Implementing a new method to study the connection of stellate cells to CA3 and Dentate Gyrus
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/3138439Utgivelsesdato
2024Metadata
Vis full innførselSamlinger
Beskrivelse
Full text not available
Sammendrag
Entorhinal cortex ansees for å være et knutepunkt for informasjon som går inn og ut av hippocampus. Lag II og III av entorhinal cortex formidler informasjon fra cortex til hippocampus, mens lag V og VI formidler informasjon fra hippocampus til cortex (1–8). Entorhinal cortex sender informasjon til hippocampus via en trisynaptisk vei (9) som inkluderer perforant pathway, mossy fibre fra dentate gyrus, Schffer collaterals fra CA3 pyramide nevroner, og pyramide celle aksoner fra CA1 (9).Projeksjonene fra entorhinal cortex lag II gjennom perforant path til dentate gyrus og CA2/CA3 er veletablert (1–3), og det samme er projeksjonene fra lag III til CA1 (10). Allikevel har ikke forgreiningene til en enkelt stellate celle fra medial entorhinal cortex lag II blitt beskrevet siden Tamamaki og Nojyo (11) publiserte sine studier. Ved å injisere neurobiotin i stellate celler undersøkte de og beskrev projeksjonene til en enkelt stellate celle fra medial entorhinal cortex lag II. De viste at en enkelt stellate celle kan projisere til både dentate gyrus og CA3 ved å forgreine seg gjennom hippocampus. Dette funnet har bidratt til viktig informasjon om mikrokretsløpet i hippocamus formasjonen, men disse resultatene ble kun demonstrert i en håndfull stellate celler.Målet med dette prosjektet var å undersøke projeksjonene fra single stellate celler fra medial entorhinal cortex lag to til dentate gyrus og CA3 ved å ta i bruk nyutviklede metoder innenfor virus strategier og banebrytende metoder innen automatisk nevral sporing. Metodene tatt i bruk i dette prosjektet var tilpasset fra Sakaguchi et al. (12) og Leiwe et al. (13). En virus strategi, Tetbow, ble kombinert med en mild teknikk for å vaske vev (SeeDB2). Dette gjorde det mulig å ivareta morfologien til vevet og det fluoreserende proteinet. QDyeFinder metoden ble implememtert og ble et nyttig verk- tøy for automatisk nevral sporing. Ved å objektivt kategorisere datapunkter basert på fargeverdier bidro denne metoden til å analysere høy-oppløsnings bildedata fra ulike re- gioner og dager. Dette resulterte i en robust og hurtig sporing av Tetbow infiserte stellate celler i dentate gyrus og CA3.Stellate cell projeksjoner i varierende farge kombinasjoner ble identifisert, sporet, og analysert i dentate gyrus og CA3 ved hjelp av Tetbow systemet og QDyeFinder. Totalt 30 klustere ble identifisert, noe som indikerer at 30 farge varianter var til stede i dataene våre. 20 av de identifiserte klusterne var til stede i både dentate gyrus og CA3, noe som kan antyde at en stellate celle med unik fargekombinasjon kan projisere til både dentate gyrus og CA3. For å kunne trekke en konklusjon med sikkerhet, er det allikevel viktig å fortsette å optimalisere og forbedre de begrensningene som eksisterer i disse metodene. Disse resultatene viser allikevel en lovende start på nye metoder som kan tas i bruk i anatomisk forskning, og med litt forbedring kan metoden tas i bruk til å spore aksoner over lange distanser i hjernen. The entorhinal cortex is considered a hub for hippocampal input and output. Most of thecortical-hippocampal input is relayed via layer II and layer III, while the hippocampal out-put is projected mainly to entorhinal cortex layer V and layer VI (1–8). Entorhinal cortexprojects to hippocampus through the tri-synaptic pathway (9), activating the perforantpath made up of the axons from entorhinal cortex, mossy fibers from the dentate gyrus,the Schaffer collaterals of the CA3 pyramidal neurons, and the pyramidal cell axons ofCA1 (9). The perforant pathway projections from entorhinal cortex layer II to dentategyrus and CA2/CA3 are well studied (1–3), and so are the layer III temporoammonicpathway projections to the CA1 (10). However, the single cell connectivity of medialentorhinal cortex layer II stellate cells has not been thoroughly described since the workpublished by Tamamaki and Nojyo (11). Using intracellular neurobiotin labelling of layerII stellate cells, they showed the projections of a single stellate cell from medial entorhi-nal cortex to both dentate gyrus and CA3. This study provides important insight into themicrocircuitry of the hippocampal formation, but the projections were only shown in ahandful of cells.The aim of the current thesis was to continue investigating the single cell connectivityof medial entorhinal cortex layer II stellate cells to dentate gyrus and CA3 by implement-ing the Tetbow viral strategy to expand our observation to a higher number of cells. TheTetbow method was implemented along with a gentle tissue clearing protocol, SeeDB2,to allow for high-resolution imaging of thick tissue to preserve the axonal projection mor-phology across the hippocampal formation. The QDyeFinder pipeline was implementedand provided a powerful neuronal tracing tool for investigating neuronal projections.Stellate cell projections of varying color hues were successfully identified, traced,and analyzed in both dentate gyrus and CA3 using the Tetbow viral strategy combinedwith the QDyeFinder pipeline. The results show a total of 30 clusters, indicating that30 discernible color hues were identified in the traced projections. 20 of the identifiedclusters were found in both dentate gyrus and CA3, indicating the possibility of uniquelycolored cells projecting to both areas by branching. However, further optimization ofthe current methods are needed to draw conclusions regarding the projections of singlestellate cells.