に関連されている。 抗CD11bおよび抗CD68抗体のための最適な希釈は、組織のタイプに応じて変えることができると共標識化プロトコルを開始する前に定義する必要があります。 <ol><li> PBSで2回脳凍結切片を洗浄します。 </li><li>で1％H 2 O 2を含有するPBS中で5分間cubate凍結切片（蛍光増幅が西洋ワサビペルオキシダーゼ、ストレプトアビジン-HRPとのインキュベーションを必要とするため工程が必要、ステップ1.12参照）。 </li><li>洗浄凍結切片をPBSで2回。 </li><li> 10％のNGSおよび0.3％トリトンを含むPBS中で60分間の凍結切片をインキュベートする。 </li><li> PBSは、一次抗体、ラット抗CD11b [1:30,000]、10％NGSおよび0.3％トリトンを含有する4℃で一晩凍結切片をインキュベートする。 </li><li>洗浄は、PBSで2回（5分）凍結切片。 </li><li>ビオチン化二次抗ラットAB [1:200]と1％のNGSを含むPBS中で60分間の凍結切片をインキュベートする。 </li><li>洗浄凍結切片をPBSで2回。 </li><li> TNTで洗浄する凍結切片（トリス-HCl、NaClを、ツイーン：0.1 M TRIS-塩酸、pH 7.4、0.15 MのNaCl、0.05％のTween 20）。 </li><li> TNB中で1.5時間、凍結切片をインキュベートします（バッファをトリス塩酸-NaClのブロッキング：0.1 Mトリス塩酸、pH 7.4、0.15MのNaCl、適切なキットは0.5％ブロッキング試薬（試薬の表を参照））。 </li><li>ウォッシュクライオのセクションでは、TNTで時間を3倍。 </li><li>ストレプトアビジン-H​​RP [1:100]を含むTNB中の凍結切片をインキュベートする。 </li><li>洗浄は、TNTで3回凍結切片。 </li><li>シアニン5チラミド[1:300]を含む増幅希釈液中で8分間の凍結切片をインキュベートする。 </li><li>洗浄凍結切片をPBSで3回。 </li><li> 10％のNGSおよび0.1％トリトンを含むPBS中で60分間の凍結切片をインキュベートする。 </li><li>一次抗体ラット抗CD68 [1:200]、3％NGSおよび0.3％トリトンを含むPBSで一晩4℃で凍結切片をインキュベートする。 </li><li>洗浄凍結切片をPBSで3回。 </li><li> fluorconjugated二次抗体アレクサ546抗ラット[1:500]と1％のNGSを含むPBS中で60分間の凍結切片をインキュベートする。 </li><li>洗浄凍結切片をPBSで3回。 </li><li>ヘキスト1μg/ mlのを含むPBS中で10分間凍結切片をインキュベートする。 </li><li>洗浄凍結切片をPBSで3回。 </li><li>長引かゴールド凍結切片をマウントします。 </li></ol> 2。共焦点顕微鏡による三次元画像の取得<ol><li>励起する蛍光色素の波長によって励起レーザを選択します（Cy5の、CD11bのためのHe-Ne赤、Alexa546、CD68およびヘキスト、核についてのUVダイオードのヘリウムネオングリーン）。 </li><li>光信号収集のための最高のダイクロイックミラーの組み合わせを選択します。 </li><li> 800×600ピクセルの最小の画像の解像度を設定します。 </li><li>落射蛍光を利用して、関心領域を特定し、徐々に対物レンズ40倍に倍率を上げる。 </li><li>レーザー走査顕微鏡（LSM）モダリティに切り替えます。 </li><li>光電子増倍管（PMT）と、各チ​​ャンネルのゲインを調整するために繰り返しスキャンを実行します。レーザは、セットを容易にするために個々にオンにすることができる。不要な非特異的シグナルを避けるために、可能な限り低く、利得を保持します。 </li><li> REPEとtitiveスキャン実行して、z軸（合計z軸の長さ=10μm）を、下限および上限の極端な値を定義するためにフォーカス制御を移動する。 </li><li>反復的なスキャンを停止します。 </li><li>ステップサイズを定義します。これは、z軸上で1：01標準サイズ比を得るために、画素サイズ（0.225ミクロン）のできるだけ近くにあるべきである。 </li><li>カルマンフィルタを少なくとも2回をアクティブにします。 </li><li>ブリードスルー効果を避けるために、シーケンシャルスキャンモードを有効にします。 </li><li>ハーフウェイz軸に沿って移動し、XY順次スキャンを実行します。 PMTの設定およびゲイン（良好な信号/ノイズ比）を確認してください。満足できない場合は、手順2.6を繰り返します。 </li><li> XYZ買収を実行します。 </li><li> multitiffファイルとしてデータをエクスポートします。各multitiffファイルは、通常、3色チャネル（青、緑、赤）と44の焦点面が含まれています。 </li></ol> 3。共焦点取得の立体図と3次元レンダリング IMARISソフトウェアにmultitiffファイルをアップロードし、次のようにそれらを処理する。 <ol><li>オープンソフトウェア。 </li><li> 上回るビューを選択します。 </li><li> multitiffファイルをアップロードします。 </li><li>各チャネルの希望の色を選択します。 </li><li> 表示調整パネルの最小値を大きくすることにより、バックグラウンドのノイズを除去する。個別に各チャネルを調整します。 </li><li> セクション·ビューに移動します。共局在（黄ピクセル​​）を探して、Z軸に沿って移動する。 </li><li> （ すなわち、固体のオブジェクトに属している）の共局在は、z軸に沿って存在しているかどうかを見るために、黄色のエリアをクリックしてください。 Z軸投影は、図の右と下の部分に表示されます。 </li><li>スナップショットを作成します。 </li><li>ビューを上回る戻ります。 </li><li>細胞または細胞のクラスターを単離するために、3Dをトリミング。 </li><li> 表示調整パネル上の1チャンネルを選択します。 </li><li> 上回る/サーフェスアルゴリズムビルダーを選択します。アルゴリズムステップ： <ol><li>チャンネルを選択します。 </li><li>しきい値を定義します（Tで同じ最小値を使用彼は） 調整パネルを表示します 。 </li><li>サイズ変更を定義します。 </li><li> （0.200 =最良）スムージング定義します。 </li><li>色の外観を定義する。 </li><li>アルゴリズムを終了する。 </li></ol></li><li>各チャンネルについて、手順3.12。 </li><li> 表示調整パネルの蛍光チャネルの選択を解除し、すべての3 の面を選択します。 </li><li>最高の景色を見つけて、ボリュームを移動します。 </li><li>スナップショットを作成します。 </li></ol>

