建立stHFD小鼠模型并评估认知功能
确定短期高脂饮食是否影响海马依赖的认知功能
8-9周龄野生型小鼠喂食HFD(D12331)或标准饮食5天,进行新物体位置识别(NPR)和情境恐惧条件化(CFC)等行为测试。
Targeting glucose-inhibited hippocampal CCK interneurons prevents cognitive impairment in diet-induced obesity.
包含体外离体脑片钙成像、体内光纤记录、化学遗传学操作、行为学测试、免疫组化及长期DIO模型等多个独立证据层级,并进行功能验证和机制验证。
C57BL/6J小鼠模型 VGAT-Cre、CCK-Cre、NPY-Cre、PV-Cre转基因小鼠 短期高脂饮食(stHFD)小鼠模型 饮食诱导肥胖(DIO)小鼠模型
小鼠遗传背景:C57BL/6J HFD饮食成分:58%脂肪,D12331,Research Diets stHFD持续时间:5天 化学遗传学操作:CNO剂量1 mg/kg,给药时间1.5小时 CCK-IN活性检测:光纤光度法、cFOS染色
提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。
按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。
确定短期高脂饮食是否影响海马依赖的认知功能
8-9周龄野生型小鼠喂食HFD(D12331)或标准饮食5天,进行新物体位置识别(NPR)和情境恐惧条件化(CFC)等行为测试。
检测stHFD对DG主要神经元群体基线活性的影响
使用光纤光度法记录表达GCaMP的DG颗粒细胞和中间神经元的钙活动。
验证DG中间神经元活性与stHFD诱导的认知缺陷之间的因果关系
在VGAT-Cre或CCK-Cre小鼠DG中表达hM3Dq或hM4Di,并通过CNO激活或抑制神经元,然后进行NPR测试。
确定DG CCK-INs对葡萄糖水平的响应特性
通过离体脑片双光子钙成像和在体光纤记录,评估CCK-INs对高低葡萄糖浓度变化的反应。
测试增加葡萄糖可用性是否能逆转stHFD小鼠的CCK-IN过度活跃和记忆缺陷
对stHFD小鼠进行IP葡萄糖注射或重新喂食,并记录CCK-IN活性,同时进行NPR测试。
探究PKM2及其磷酸化在stHFD诱导的CCK-IN过度活跃中的作用
通过免疫组化检测CCK-INs中PKM2、pPKM2ser37和pH3t11的表达,并通过shRNA敲低PKM2或使用抑制剂shikonin抑制PKM2,观察对神经元活性和认知的影响。
评估早期干预CCK-IN活性或PKM2表达是否能预防DIO小鼠的认知衰退
在DIO小鼠(10周HFD)中,通过化学遗传学抑制CCK-INs或敲低PKM2,并进行NPR和旷场测试。
按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。
| 实验环节 | 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|---|
| 饮食干预 | D12331 | Research Diets | -- |
| 化学遗传学操作 | 氯氮平-N-氧化物 | NIH | C-929 |
| 药物处理 | 紫草素 | SelleckChem | S8279 |
| 病毒载体 | pENN-AAV5-CAMKII-GCaMP6f | Addgene | 100834-AAV5 |
| AAV9-hsyn-FLEX-jGCaMP7f | Addgene | 104492-AAV9 | |
| AAV5-CAG-tdTomato | UNC Vector Core | -- | |
| 化学遗传学操作 | AAV2-hsyn-DIO-hM3Dq-mCherry | Addgene | 44361-AAV2 |
| AAV2-hsyn-DIO-hM4Di-mCherry | Addgene | 44362-AAV2 | |
| AAV2-hsyn-DIO-mCherry | Addgene | 50459-AAV2 | |
| 基因敲低 | pAAV2[miR30]-SYN1>mCherry:{mPkm[miR30-shRNA]}:WPRE | VectorBuilder | -- |
| 基因敲低对照 | pAAV2[miR30]-SYN1>mCherry:Scramble[miR30-shRNA]}:WPRE | VectorBuilder | VB231005 |
| 免疫组织化学 | 抗豚鼠c-Fos抗体 | Synaptic Systems | RRID: AB_2800522 |
| 抗兔PKM2抗体 | ThermoFisher | RRID: AB_2546176 | |
| 抗兔pPKM2ser37抗体 | Signalway | Cat#: 11456-2 | |
| 抗兔PKM1抗体 | Cell Signaling | RRID: AB_2715534 | |
| 抗兔pH3t11抗体 | Abcam | RRID: AB_304759 | |
| 抗兔pro-CCK抗体 | Frontier | RRID: AB_2571674 | |
| 抗兔GLUT1抗体 | Cell Signaling | RRID: AB_3064908 | |
| Alexa Fluor 647驴抗兔二抗 | Invitrogen | RRID: AB_2762835 | |
| Alexa Fluor 568驴抗兔二抗 | Invitrogen | RRID: AB_2534017 | |
| Alexa Fluor 488驴抗兔二抗 | Invitrogen | RRID: AB_2535792 | |
| Alexa Fluor 647山羊抗豚鼠二抗 | ThermoFisher | RRID: AB_2535867 | |
| Alexa Fluor 488驴抗山羊二抗 | Jackson Immuno | RRID: AB_2340472 | |
| 转染或感染 | VGAT-ires-Cre小鼠 | Jackson laboratory | RRID: IMSR_JAX:016962 |
| CCK-ires-Cre小鼠 | Jackson laboratory | RRID: IMSR_JAX:012706 | |
| NPY-ires-Cre小鼠 | Jackson laboratory | RRID: IMSR_JAX:027851 | |
| Pvalb-ires-Cre小鼠 | Jackson laboratory | RRID: IMSR_JAX:017320 |
汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。
| 环节 | 核对要点 |
|---|---|
| 饮食干预 | HFD配方、喂养时间 阅读提示:STAR★Methods 'Dietary Manipulations' |
| 立体定位注射 | 注射坐标、病毒体积和速率 阅读提示:STAR★Methods 'Stereotaxic Injections' |
| 行为测试 | NPR测试参数、CNO剂量和时间 阅读提示:STAR★Methods 'Behavior Testing' |
| 光纤光度记录 | GCaMP表达、记录参数、数据分析方法 阅读提示:STAR★Methods 'Fiber photometry recording' |
| 离体脑片钙成像 | 脑片制备方法、葡萄糖浓度、成像参数 阅读提示:STAR★Methods '2-Photon Microscopy in Acute Brain Slice' |
| 药物处理 | shikonin剂量、给药方式 阅读提示:STAR★Methods 'Drug Treatments' |
| 免疫组织化学 | 抗体稀释度、孵育时间 阅读提示:STAR★Methods 'Brain Immunohistology' |
| 化学遗传学操作 | CNO给药途径、剂量和持续时间 阅读提示:STAR★Methods 'Chemogenetic manipulation' |