نقدم هنا بروتوكولا للكالسيوم في صورة إشارات في سكان أنواع الخلايا الفردية في الوصلات العصبية العضلية مورين.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
نقدم هنا بروتوكولا للكالسيوم في صورة إشارات في سكان أنواع الخلايا الفردية في الوصلات العصبية العضلية مورين.
يمكن رصد النشاط الكهربائي للخلايا في الأنسجة بالتقنيات الكهربية، ولكن هذه عادة ما يقتصر على تحليل الخلايا الفردية. نظراً لزيادة الكالسيوم داخل الخلايا (Ca2 +) في سيتوسول غالباً ما تحدث بسبب النشاط الكهربائي، أو استجابة لعدد ضخم محفزات الأخرى، يمكن رصد هذه العملية بتصوير الخلايا محملة الفلورسنت المراعية للكالسيوم الأصباغ. ومع ذلك، من الصعب صورة هذه الاستجابة في نوع خلايا فردية داخل الأنسجة كاملة لأن يتم تناول هذه الأصباغ بجميع أنواع الخلايا داخل الأنسجة. على النقيض من ذلك، مؤشرات الكالسيوم المشفرة جينياً (جيسيس) يمكن التعبير عنها حسب نوع خلية فردية وفلوريس في استجابة لزيادة من داخل الخلية Ca2 +، مما سمح التصوير من Ca2 + إشارات في مجموعات سكانية بأكملها من أنواع الخلايا الفردية. هنا، علينا تطبيق الاستخدام من جيسيس GCaMP3/6 على الوصلات العصبية العضلية الماوس، وخلايا شوان المشبك ثلاثية بين الخلايا العصبية الحركية، والهيكل العظمى والعضلات، والمحطة الطرفية/بيريسينابتيك. علينا أن نبدي بفائدة هذا الأسلوب في الكلاسيكية السابقين فيفو الاستعدادات الأنسجة. استخدام تقسيم بصري، نقوم بالتصوير المزدوج-الطول الموجي لدينامية Ca2 + إشارات وتسمية ثابتة من الوصلات العصبية العضلية (NMJ) في نهج التي يمكن تكييفها بسهولة لرصد اثنين جيتشي الخلية المحددة أو الجهد وراثيا المرمزة المؤشرات (جيفي) في نفس الوقت. وأخيراً، نحن نناقش الإجراءات المستخدمة لالتقاط خرائط مكانية لشدة الأسفار. معا، يمكن أن تستخدم هذه التقنيات البصرية والمعدلة وراثيا والتحليلية لدراسة النشاط البيولوجي للفئات السكانية الفرعية خلية متميزة في NMJ في مجموعة متنوعة من السياقات.
NMJ، مثل جميع نقاط الاشتباك العصبي، ويتألف من ثلاثة عناصر هي: محطة presynaptic المستمدة من خلية، خلية بوستسينابتيك العصبية/المستجيب، وخلية بيريسينابتيك الدبقية1،2. في حين أظهرت الجوانب الأساسية لانتقال متشابك أولاً في هذا المشبك3، العديد من جوانب هذه العملية تظل مجهولة، جزئيا بسبب التعبير عن جزيئات نفس عناصر خلوية متميزة من هذا المشبك. على سبيل المثال، يتم التعبير عن مستقبلات لكل من البيورين نوكليوتيد الأدنين ATP واستيل (ACh)، الذي شارك تم إصدارها من قبل الخلايا العصبية الحركية في NMJ الفقارية، بالعضلات وخلايا شوان والخلايا العصبية الحركية، مما يعقد تفسير أي تأثير الوظيفية التي تمارس بها هذه المواد (مثلاً، الإفراج عن الإرسال أو الرد، توليد قوة العضلات)4. وعلاوة على ذلك، على الرغم من أن مكونات الثلاثية NMJ بسيطة مقارنة إلى، على سبيل المثال، الخلايا العصبية في الجهاز العصبي المركزي الذي غالباً ما يحمل مدخلات متعددة متشابك، عما إذا كانت الخلايا العصبية الحركية، والخلايا العضلية أو خلايا شوان تختلف في الاستجابة للمحفزات على أساس على ما مضمن عدم التجانس (مثلاً، اشتقاق الجنينية، النوع الفرعي للألياف، ومورفولوجيا) غير واضح. بغية معالجة كل مسألة من هذه المسائل، أنه سيكون من المفيد لتعقب الاستجابة للعديد من الخلايا داخل أحد العناصر متشابك، فضلا عن المسار، في الوقت نفسه، هذه استجابة في أي من عناصر منفصلة أخرى في نفس الوقت. الاستراتيجيات التقليدية باستخدام الأصباغ الكيميائية لقياس إشارات الكالسيوم لا يمكن تحقيق هذين الهدفين، لأنه هو تناول تطبيق حمام صبغة بأنواع متعددة من الخلايا بعد التطبيق للأنسجة، ويمكن استخدام صبغة إينتراسيلولارلي تحميل فقط تصور الأفواج الفردية أو الصغيرة من الخلايا. هنا، استخدام الفئران المعدلة وراثيا معربا عن جيسيس مصممة لقياس إشارات الكالسيوم خلية على حدة، جنبا إلى جنب مع تصوير محددة و أدوات البرمجيات5، يمكننا إثبات الأول من هذين الهدفين عموما، ومناقشة كيفية الإضافة جديد أدوات معدلة وراثيا سوف يساعد على تحقيق الثاني. سوف تكون هذه التقنية مفيدة لأي شخص مهتم في تتبع ديناميات الكالسيوم أو الخلوية الأخرى مما يشير إلى أحداث يمكن ملاحظتها من خلال أجهزة الاستشعار البصرية ترميز الجينات في السكان خلية متعددة في نفس الوقت.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وتربية الحيوانات والتجارب أجريت وفقا "المعاهد الوطنية للصحة دليل" للرعاية واستخدام الحيوانات المختبرية وإياكوك في جامعة نيفادا.