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	<li>Davalos, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ATP+mediates+rapid+microglial+response+to+local+brain+injury+in+vivo.">ATP mediates rapid microglial response to local brain injury in vivo.</a> Nat. Neurosci. 8, 752-758 (2005).</li><li>Yenari, M. A., Kauppinen, T. M., Swanson, R. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microglial+activation+in+stroke:+therapeutic+targets.">Microglial activation in stroke: therapeutic targets.</a> Neurotherapeutics. 7, 378-391 (2010).</li><li>Iadecola, C., Anrather, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+immunology+of+stroke:+from+mechanisms+to+translation.">The immunology of stroke: from mechanisms to translation.</a> Nat. Med. 17, 796-808 (2011).</li><li>Jin, R., Yang, G., Li, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inflammatory+mechanisms+in+ischemic+stroke:+role+of+inflammatory+cells.">Inflammatory mechanisms in ischemic stroke: role of inflammatory cells.</a> J. Leukoc. Biol. 87, 779-789 (2010).</li><li>Schilling, M., Besselmann, M., Muller, M., Strecker, J. K., Ringelstein, E. B., Kiefer, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predominant+phagocytic+activity+of+resident+microglia+over+hematogenous+macrophages+following+transient+focal+cerebral+ischemia:+an+investigation+using+green+fluorescent+protein+transgenic+bone+marrow+chimeric+mice.">Predominant phagocytic activity of resident microglia over hematogenous macrophages following transient focal cerebral ischemia: an investigation using green fluorescent protein transgenic bone marrow chimeric mice.</a> Exp. Neurol. 196, 290-297 (2005).</li><li>Perego, C., Fumagalli, S., De Simoni, M. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temporal+pattern+of+expression+and+colocalization+of+microglia/macrophage+phenotype+markers+following+brain+ischemic+injury+in+mice.">Temporal pattern of expression and colocalization of microglia/macrophage phenotype markers following brain ischemic injury in mice.</a> Journal of Neuroinflammation. 8, 174-193 (2011).</li><li>Zanier, E. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+umbilical+cord+blood+mesenchymal+stem+cells+protect+mice+brain+after+trauma.">Human umbilical cord blood mesenchymal stem cells protect mice brain after trauma.</a> Crit. CareMed. 39 (11), 2501-2510 (2011).</li><li>Capone, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neurosphere+derived+cells+exert+a+neuroprotective+action+by+changing+the+ischemic+microenvironment.">Neurosphere derived cells exert a neuroprotective action by changing the ischemic microenvironment.</a> PLoS ONE. 2, e373 (2007).</li><li>Bhatia, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+host+defense+against+Aspergillus+fumigatus+involves+alveolar+macrophages+with+a+predominance+ofalternatively+activated+phenotype.">Rapid host defense against Aspergillus fumigatus involves alveolar macrophages with a predominance ofalternatively activated phenotype.</a> PLoS One. 6, e15943 (2011).</li><li>Raes, G., Noel, W., Beschin, A., Brys, L., de Baetselier, P., Hassanzadeh, G. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FIZZ1+and+Ym+as+tools+to+discriminate+between+differentially+activated+macrophages.">FIZZ1 and Ym as tools to discriminate between differentially activated macrophages.</a> Dev. Immunol. 9, 151-159 (2002).</li><li>Gesuete, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Recombinant+C1+inhibitor+in+brain+ischemic+injury.">Recombinant C1 inhibitor in brain ischemic injury.</a> Ann. Neurol. 66, 332-342 (2009).</li><li>Sica, A., Mantovani, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macrophages+plasticity+and+polarization:+in+vivo+veritas.">Macrophages plasticity and polarization: in vivo veritas.</a> J. Clin. Invest. 122 (3), 787-795 (2012).</li></ol>

