一维图案化神经元培养物的外部激发

摘要

来源：Stern, S., 等 在二维和一维培养体系中利用电场和磁场对外部神经元进行刺激。J. Vis. Exp. (2017)

本视频演示了一种利用均匀、单向电场刺激条纹状神经元培养物的技术。

方案

1. 使用荧光染料对神经元培养物中的自发或诱发活动进行成像。

1. 将50 µg钙离子敏感型荧光染料（参见材料/试剂表）溶解于50 µL DMSO（二甲基亚砜）中，配制成溶液。
2. 配制细胞外记录液（EM），其中包含（单位：mM）10 HEPES、4 KCl、2 CaCl₂、1 MgCl₂、139 NaCl、10 D-葡萄糖、45 蔗糖（pH 7.4）。
3. 将神经元培养物与2 mL EM及8 µL钙离子敏感型荧光染料溶液共同孵育1小时。避光并轻轻旋转，以确保染料均匀分布于细胞中。
4. 成像前更换为新鲜的EM溶液。荧光成像结果如图1所示。
5. 使用配备钙离子荧光成像光学滤光片（激发峰488 nm，发射峰520 nm）的荧光显微镜进行成像，并采用具备定量分析功能的相机和软件，对显微镜视野内任意感兴趣区域（ROI）的荧光强度进行定量。

2. 培养物的电刺激

注意：电刺激的基本装置如图2所示。将培养约14天的神经元细胞的盖玻片置于培养皿中，并放置在荧光显微镜下。通过施加于培养区域外侧的两对浴电....

结果

图1：同步神经网络爆发期间成像的钙瞬变示例轨迹。A. 实验前用钙离子染料染色的神经元图像。B. A图中各感兴趣区域（ROI）的强度随时间变化轨迹，轨迹颜色对应A图中ROI边框的颜色。三个ROI内强度同步大幅上升，代表一次网络爆发[插入图2]

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
氯化钙，1M	Fluka	21098	细胞外记录溶液。
D-(+)-葡萄糖，1M	Sigma-Aldrich	65146	铺板培养基，细胞外记录溶液。
HEPES，1M	Sigma-Aldrich	H0887	细胞外记录溶液。
KCl，3M	Merck	1049361000	细胞外记录溶液。
氯化镁，1M	Sigma-Aldrich	M1028	细胞外记录溶液。
NaCl，4M	Bio-Lab	19030591	细胞外记录溶液。
蔗糖，1M	Sigma-Aldrich	S1888	细胞外记录溶液。
电极导线	A-M Systems, Carlsborg WA	767000	神经元培养物的电刺激。
信号发生器	BKPrecision	4079	电信号的波形调节。
放大器	自制		将信号发生器输出的信号电压放大后传递至电极。
电源	Matrix	MPS-3005 LK-3	溅射设备的电源供应。
铂丝，直径0.005''；A-M Systems,	Carlsborg WA	767000	神经元培养物的电刺激。