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Articles by Ellen Townes-Anderson in JoVE
JoVE General
체외에서 분리된 뉴런을 조작에 대한 레이저 족집게를 사용하여
이 동영상은 체외에서 레이저 핀셋을 사용하여 교양 뉴런의 조작을 설명합니다.
JoVE Neuroscience
전체 두께 성인 돼지의의 망막의 Organotypic 문화
1Neurology and Neurosciences, University of Medicine and Dentistry of New Jersey - UMDNJ, 2Institute of Ophthalmology and Visual Science, University of Medicine and Dentistry of New Jersey - UMDNJ
여기 우리는 일주일 동안 성인 돼지의의 망막의 organotypic 문화 비용 효율적인 기술을 설명합니다. 간단히, 멸균 여과지는 맞춤 제작 스탠드 제기 삽입에 RPE 및 장소 photoreceptor 사이드 최대의 신경 망막 떠 사용되었습니다.
Other articles by Ellen Townes-Anderson on PubMed
Mislocalized Opsin 활성화 죽이고 막대 세포: 망막 질환에 막대 세포의 죽음에 대 한 새로운 메커니즘
로드 대뇌는 엄격한 ultrastructural 및 분자 극성을 유지 하는 매우 한정된 감각 신경 세포. 구조 구획 외부 세그먼트, 내부 세그먼트, 셀 바디와 시 냅 스 터미널 포함. 시각 색소 rhodopsin 로드 셀 외부 세그먼트의 세포 막에 주로 발견 하지만 mislocalized 많은 망막 질병 및 상해에 있는 세포의 원형질 막에 걸쳐 게재 된다. 현재, rhodopsin 재배포 및 막대 세포의 죽음 사이의 알려진 연결이 없다입니다. 우리가 제안 mislocalized rhodopsin의 활성화 자극 정상적으로 액세스할 수 없는 신호 경로 의해 막대 세포를 죽인다. 이 가설 기본 망막 세포 배양 대뇌를 포함 하는 테스트를 했다. 막대 대뇌 opsin 면역 형광 막대 세포 원형질 막에 걸쳐 발생 했습니다. Photostimulation isorhodopsin 또는 베타 ionone (opsin 길 항 제)와 부 화에 의해 형성 막대 세포의 19-30%를 죽인 후로이 mislocalized opsin의 활성화. 표시 된 chromatin 응축이 및 caspase 3 정품 인증에 대 한 요구 사항으로 표시 된 막대 세포 죽음 apoptotic, 했다. 막대 세포 죽음 forskolin (adenylate cyclase 길 항 제)에 의해 유발 될 수 있는 반대로 베타 ionone 유도 세포 죽음 sq22536와 cotreatment에 의해 차단 될 수 있는 (adenylate cyclase 억제제). 백 일 해 독 소 (G 단백질 억제제)도 베타 ionone 유도 된 세포의 죽음을 차단. 데이터 mislocalized opsin 활성화 apoptotic 막대 세포의 죽음의 adenylate cyclase G 단백질 자극을 시작 하는 메커니즘을 지원 합니다.
다른 채널 형식 막대 및 원뿔 대뇌에서 구조적인가 소성의 규제
망막 질환과 상해에 대 한 응답, 막대 대뇌의 축 색 단자 axonal 철회, presynaptic varicosities 개발, neurite 확장 등 극적인 구조 소성을 보여 줍니다. 그러나, 콘 셀 터미널 상대적으로 활성화 되지 않습니다. 비슷한 이벤트 도롱뇽 대뇌의 기본 문화에서 관찰 된다. 이러한 이질적인 presynaptic 응답을 기본 메커니즘을 조사, 전압 개폐 L 형 및 막대 및 원뿔 세포 터미널에 알려진 cGMP 문이 채널 길 항 제는 각각 소성 체 외의 중요 한 기간 동안 칼슘 유입을 차단를 사용 했다. 막대 세포에 L 형 채널 길 항 제 nicardipine 및 verapamil 프로세스의 파생물 및 varicosities, 형성 뿐만 아니라 SV2 및 synaptophysin, 기 단백질의 합성 저해. 반면, 막대 세포에 opsin 합성 영향을 아니었다. 원추 세포에서 L 형 채널 길 항 제는만 겸손 변화를 일으켰습니다. 그러나, 모든 칼슘 채널 및 l-cis-diltiazem, cGMP 문이 채널의 강력한 적에 게 차단 코발트 화 크게 varicosity 형성을 저해 하 고 SV2 원추 세포에서의 합성. 또한, cGMP 문이 채널 길 항 제 8-브로 모-cGMP 콘 하지 막대 세포에 의해 varicosity 형성에 상당한 증가 발생합니다. 따라서 전압 개폐 L 형 막대 세포에 채널 및 원추 세포에서 cGMP 문이 채널은 구조적인가 소성 및 시 냅 스 소포 합성의 동반 upregulation에 필요한 기본 칼슘 채널. 상해 및 질병의 막대 및 콘 터미널 다른 응답 Ca2 + 유입의 규제에서 이러한 차이 의해 결정 될 수 있습니다.