著者らは、開示することは何もありません。

ここでは虚血領域への局在化およびM / M表現型マーカーの共発現を調査するための強力なアプローチ（より詳細な分析のために、参考文献6を参照）のような三次元共焦点解析に続いて免疫蛍光ベースのプロトコルを提示する。この方法は、3次元共焦点イメージングとM / Mの活性化の関連マーカーの特異的染色を兼ね備えています。抗体、血清および作業希釈液をfluorconjugatedの微調整?...

急性脳損傷の後、ミクログリアは急速に活性化し、劇的な形態学的および表現型を受けている1〜3に変更されます。この組み込み関数応答が負傷脳実質4,5内に移動血液由来のマクロファージの動員に関連している。脳損傷における抗原的に区別できない小膠細胞およびマクロファージの役割（以下、M / Mという）まだ議論されている。研究が増えても同様に、末梢マクロファージについて記載されたものに、ミクログリアおよび脳はマクロファージが、その極端な（M1）の古典的な前炎症性毒性または抗炎症保護（M2）の表現型に対応して異なる表現型をとることができる募集、ことを示している。炎症または抗炎症因子の分泌を含む異なる活性化状態、神経栄養性分子およびリソソーム活性の放出は、その発現が時間的に依存する表現型マーカーの特定のパターンによって特徴付けられる周囲の環境の進化。負傷した脳内のこれらのM / Mの表現型の特徴付けはまだ乏しいです。私たちは、脳卒中後のM / Mの発現と進化を分析するpMCAOのの老舗マウスモデルを使用していました。ここで紹介する免疫蛍光ベースのプロトコルは、特定のM / M表現型マーカー、それらの局在と虚血領域における細胞の共発現の外観への洞察を得ることを目指しています。我々は、異なる活性化状態または表現型に関連するいくつかの分子を調べ、すなわちのCD11b、白血球及びM / Mの活性化/人材紹介6-8の広く使われているマーカーによって発現される表面マーカー、CD68リソソーム6,7とYm1は分泌のマーカータンパク質は、代替的にアクティブ化（M2）、マクロファージで発現し、回復と機能回復9月10日に関連付けられている。 2マーカーが同じセルによってではなく、様々な細胞内コンパートメントで表現されている場合、単独の共局在はあまりINFできない場合がありますormative。この場合、共発現の分析は、単一の平面図を用いて三次元レンダリングを行うことができる。ここでは、マーカーの同時発現の完全な三次元解析を得るためのプロトコルを記載している。

