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Preparation of Acute Hippocampal Slices from Rats and Transgenic Mice for the Study of Synaptic Alterations during Aging and Amyloid Pathology

Abstract

Präparate von Hippocampusschnitten von Nagetieren sind vermutlich die am häufigsten eingesetzten Hilfsmittel bei der Untersuchung der Synapsenfunktion und -plastizität bei Säugetieren. Der Hippocampus kann Ratten und Mäusen schnell und einfach entnommen werden, und Schnitte bleiben in oxygeniertem künstlichem Liquor stundenlang lebensfähig.

Außerdem lassen sich einfache elektrophysiologische Verfahren zur Untersuchung der Synapsenfunktion an Hippocampusschnitten mühelos anwenden. So sind bereits einige der besten Biomarker für kognitive Beeinträchtigungen entdeckt worden. Der Hippocampusschnitt ist besonders beliebt bei der Erforschung der Mechanismen der Synapsenplastizität, die an Lernen und Gedächtnis beteiligt sind. Veränderungen bei der Auslösung einer Langzeit-Potenzierung bzw. -Depression (LTP und LTD) der synaptischen Übertragungsstärke in Hippocampusschnitten (bzw. deren Fehlen) werden häufig dazu verwendet, den neurologischen Phänotyp kognitiv beeinträchtigter Tiere zu beschreiben und/oder die Wirkmechanismen von Nootropika zu evaluieren. Dieser Artikel skizziert die Verfahren, mit denen wir Hippocampusschnitte von Ratten und transgenen Mäusen zur Untersuchung von Synapsenveränderungen im Zusammenhang mit der Hirnalterung und der Alzheimer-Krankheit (AD) präpariert haben.1-3

Die Verwendung von alten Ratten und Mausmodellen der AD konfrontiert Wissenschaftler, die daran gewöhnt sind, an jüngeren Ratten und Mäusen zu forschen, mit einigen Herausforderungen. Gealterte Ratten haben dickere Schädel und ein zäheres Bindegewebe als junge Ratten und Mäuse. Dies kann die Entnahme und das Sezieren des Gehirns verzögern, und infolgedessen tatsächlich vorhandene Altersunterschiede bei der Synapsenfunktion und -plastizität verschleiern oder aufbauschen. Durch das Alter und die Amyloidsymptomatik können sich darüber hinaus Schädigungen des Hippocampus, die im Zuge des Sektionsverfahrens entstanden sind, verschlimmern, was wiederum Rückschlüsse aus der physiologischen Begutachtung noch weiter erschwert. Hier diskutieren wir, welche Schritte während des Sektionsverfahrens ergriffen wurden, um diese Probleme auf ein Minimum zu reduzieren.

Beispiele für Synapsenreaktion bei "gesunden" und "ungesunden" Schnitten von Ratten und Mäusen werden ebenso vorgestellt wie repräsentative Experimente mit der Synapsenplastizität. Die möglichen Auswirkungen weiterer methodologischer Faktoren auf die Synapsenfunktion bei diesen Tiermodellen (z.B. Bestandteile der Aufzeichnungslösung oder Stimulationsparameter) werden ebenfalls erörtert. Dieser Artikel konzentriert sich zwar in erster Linie auf die Arbeit mit alten Ratten und transgenen Mäusen, aber auch Einsteiger in die Physiologie von Gewebeschnitten dürften hier genug Material finden, um mit eigenen Untersuchungen an einer Vielzahl von Nagetiermodellen beginnen zu können.

Siehe dazu auch Schulungsvideo und Download des vollständigen Artikels als PDF