호랑이 도롱뇽에 막대 Opsin MRNA 식의 아데노신 A(2a) 수용 체-중재 저해
Neuromodulator 아데노신 A(2a) 수용 체를 통해 망막 대뇌 dark-adaptive 변화를 중재. 냉 혈 척추 동물에서 opsin mRNA 식은 낮 보다 밤에 더 낮다. 현재의 연구에서 우리는 아데노신 opsin mRNA 식 교양된 막대 세포에 억제 수 여부와 생 아데노신 opsin 억제 하는 역할을 경우 테스트 mRNA 밤 그대로 망막에. Semi-quantitative 제자리 교 잡 교양된 막대 세포에 있는 mRNA 41 %100 nm A(2a)/A(2b) 길 항 제 N(6)-[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)-ethyl]adenosine (DPMA)의 감소 opsin로 치료를 보였다. DPMA 효과 A(2a) 길 항 제 8-10 microm (3-chlorostyryl)에 의해 차단 된 카페인 (CSC) 하지만 A(2b) 적에 게 alloxazine의 10 microm로 하지. 혼자 한 micromolar 아데노신 opsin에 아무런 영향을 미치지 했다 mRNA. 그러나, 존재는 아데노신 deaminase 억제제 erythro-9-(2-hydroxy-3-nonyl)adenine 염 (EHNA), 1 microm 아데노신 opsin mRNA 61% 감소. 혼자 EHNA 감소 opsin mRNA 26%. A(2a) 수용 체 메커니즘와 일치, 100 nm forskolin (adenylate cyclase 길 항 제) opsin mRNA 34% 감소. 마지막으로, 북부 오 점 밤 10 microm CSC의 intravitreal 주입 opsin 증가 보였다 내가 mRNA 38%. 따라서, 생 아데노신 막대 opsin 억제 나 mRNA 식 밤; 체 외 결과 (2a)를 통해 발생이 감소를 나타냅니다-같은 수용 체 바인딩 및 adenylate cyclase 활동의 자극.
망막 이식에 대 한 시트 준비 포유류 대뇌에 시 냅 스가 소성
체계적으로 조사 성인 포유류 막대 및 원뿔 대뇌 시트 subretinal이 식을 위한 준비의 축 삭 단말기의 초기 형태 론 적 변화.
매우 Ca2 +-중요 Vesicles 풀 로드 포토 리셉터 리본 냅에서 선형성에 기여 한다
시 냅 스 전송 속성의 연구만 몇 시 냅 스에서 실시 되었습니다. 우리가 생리 적 및 ultrastructural 기술 조합 하 여 막대 대뇌 로부터 exocytosis 분석. 다른 리본 냅에서 우리 봉 전시 릴리스, 빠른 속도 론 하 고 소포 releasable 풀에서 수는 리본 스타일 활성 영역에 닿는 소포 수에 비해 발견. 그러나, 이전에 공부 다른 신경 세포와 달리 우리 releasable vesicles의 높은 ca(2+)에 민감한 풀으로 식별 상대적으로 얕은 관계 exocytosis 비율과 [Ca(2+)](i) intraterminal [Ca(2+)] 추정 된 생리 적 범위의 거의 선형 이다. 출시 연도가 [Ca(2+)] 의존 Ca(2+) 항목 및 exocytosis 비전의 첫 번째 냅에 높은 충실도와 조명에 작은 변화에 대 한 정보를 전달 하는 봉 수 간의 선형 관계를 촉진 합니다.
순환 앰프 방지 대뇌 이식에 대 한 준비에 축 삭 터미널의 철회: 생체 외에서 연구
세포 변성 및 중앙 신경 시스템 (CNS)의 부상에 대 한 가능한 치료제로 떠오르고 있다. 망막, 포토 리셉터 이식 망막 퇴행 성 질병을 위한 잠재적인 치료입니다. 이식 생존 잘 문서화 되어 있지만 기능 회복의 증거가 부족 하다. 비전의 회복에 중요 한 장애 이식할된 대뇌와 호스트 바이 폴라 및 수평 세포 사이의 시 냅 스 형성의 부족 이다. 이전 연구 결과 대뇌가 식을 위한 준비 철회 잠재적인 시 냅 스 파트너에서 셀 시체 들을 향해 축 삭 터미널의 이식 후 이식 호스트 시 냅 스의 상호 작용을 방해할 수 있는 현상을 포함 하 여 빠른 형태 론 적 변화 받아야 시연 했다. 이 연구에서의 포토 리셉터 axon 터미널 철회의 예방 약리 개입에 의해 가능 했다.