<table><tbody><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Materials&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Rat Anti-mouse CD11b</td><td>Kindly provided by Dr. A. Doni, Istituto Clinico Humanitas, Milan, Italy</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Rat Anti-mouse CD68 </td><td>AbD Serotec</td><td>MCA 1957</td><td></td></tr><tr><td>Rabbit Anti-mouse Ym1 </td><td>Stem Cell Technologies</td><td>1404</td><td></td></tr><tr><td>H&amp;#8211;chst 33342</td><td>Life technologies</td><td>H21492</td><td></td></tr><tr><td>Mouse Anti-Neural Nuclei (NeuN)</td><td>CHEMICON</td><td>MAB377</td><td></td></tr><tr><td>Biotinilated Goat Anti-Rat antibody</td><td>Jackson Immuno Research</td><td>112-065-143</td><td></td></tr><tr><td>TSA Cyanine 5 System </td><td>Perkin Elmer</td><td>NEL705A001KT</td><td></td></tr><tr><td>Prolong Gold </td><td>Invitrogen</td><td>P36930</td><td></td></tr><tr><td>Anti-rat alexa 546</td><td>Invitrogen</td><td>A-11081</td><td></td></tr><tr><td>Anti mouse Alexa 488</td><td>Invitrogen</td><td>A-21121</td><td></td></tr><tr><td>Anti-rabbit Alexa 594</td><td>Invitrogen</td><td>A-11037</td><td></td></tr><tr><td>Normal Goat Serum</td><td>Vectors Laboratories</td><td>S-1000</td><td></td></tr><tr><td>Tritin X-100</td><td>Sigma</td><td>T8787</td><td></td></tr><tr><td>Phosphate Buffered Saline</td><td>Sigma</td><td>P4417-100</td><td></td></tr><tr><td colspan="4">&lt;strong&gt;Equipment&lt;/strong&gt;</td></tr><tr><td>Cryostat CM1850</td><td>Leica</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Olympus IX81 confocal microscope </td><td>Olympus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>AnalySIS software</td><td>Olympus</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Imaris software 5.0</td><td>Bitplane</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Photoshop cs2</td><td>Adobe Systems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Software packages GraphPad Prism version 4.0</td><td>GraphPad Software Inc.</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

three-dimensional confocal analysis of microglia/macrophage markers of polarization in experimental brain injury

脳卒中のミクログリア/マクロファージの後に（M / M）は、新規表面抗原の発現および構築し、炎症反応を維持するメディエーターの産生を含む劇的な形態学的および表現型変化と急速な活性化を受ける。新たな証拠は、M / Mは、急性脳損傷後の古典（M1）の炎症誘発性または代替抗炎症（M2）の活性化を引き受けることができる、高度なプラスチック細胞であることを示しています。しかし負傷した脳内のM / Mの表現型マーカー発現、彼らの共局在的、時間的進化の完全な特徴付けは、依然として行方不明です。 具体的にはM / M活性化の関連するマーカーを免疫蛍光染色プロトコルは、虚血性脳内で行うことができる。ここでは、局在化およびのようなM / M表現型マーカーの共発現パターンを調査するための強力なアプローチとして、三次元共焦点免疫蛍光分析を行っベースのプロトコルを提示のCD11b、CD68、Ym1は、中大脳動脈（pMCAOの）の永久閉塞によって誘発される局所的虚血のマウスモデルにおいて。染色された領域の二次元解析では、各マーカーが定義され、M / Mの形態に関連しており、虚血性病​​変内の指定されたローカライズを持っていることが明らかになった。 M / M表現型マーカーの共発現のパターンは、虚血領域における三次元共焦点イメージングによって評価することができる。画像は、ブリードスルーの影響を最小限にし、波長の重なりを回避する順次走査モードで（180 X 135×10ミクロンの体積に相当する、10〜z軸と0.23μmのステップサイズ）規定された体積にわたって取得することができる。画像は、IMARISソフトウェアを用いて三次元レンダリングを得るために処理される。 3次元レンダリングの固体ビューは細胞のクラスターにおけるマーカー発現の定義を可能にする。我々は、M / M、病変部位およびtiの場所に応じて、多数の表現型に分化する能力を有することを示す私損傷後。

標識プロトコルおよび共焦点買収が虚血領域に行われる場合の結果の一例が図1Aおよび図1Bに示されている。取得された画像の二次元図で二十四時間虚血（A）の後で、リソソームマーカーCD68（緑）が虚血性コア中に存在する肥厚性アメーバ様CD11b細胞（赤色）において発現されることを示している。ボーダーゾーン（B）にはCD11b陽性細胞は、...

