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利用河豚毒素和河豚毒素抗性钠通道检测单突触连接

2025年7月8日

本文内容

摘要

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来源:Zhang, X. 利用河豚毒素抗性钠通道检测果蝇中的单突触连接视觉化实验杂志 (2018)

本视频演示了利用转基因果蝇测试单突触连接的方法。该果蝇的突触前神经元表达对河豚毒素不敏感的钠通道以及对红光敏感的通道蛋白,通过光遗传学手段激活这些通道,使突触前神经元兴奋并传递信号至突触后神经元。

方案

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1. 准备果蝇并鉴定GAL4启动子品系

  1. 选择一个GAL4启动子品系,并将其与携带UAS-NaChBac转基因以及用于激活的光遗传学转基因的果蝇进行杂交。
    注意:选用UAS-CsChrimson 是因为其具有高电导性,且易于激活河豚毒素(TTX)抗性钠通道(NaChBac)介导的动作电位。UAS-NaChBac和UAS-CsChrimson均可从Bloomington Stocks保种中心获得。
  2. 将全反式视黄醛溶于乙醇中配制成35 mM的储存液,并于-20 °C冰箱中保存。
  3. 取28 µL该储存液加入约5 mL复水的马铃薯片培养基中,混匀后铺入装有常规 Drosophila 培养基的试剂瓶顶部。
  4. 将表达csChrimson的成年果蝇饲养在含有0.2 mM全反式视黄醛的食物中1–3天。

2. 准备TTX储备液

  1. 用蒸馏水或去离子水配制 1 mM TTX 的储备液。将该溶液储存于实验室冰箱中,可保存数月。请查阅所在机构关于 TTX 储存的政策,因为许多机构将 TTX 划分为危险品或管制物质。

3. 准备果蝇用于电生理学实验<....

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材料

本文使用的材料清单
姓名公司目录编号评论
UAS-csChrimsonBloomington 果蝇品系中心55135用作神经元激活工具
UAS-NaChBacBloomington 果蝇品系中心9466在河豚毒素(TTX)存在下恢复细胞兴奋性
河豚毒素(Tetrodotoxin)Tochris1078购买河豚毒素可能需要特殊许可,因其属于管制物质
全反式视黄醛(all trans-Retinal)Sigma-AldrichR2500视蛋白通道的必需辅因子
可焊接 321 不锈钢 薄板, 厚度 0.002 英寸, 宽度 10 英寸McMaster Carr3254K7用于制作定制果蝇固定装置。定制箔片可使用提供的 PDF 文件在 pololu.com 进行激光切割
解剖显微镜蔡司(Zeiss)Stemi 2000-C用于制备样品的解剖操作
电热蜡笔(Waxer)AlmoreEectra Waxer 66000解剖过程中用于将果蝇固定在箔片上
石蜡(Paraffin Wax)Joann4917217与电热蜡笔配合使用
5 号镊子(Number 5 forceps)精细科学工具公司(Fine Science Tools)#5CO用于解剖和去鞘操作
解剖剪刀(Dissection Scissors)精细科学工具公司(Fine Science Tools)15001-08用于解剖过程中去除部分体壁组织
钨丝(Tungsten wire)A-M Systems797500通过电解处理制备锋利的解剖针具
循环式蠕动泵(Recirculating Peristaltic Pump)Simply Pumps(Amazon)PM200S用于循环河豚毒素(TTX)溶液
蠕动泵调速控制器(Speed Controller for peristaltic pump)Zitrades(Amazon)N/APWM 调光控制器,适用于 LED 灯或灯带,12 伏特 8 安培,可调亮度开关调光器,DC12V 8A 96W,适用于 LED 灯条
Versa-Mount 精密压缩空气调节器McMaster Carr1804T1用于封接过程中施加正压
玻璃毛细管(Glass capillaries)世界精密仪器公司(World Precision Instruments)TW150F-3用于制作记录电极
多功能压力表(Multipurpose Gauge)McMaster Carr3846K431用于压力调节器的压力监测
电生理摄像系统(Electrophysiology Camera)Dage MTI IR-1000任何可在红外范围(850 nm)工作的摄像机均可使用。应避免使用红光照明,以免激活 csChrimson
红外 LED(IR LED)Thorlabs M850F2用于斜向照明
红外 LED 光纤(Fiber optic for IR LED)ThorlabsM89L01与红外 LED 耦合
物镜 奥林巴斯 40XLUMPlanFLN该物镜适用于大多数显微镜系统,对果蝇神经元的可视化效果良好
琥珀色 LED(Amber LED)ThorlabsM590L3d用于观察 RFP 和 mCherry 荧光信号
蓝色 LED(Blue LED)ThorlabsM470L3d用于观察 GFP 荧光信号
GFP 滤光片组(GFP filter set)Chroma49011用于观察 GFP 荧光或激活 ChR2 视蛋白
定制 mCherry 滤光片组(Custom mCherry Filter Set)Chroma et580/25x 和 t600lpxr(来自 49306 滤光片组),但使用 et610lp 作为阻挡/发射光滤光片仅在需要对表达 ChR2 视蛋白的特定神经元进行封接记录时使用
用于合并琥珀色与蓝色 LED 的二向色镜(Dichroic to combine Amber and blue LED)ThorlabsDMLP550R仅在 mCherry 标记下进行封接,同时使用蓝光激活 ChR2 视蛋白
红色 LED(Red LED)LEDSupplyCree XPE 620 - 630 nm用于激活 csChrimson
LED 驱动器(LED Driver)LEDSupply3021-D-E-1000用于驱动光遗传学刺激所需的 LED
微操纵器(Manipulator)Sutter InstrumentsMP-225用于记录过程中精确定位电极
膜片钳放大器(Patchclamp Amplifier)A-M SystemsModel 2400使用功能相当的放大器亦可
贝塞尔滤波器(Bessel Filter)Warner Instruments LPF 202A辅助滤波器,用于在封接过程中对电流信号进行滤波后送至示波器
数据采集系统 国家仪器公司(National Instruments)NI PCIe-6321       781044-01用于将放大器信号记录至计算机
BNC 接线端子模块 - BNC-2090A国家仪器公司(National Instruments)779556-01用于连接放大器与数据采集卡
钢箔 McMaster Carr3254K7用于制作定制记录室的钢箔材料
磁铁K&J MagneticsD42用于将记录室固定在铁架台上
1/16" 透明浇铸丙烯酸板Pololu用于制作定制记录室。丙烯酸板可使用提供的 PDF 文件在 pololu.com 进行激光切割

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