질소의 산화물 CGMP 신호 통로 차동 Presynaptic 구조 소성 원뿔 및 막대 세포 조절
Axonal 철회, neurite 확장 및 presynaptic varicosities 형성 형태로 풍부한 구조적인가 소성 망막 분리 후와 유전과 나이 관련 된 망막 타락 하는 동안 대뇌에 의해 표시 됩니다, 있지만 관련 된 메커니즘은 주로 알려진. 우리는 최근에 콘에 cGMP 문이 채널 및 봉에서 L 형 채널 전압 개폐를 통해 Ca(2+) 유입은 neurite 확장 체 외 (장 및 Townes-앤더슨, 2002)에 필요한 시연 했다. 여기에서, 우리는 보고 산화 질소 (NO)-cGMP 신호 통로 대뇌에 활성화 되어 그 조작 차동 원뿔 및 막대 세포의 구조적인가 소성을 조절 합니다. 아니 수용 체 성 guanylyl cyclase (sGC)는 원뿔 및 막대 세포에 발견 된 immunocytochemically. SGC 자극 망막 문화에 cGMP 생산을 증가 합니다. 원추 세포, 정량 분석 하는 보여 NO 또는 cGMP 자극 neuritic 돋 아; 이 stimulatory 효과 cGMP 문이 채널과 단백질 키 니 아 G (PKG)에 의해 인 산화를 통해 두 Ca2 + 유입에 의존 했다. 그러나 Cgmp의 상부에, 콘 파생물 이상 증가 했다. 막대 대뇌, 아니에에서 Cgmp는 일관 되 게 복용량 의존 방식; neuritic 성장을 저해 또는 이 억제 효과 필수 PKG. 아니 cGMP 신호는 저해 하는 경우 원뿔 및 막대 세포의 neuritic 개발의 변화 또한 관찰 했다 하지만 반대 방향으로. 이 결과 axonal 성인 neuritogenesis 활동에 Cgmp의 역할을 확장 하 고 돋 아 neurite에 대 한 설명의 포토 리셉터 레이어의 높은 cGMP 수준에 의해 특징은 망막 화 상 염색체 열성 형태로 관찰 했다는 것이 좋습니다.
원뿔 및 막대 세포 체 외 광학 핀셋 밝혀 다른 대상 특혜가 있다
신경 회로 성인 기에 손상 때 다시 생성 하 고 프로세스를 돋 아 정상적인 회로 다시 적절 한 대상을 구별 해야 합니다. 우리 문화 모델 시스템으로 망막을 사용 하 여 특정 셀을 대상으로 성인 신경 세포의 기능을 테스트 했습니다.
RhoA 및 격리 된 도롱뇽 대뇌의 시 냅 스 구조가 소성의 역할
성인 불 도마뱀 대뇌 기존 축 삭을 철회 하 고 생체 외에서 새로운 neuritic 프로세스를 확장. 포유류 망막 구조 소성 유사한 형태의 부상 및 질병 발생합니다. 저자 여부 RhoA 포토 리셉터 axon 단말기에 존재 하는 RhoA 바위 통로에서 활동 막대 및 원뿔 세포에서 관찰 된 구조적인가 소성에 기여 하는 여부를 물었다.
외부 망막 어둠과 빛의에서 에너지의 흐름
뉴런의 구조 기능 만들기 필수 대사 에너지의 효율적인 생산 및 유통에 대 한 도전. 우리 조사 어떻게 대사 에너지 대뇌 세포 구획 사이 배포 됩니다. 괴 망막 유산 소 에너지 생산은 포토 리셉터 내 중앙에 위치한 미토 콘 드리 아에만 발생 합니다. 대사 에너지 흐름을 이러한 중앙 미토 콘 드리 아에서 포토 리셉터의 시 냅 스 터미널으로 phosphocreatine로 어둠 속에서 우리의 연구 결과 나타냅니다. 빛, ATP로 외부 세그먼트를 향해 반대 방향으로 흐름. 이 모델 일관성, 괴 망막에 creatine kinase의 억제 외부 세그먼트 활동에 영향을 미치는 하지 않고 시 냅 스 전송을 차단 합니다. 우리의 연구 결과 또한 신경 조직의 vascularization 에너지 관리를 위한 전략 신경 사용 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 공개. Vascularized 망막에서 대뇌의 시 냅 스 터미널에 미토 콘 드리 아 neurotransmission 적은 creatine kinase에 따라 확인합니다. 따라서, 조직의 혈관 및 미토 콘 드리 아의 세포내 분포 신경 세포에서 에너지 분포에 대 한 전략을 설정에 주요 역할을 재생할 수 있습니다.
RhoA 비활성화 급성 망막 분리의 체 외 모델의 포토 리셉터 Axon 철회가 되지 않습니다
망막 분리에 대 한 조기 부상 응답은 대뇌와 2 차 뉴런 간의 시 냅 스 연결의 중단. 가장 극적인 막대 세포 축 삭 및 외부 시 냅 스 레이어 떨어져 및 그들의 셀 시체 쪽으로 그들의 단말기의 철회가 이다. 이 연구 분리 된 망막 axonal 철회 작은 GTPase Rhoa의 활성화 때문 이었고, 예방 RhoA 길 항 제를 사용 하는 여부를 테스트 합니다.