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Three-dimensional Confocal Analysis of Microglia/macrophage Markers of Polarization in Experimental Brain Injury

脳の炎症反応の複雑さに新たな洞察を得るための方法が提示される。我々は、局所虚血のマウスモデルにおけるミクログリア/マクロファージの表現型マーカーの共発現パターンを調べるために、三次元共焦点免疫蛍光分析を行っベースのプロトコルを記載している。

実験的脳損傷における偏光のミクログリア/マクロファージマーカーの三次元共焦点解析

After brain stroke microglia/macrophages (M/M) undergo  rapid activation with dramatic morphological and phenotypic changes that  include expression of ...

three-dimensional-confocal-analysis-microgliamacrophage-markers

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Neuroscience

11.5K ビュー.  IRCCS - Istituto di Ricerche Farmacologiche Mario Negri. 脳の炎症反応の複雑さに新たな洞察を得るための方法が提示される。我々は、局所虚血のマウスモデルにおけるミクログリア/マクロファージの表現型マーカーの共発現パターンを調べるために、三次元共焦点免疫蛍光分析を行っベースのプロトコルを記載している。 

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Acute Brain Trauma in Mice Followed By Longitudinal Two-photon Imaging

Although acute brain trauma often results from head damage in different accidents and affects a substantial fraction of the population, there is no effective treatment for it yet. Limitations of currently used animal models impede understanding of the pathology mechanism. Multiphoton microscopy allows studying cells and tissues within intact animal brains longitudinally under physiological and pathological conditions. Here, we describe two models of acute brain injury studied by means of two-photon imaging of brain cell behavior under posttraumatic conditions. A selected brain region is injured with a sharp needle to produce a trauma of a controlled width and depth in the brain parenchyma. Our method uses stereotaxic prick with a syringe needle, which can be combined with simultaneous drug application. We propose that this method can be used as an advanced tool to study cellular mechanisms of pathophysiological consequences of acute trauma in mammalian brain in vivo. In this video, we combine acute brain injury with two preparations: cranial window and skull thinning. We also discuss advantages and limitations of both preparations for multisession imaging of brain regeneration after trauma.

Acute brain trauma is a severe injury that has no adequate treatment to date. Multiphoton microscopy allows studying longitudinally the process of acute brain trauma development and probing therapeutical strategies in rodents. Two models of acute brain trauma studied with in vivo two-photon imaging of brain are demonstrated in this protocol.

縦二光子イメージングに続いてマウスの急性脳外傷

Although acute brain trauma often results from head damage in different accidents and affects a substantial fraction of the population, there is no ...

医学

Intravital Imaging of Axonal Interactions with Microglia and Macrophages in a Mouse Dorsal Column Crush Injury

Traumatic spinal cord injury causes an inflammatory reaction involving blood-derived macrophages and central nervous system (CNS)-resident microglia. Intra-vital two-photon microscopy enables the study of macrophages and microglia in the spinal cord lesion in the living animal. This can be performed in adult animals with a traumatic injury to the dorsal column. Here, we describe methods for distinguishing macrophages from microglia in the CNS using an irradiation bone marrow chimera to obtain animals in which only macrophages or microglia are labeled with a genetically encoded green fluorescent protein. We also describe a injury model that crushes the dorsal column of the spinal cord, thereby producing a simple, easily accessible, rectangular lesion that is easily visualized in an animal through a laminectomy. Furthermore, we will outline procedures to sequentially image the animals at the anatomical site of injury for the study of cellular interactions during the first few days to weeks after injury.

Two-photon intravital imaging can be used to investigate interactions among different cell types in the spinal cord in their native tissue environment in a bone marrow chimeric animal with a dorsal column traumatic spinal cord crush injury.

マウス背側列のクラッシュ損傷におけるミクログリアおよびマクロファージと軸索の相互作用の生体内イメージング

Traumatic spinal cord injury causes an inflammatory reaction involving blood-derived macrophages and central nervous system (CNS)-resident microglia. ...

