小鼠海马脑片中神经元的光刺激与全细胞膜片钳记录

摘要

来源：Richevaux, L.，等。在体小鼠脑切片中通过颅内立体定位注射实现长程神经输入的光遗传学刺激。J. Vis. Exp. (2019)

该视频展示了一种研究转染小鼠海马脑片中突触相互作用和神经元反应的实验方案。该方法包括通过光照激活远距离感觉神经元以诱发动作电位，并利用全细胞膜片钳技术记录目标神经元中产生的兴奋性突触后电位。

方案

所有涉及动物样本的操作均已经过适当的动物伦理审查委员会审核并批准。

1. 急性脑片记录用溶液

1. 在电生理实验前，使用纯去离子水配制 10 倍人工脑脊液（aCSF）储备液（124 mM NaCl、2.5 mM KCl、26 mM NaHCO₃、1 mM NaH₂PO₄ 和 11 mM D-葡萄糖）。将该溶液储存于 1 L 瓶中，4 °C 保存，不含 CaCl₂ 和 MgCl₂。
2. 配制基于葡聚糖酸钾的移液管溶液，其中包含 135 mM K-葡聚糖酸、1.2 mM KCl、10 mM HEPES、0.2 mM EGTA、2 mM MgCl₂、4 mM MgATP、0.4 mM Tris-GTP、10 mM Na₂-磷酸肌酸以及 2.7–7.1 mM 生物胞素，用于后续细胞形态学鉴定。调节溶液 pH 至 7.3，渗透压至 290 mOsm。将 1 mL 分装液于 -20 °C 保存。

2. 全细胞膜片钳记录

1. 使用自制的玻璃转移移液管，将含有海马复合体的脑切片轻柔转移至直立显微镜上的记录室。转移移液管由截短的巴斯德移液管（内径 6.5....

结果

图1：压后皮层III层神经元：固有特性、丘脑传入纤维光刺激反应及细胞形态的事后揭示。（A）III层神经元在超极化和去极化电流脉冲下的放电模式和膜电位变化。（B, C）III层神经元对丘脑轴突2 ms光刺激（蓝色条）的反应，分别在（B）电流钳和（C）电压钳模式下记录。（D, E）压后皮层浅层水平切片中，表达Chronos-GFP（绿色）的丘脑轴突环绕的III层锥体神经元（白色，由实心黄色三角标示），DAPI染色（蓝色），使用落射荧光显微镜成像（D

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
KCl	Sigma	P4504	终浓度 1.2 mM
氯化镁	Sigma	63069	终浓度 2 mM
MultiClamp 700B	Axon Instruments
pClamp 数据采集软件	Axon Instruments
蠕动泵	Gilson	Minipuls 3	显示屏设置为 14-16，流速 2-3 ml/min
葡萄糖酸钾（K-gluconate）	Sigma	G4500	终浓度 135 mM
硼硅酸盐毛细管	Havard Apparatus	GC150-10	外径 1.5 mm，内径 0.86 mm
Brown Flaming 电极拉制仪	Sutter Instruments	P-87
EGTA	Sigma	E4368	终浓度 0.2 mM
470 nm LED	Cairn Research	P1105/470/LED DC/59022m	需搭配 470/40x 激发滤光片及 GFP 发射滤光片使用
AAV5.Syn.Chronos-GFP.WPRE.bGH	Penn Vector Core	AV-5-PV3446	批号 V6026R，qTiter GC/ml 4.912e12，ddTiter GC/ml 2.456e13
CCD 相机	Andor	DL-604M
共聚焦显微镜	Zeiss	LSM710	20X
Digidata 1440A	Axon Instruments
手持式数字光学功率计	ThorLabs	PM100D	设定波长为 475 nm
HEPES	Sigma	H3375	终浓度 10 mM
LED 电源	Cairn Research	OptoLED Light Source