1. إعداد أغشية والأعصاب فرنك من الفئران المحورة وراثيا
2-حفز وتسجيل من إمكانيات عمل العضلات
3-تصوير للأسفار العينة
4-التصدير وتحليل البيانات من قبل "خريطة الانحراف المعياري لكثافة الفلورية" (SDiu16)
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
عدة أمثلة للتغييرات كثافة الأسفار، توسط الزيادات من داخل الخلية Ca2 + ضمن أنواع الخلايا المحددة NMJ، تظهر فائدة هذا النهج. وترد هذه النتائج كخرائط كثافة fluorescence المكاني، الذي يقدم موقع الخلايا المستجيبة، وكذلك الكثافة من ردودها، مما يسمح لتقييم الاستجابة كم عدد الخلايا، وكل خلية من كم يستجيب لمعين التحفيز. على سبيل المثال، كما هو مبين في الشكل 1، وقد اتخذنا أشرطة الفيديو من Ca2 + الردود في عدد سكان من المحطة الطرفية/بيريسينابتيك شوا...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
هنا نقدم بعض الأمثلة لقياس Ca2 + الردود في خلايا معينة في الأنسجة العضلية سليمة معربا عن جيتشي الفئران باستخدام. بغية تنفيذ هذه التجارب بنجاح، من الضروري لا تصيب العصب فرينيك أثناء التشريح. الصورة Ca2 + الردود في خلايا شوان في السلطة أما منخفضة أو عالية (أي20 X أو 60 X)، من الضروري استخدام البيلاروسية أو μ-كونوتوكسين لكتلة الحركة. لتصوير الطاقة المنخفضة من Ca2 + الردود في خلايا العضلات، فمن الممكن لقياس هذه في غياب هذه الأدوية، مما يسمح باقتناء المتزامنة للعضلات والعضلات Ca2...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الكتاب ليس لها علاقة بالكشف عن.
وأيد هذا العمل بتمويل من المعاهد الوطنية للصحة (المعاهد الوطنية للصحة) GM103554 و GM110767 إلى (T.W.G.) والمركز الوطني "بحوث الموارد" 5P20RR018751 و GM103513 8 ف 20 المعهد الوطني للعلوم الطبية العامة (إلى G.W.H.).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| Myf5-Cre الفئران | Jax | # 007893 | يقود تعبير خلايا العضلات في وقت مبكر مثل E13 < sup class = "xref" >6< / sup> |
| Wnt1-Cre الفئران | Jax | # 003829 | يدفع التعبير إلى الجميع ؛ خلايا Schwann في E13 ولكن ليس P209< / sup> |
| Sox10-Cre الفئران | Jax | # 025807 | يقود تعبير خلية Schwann في الأعمار الأكبر |
| فئران GCaMP3 المشروطة | Jax | # 029043 | تعبر عن GCaMP3 بطريقة خاصة بالخلية |
| الفئران الشرطية GCaMP6f | Jax | # 024105 | يعبر عن GCaMP6f بطريقة خاصة |
| بالخليةBHC (3- (N-butylethanimidoyl) -4-hydroxy-2H-chromen-2-one) | Hit2Lead | # 5102862 | يمنع الميوسين العضلي الهيكلي ولكن ليس ناقل الحركة العصبي < فئة sup = "xref" >6< / sup |
| >CF594- &&alpha ؛ -BTX | Biotium | # 00007 | ملصقات مجموعات مستقبلات الأسيتيل كولين في NMJ |
| & micro ؛ -conotoxin GIIIb | الببتيدات الدولية | #CONO20-01000 | كتل Nav1.4 قناة الصوديوم المعتمدة على الجهد < فئة sup = "xref" >8< / sup> |
| جل عازل من السيليكون ؛ المعروف أيضا باسم Sylgard | Ellswoth Adhesives | # Sil Dielec Gel .9KG ؛ | يسمح لتثبيت الحجاب الحاجز بواسطة دبابيس دقيقة |