神経科学

Protocol for Three-dimensional Confocal Morphometric Analysis of Astrocytes

As glial cells in the brain, astrocytes have diverse functional roles in the central nervous system. In the presence of harmful stimuli, astrocytes modify their functional and structural properties, a condition called reactive astrogliosis. Here, a protocol for assessment of the morphological properties of astrocytes is presented. This protocol includes quantification of 12 different parameters i.e. the surface area and volume of the tissue covered by an astrocyte (astrocyte territory), the entire astrocyte including branches, cell body, and nucleus, as well as total length and number of branches, the intensity of fluorescence immunoreactivity of antibodies used for astrocyte detection, and astrocyte density (number/1,000 &#181;m2). For this purpose three-dimensional (3D) confocal microscopic images were created, and 3D image analysis software such as Volocity 6.3 was used for measurements. Rat brain tissue exposed to amyloid beta1-40 (A&#946;1-40) with or without a therapeutic&#160;intervention was used to present the method. This protocol can also be used for 3D morphometric analysis of other cells from either in vivo or in vitro conditions.

Astrocytes in the CNS change their functional and structural properties in response to harmful stimuli. This report presents a protocol for assessment of three-dimensional astrocyte morphology in diseased conditions or after therapeutic interventions.

アストロサイトの三次元共焦点形態学的分析のためのプロトコル

As glial cells in the brain, astrocytes have diverse functional roles in the central nervous system. In the presence of harmful stimuli, astrocytes modify ...

Analysis of Microglia and Monocyte-derived Macrophages from the Central Nervous System by Flow Cytometry

Numerous studies have demonstrated the role of immune cells, in particular macrophages, in central nervous system (CNS) pathologies. There are two main macrophage populations in the CNS: (i) the microglia, which are the resident macrophages of the CNS and are derived from yolk sac progenitors during embryogenesis, and (ii) the monocyte-derived macrophages (MDM), which can infiltrate the CNS during disease and are derived from bone marrow progenitors. The roles of each macrophage subpopulation differ depending on the pathology being studied. Furthermore, there is no consensus on the histological markers or the distinguishing criteria used for these macrophage subpopulations. However, the analysis of the expression profiles of the CD11b and CD45 markers by flow cytometry allows us to distinguish the microglia (CD11b+CD45med) from the MDM (CD11b+CD45high). In this protocol, we show that the density gradient centrifugation and the flow cytometry analysis can be used to characterize these CNS macrophage subpopulations, and to study several markers of interest expressed by these cells as we recently published. Thus, this technique can further our understanding of the role of macrophages in mouse models of neurological diseases and can also be used to evaluate drug effects on these cells.

This protocol provides an analysis of the macrophage subpopulations in the adult mouse central nervous system by flow cytometry and is helpful for the study of multiple markers expressed by these cells.

フローサイトメトリーによる中枢神経系からのミクログリアおよび単球由来マクロファージの解析

Numerous studies have demonstrated the role of immune cells, in particular macrophages, in central nervous system (CNS) pathologies. There are two main ...

免疫・感染学

Stereotactic Atlas-Guided Laser Capture Microdissection of Brain Regions Affected by Traumatic Injury

The ability to isolate specific brain regions of interest can be impeded in tissue disassociation techniques that do not preserve their spatial distribution. Such techniques also potentially skew gene expression analysis because the process itself can alter expression patterns in individual cells. Here we describe a laser capture microdissection (LCM) method to selectively collect specific brain regions affected by traumatic brain injury (TBI) by using a modified Nissl (cresyl violet) staining protocol and the guidance of a rat brain atlas. LCM provides access to brain regions in their native positions and the ability to use anatomical landmarks for identification of each specific region. To this end, LCM has been used previously to examine brain region specific gene expression in TBI. This protocol allows examination of TBI-induced alterations in gene and microRNA expression in distinct brain areas within the same animal. The principles of this protocol can be amended and applied to a wide range of studies examining genomic expression in other disease and/or animal models.

We describe the use of laser capture microdissection to obtain samples of distinct cell populations from different brain regions for gene and microRNA analysis. This technique allows the study of differential effects of traumatic brain injury in specific regions of the rat brain.

外傷によって影響を受ける脳のレーザーキャプチャーマイクロダイ セクション定位アトラス誘導レーザー

The ability to isolate specific brain regions of interest can be impeded in tissue disassociation techniques that do not preserve their spatial ...

Immunofluorescence Staining Using IBA1 and TMEM119 for Microglial Density, Morphology and Peripheral Myeloid Cell Infiltration Analysis in Mouse Brain

This is a protocol for the dual visualization of microglia and infiltrating macrophages in mouse brain tissue. TMEM119 (which labels microglia selectively), when combined with IBA1 (which provides an exceptional visualization of their morphology), allows investigation of changes in density, distribution, and morphology. Quantifying these parameters is important in providing insights into the roles exerted by microglia, the resident macrophages of the brain. Under normal physiological conditions, microglia are regularly distributed in a mosaic-like pattern and present a small soma with ramified processes. Nevertheless, as a response to environmental factors (i.e., trauma, infection, disease, or injury), microglial density, distribution, and morphology are altered in various manners, depending on the insult. Additionally, the described double-staining method allows visualization of infiltrating macrophages in the brain based on their expression of IBA1 and without colocalization with TMEM119. This approach thus allows discrimination between microglia and infiltrating macrophages, which is required to provide functional insights into their distinct involvement in brain homeostasis across various contexts of health and disease. This protocol integrates the latest findings in neuroimmunology that pertain to the identification of selective markers. It also serves as a useful tool for both experienced neuroimmunologists and researchers seeking to integrate neuroimmunology into projects.

This protocol describes a step-by-step workflow for immunofluorescent costaining of IBA1 and TMEM119, in addition to analysis of microglial density, distribution, and morphology, as well as peripheral myeloid cell infiltration in mouse brain tissue.

マウス脳における微小グリア密度、形態および末梢骨髄細胞浸潤解析のためのIBA1およびTMEM119を用いた免疫蛍光染色

This is a protocol for the dual visualization of microglia and infiltrating macrophages in mouse brain tissue. TMEM119 (which labels microglia ...

Systems Analysis of the Neuroinflammatory and Hemodynamic Response to Traumatic Brain Injury

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a significant public health problem. Repeated exposure to mTBI can lead to cumulative, long-lasting functional deficits. Numerous studies by our group and others have shown that mTBI stimulates cytokine expression and activates microglia, decreases cerebral blood flow and metabolism, and impairs cerebrovascular reactivity. Moreover, several works have reported an association between derangements in these neuroinflammatory and hemodynamic markers and cognitive impairments. Herein we detail methods to characterize the neuroinflammatory and hemodynamic tissue response to mTBI in mice. Specifically, we describe how to perform a weight-drop model of mTBI, how to longitudinally measure cerebral blood flow using a non-invasive optical technique called diffuse correlation spectroscopy, and how to perform a Luminex multiplexed immunoassay on brain tissue samples to quantify cytokines and immunomodulatory phospho-proteins (e.g., within the MAPK and NF&#954;B pathways) that respond to and regulate activity of microglia and other neural immune cells. Finally, we detail how to integrate these data using a multivariate systems analysis approach to understand the relationships between all of these variables. Understanding the relationships between these physiologic and molecular variables will ultimately enable us to identify mechanisms responsible for mTBI.

This protocol presents methods to characterize the neuroinflammatory and hemodynamic response to mild traumatic brain injury and to integrate these data as part of a multivariate systems analysis using partial least squares regression.

外傷性脳損傷に対する神経炎症および血行動態応答のシステム解析

Mild traumatic brain injuries (mTBIs) are a significant public health problem. Repeated exposure to mTBI can lead to cumulative, long-lasting functional ...

A Preclinical Controlled Cortical Impact Model for Traumatic Hemorrhage Contusion and Neuroinflammation

Cerebral contusion is a severe medical problem affecting millions of people worldwide each year. There is an urgent need to understand the pathophysiological mechanism and to develop effective therapeutic strategy for this devastating neurological disorder. Intraparenchymal hemorrhage and post-traumatic inflammatory response induced by initial physical impact can aggravate microglia/macrophage activation and neuroinflammation which subsequently worsen brain pathology. We provide here a controlled cortical impact (CCI) protocol that can reproduce experimental cortical contusion in mice by using a pneumatic impactor system to deliver mechanical force with controllable magnitude and velocity onto the dural surface. This preclinical model allows researchers to induce moderately severe focal cerebral contusion in mice and to investigate a wide range of post-traumatic pathological progressions including hemorrhage contusion, microglia/macrophage activation, iron toxicity, axonal injury, as well as short-term and long-term neurobehavioral deficits. The present protocol can be useful for exploring the long-term effects of and potential interventions for cerebral contusion.