| دبابيس Minutien (قطر 0.1 مم) | أدوات العلوم الدقيقة | 26002-10 | يشل حركة الحجاب الحاجز على هلام عازل من السيليكون |
| مجهر استقيم Eclipse FN1 ؛ | نيكون | يسمح بتنظيم ومراقبة منصة | |
| المجهر الثابت الأساسية للعينة مع مترجم مجهر XY اليدوي | Autom8 | MXMScr | يسمح بحركة العينة |
| مناور دقيق يدوي | Narishige | M-152 | يحمل تسجيل وتحفيز الأقطاب الكهربائية ؛ |
| مضخم القطب الكهربائي الدقيق | الأجهزة الجزيئية | Axoclamp 900A | يسمح بتسجيل الفيزيولوجيا الكهربية داخل الخلايا القطب |
| الكهربائي الدقيق نظام الحصول على البيانات منخفضة الضوضاء | الأجهزة الجزيئية | Digidata 1550 & nbsp ؛ | يسمح بالحصول على البيانات الفيزيولوجية الكهربية |
| نظام تحليل بيانات الأقطاب الكهربائية الدقيقة | الأجهزة الجزيئية | PCLAMP 10 | قياسي يقوم بتحليل البيانات الفيزيولوجية الكهربية |
| محفز الموجة المربعة | العشب | S48 | يحفز العصب لإثارة العضلات |
| وحدة عزل | التحفيز العشب | PSIU6 | يقلل من القطع الأثرية التحفيزية |
| خيوط البورسليكات ، القطر الخارجي 1.0 مم ، القطر الداخلي 0.5 مم ؛ | Sutter | FG-GBF100-50-15 | Impales ويسجل إمكانات العضلات التي تثيرها الأعصاب |
| خيوط البورسليكات ، القطر الخارجي 1.5 مم ، القطر الداخلي 1.17 مم ؛ | Sutter | BF150-117-15 | مطولة وتستخدم لقطب الشفط |
| مجتذب | ماصة دقيقة Sutter | P-97 & nbsp ؛ | يسحب ويجهز أقطاب التسجيل |
| 1200 × 1200 بكسل ، كاميرا cMOS بإضاءة خلفية ؛ | القياسات الضوئية | Prime 95b | كاميرا حساسة تسمح بتصوير عالي الدقة وعالي السرعة |
| مصدر ضوء | Lumencor | Spectra X | يوفر إضاءة من مصابيح LED للاستزاب الفلوري |
| أهداف الغمر في الماء الفلوري المصحح إلى ما لا نهاية ، WD 2mm | نيكون | CFI60 | توفير مسافات عمل طويلة لتصور عينة |
| المضيئة مع مصباح الهالوجين | Sumita | LS-DWL-N | يوفر إضاءة لمراقبة المجال الساطع |
| W-View Gemini Image Splitter | مشاريع Hamamatsu | A12801-01 | 1 زوج من الصور ذات الطول الموجي المزدوج مفصولة بكاميرا ثنائية اللون إلى كاميرا واحدة |
| مرشحات ممر النطاق الترددي أحادي النطاق (512/25-25 و 630/92-25) | سيم روك | FF01-512 / 25-25 ؛ FF01-630 / 92-25 | يسمح بالتصوير ثنائي النطاق |
| 560 نانومتر مقسم شعاع ثنائي اللون أحادي الحافة | Sem Rock | FF560-FDi01-25x36 | مرآة ثنائية اللون تفصل أشعة الضوء للسماح بالتصوير ثنائي الطول الموجي |
| نظام الحصول على بيانات التصوير | عناصر | NIS من نيكون - MQS31000 | يسمح بالحصول على بيانات التصوير |
| وحدة التحكم في الطول الموجي | وحدة نيكون | MQS41220 | لتصوير البيانات وحدة |
| أجهزة تقسيم الانبعاثات النمطية | نيكون | MQS41410 | وحدة لتسجيل بيانات التصوير |
| نظام تحليل بيانات التصوير | NA | Volumetry 8D5< / sup> ، فيجي | يسمح بتحليل شدة التألق وبيانات التصوير الأخرى |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.