<meta charset="utf8"></head><body>外傷性出血挫傷および神経炎症に対する前臨床制御皮質衝撃モデル

Intraparenchymal hemorrhage and neuroinflammation accompanied by cerebral contusion can trigger severe secondary brain injury. This protocol details a mouse controlled cortical impact (CCI) model allowing researchers to study hemorrhage contusion and post-traumatic immune responses and explore potential therapeutics.

外傷性出血挫傷および神経炎症に対する前臨床制御皮質衝撃モデル

Cerebral contusion is a severe medical problem affecting millions of people worldwide each year. There is an urgent need to understand the ...

Electromagnetic Controlled Closed-Head Model of Mild Traumatic Brain Injury in Mice

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and understanding the mechanisms of how a TBI alters brain function. The availability of multiple animal models of TBI is necessary to model the different aspects and severities of TBI seen in people. This manuscript describes the use of a midline closed head injury (CHI) to develop a mouse model of mild TBI. The model is considered mild because it does not produce structural brain lesions based on neuroimaging or gross neuronal loss. However, a single impact creates enough pathology that cognitive impairment is measurable at least 1 month after injury. A step-by-step protocol to induce a CHI in mice using a stereotaxically guided electromagnetic impactor is defined in the paper. The benefits of the mild midline CHI model include the reproducibility of the injury-induced changes with low mortality. The model has been temporally characterized up to 1 year after the injury for neuroimaging, neurochemical, neuropathological, and behavioral changes. The model is complementary to open skull models of controlled cortical impact using the same impactor device. Thus, labs can model both mild diffuse TBI and focal moderate-to-severe TBI with the same impactor.

The protocol describes mild traumatic brain injury in a mouse model. In particular, a step-by-step protocol to induce a mild midline closed head injury and the characterization of the animal model is fully explained.

マウスにおける軽度外傷性脳損傷の電磁制御クローズドヘッドモデル

Highly reproducible animal models of traumatic brain injury (TBI), with well-defined pathologies, are needed for testing therapeutic interventions and ...

実験的脳損傷における偏光のミクログリア/マクロファージマーカーの三次元共焦点解析

要約

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縦二光子イメージングに続いてマウスの急性脳外傷

マウス背側列のクラッシュ損傷におけるミクログリアおよびマクロファージと軸索の相互作用の生体内イメージング

アストロサイトの三次元共焦点形態学的分析のためのプロトコル

フローサイトメトリーによる中枢神経系からのミクログリアおよび単球由来マクロファージの解析

外傷によって影響を受ける脳のレーザーキャプチャーマイクロダイセクション定位アトラス誘導レーザー

マウス脳における微小グリア密度、形態および末梢骨髄細胞浸潤解析のためのIBA1およびTMEM119を用いた免疫蛍光染色

外傷性脳損傷に対する神経炎症および血行動態応答のシステム解析

外傷性出血挫傷および神経炎症に対する前臨床制御皮質衝撃モデル

外傷性出血挫傷および神経炎症に対する前臨床制御皮質衝撃モデル

マウスにおける軽度外傷性脳損傷の電磁制御クローズドヘッドモデル

実験的脳損傷における偏光のミクログリア/マクロファージマーカーの三次元共焦点解析

要約

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縦二光子イメージングに続いてマウスの急性脳外傷

マウス背側列のクラッシュ損傷におけるミクログリアおよびマクロファージと軸索の相互作用の生体内イメージング

アストロサイトの三次元共焦点形態学的分析のためのプロトコル

フローサイトメトリーによる中枢神経系からのミクログリアおよび単球由来マクロファージの解析

外傷によって影響を受ける脳のレーザーキャプチャーマイクロダイ セクション定位アトラス誘導レーザー

マウス脳における微小グリア密度、形態および末梢骨髄細胞浸潤解析のためのIBA1およびTMEM119を用いた免疫蛍光染色

外傷性脳損傷に対する神経炎症および血行動態応答のシステム解析

外傷性出血挫傷および神経炎症に対する前臨床制御皮質衝撃モデル

外傷性出血挫傷および神経炎症に対する前臨床制御皮質衝撃モデル

マウスにおける軽度外傷性脳損傷の電磁制御クローズドヘッドモデル

外傷によって影響を受ける脳のレーザーキャプチャーマイクロダイセクション定位アトラス誘導レーザー