2009年2月6日
本文介绍了用于测量果蝇幼虫神经肌肉接头处突触传递的电生理学方法。通过刺激运动神经元轴突可人工引发递质释放,而神经肌肉接头(NMJ)的传递情况可通过记录肌肉中诱发的突触后反应进行测量。
为了从果蝇幼虫的神经肌肉接头获得稳定的电生理记录,首先解剖幼虫以暴露体壁、肌肉和神经系统,然后进行记录。在腹神经节后方切断中枢神经系统基部的轴突。
然后将记录电极放置在目标肌肉上,将刺激电极置于支配该肌肉的运动神经元附近。将切断的运动神经元轴突吸入刺激电极尖端的微吸管中,即可记录兴奋性接头电位。
大家好,我是来自哥伦比亚大学生理学与细胞生物物理学系McCabe实验室的Wendy MLA。今天我们将向您展示一种用于测量GE幼虫神经肌肉接头处突触传递的方法。在我们的实验室中,利用该方法研究突触生理学和神经传递过程。
那么我们开始吧。实验开始时,解剖游走期三龄和四龄幼虫以暴露体壁。本方案通过使用较短的解剖针,针对电生理实验进行了改良。
这些结构长约两到四毫米,在实验过程中不太可能触及显微镜物镜或电极。暴露体壁后,用镊子夹住中枢神经系统并轻轻提起。随后切断周围神经的运动轴突,并移除脑组织。
去除脑组织后,用含1毫摩尔钙的HL 3.1缓冲液将解剖好的样本清洗两次。解剖完成后,即可对幼虫肌细胞进行细胞内记录。将解剖板置于电生理显微镜下,并用含钙的HL 3.1缓冲液浸没样本。
然后固定浴电极,使其与溶液接触。使用吸吮电极刺激支配肌肉的外周神经。首先将吸吮电极放置在培养皿中,以避免在将细胞内电极置于肌肉上时产生振动。
将电极放入培养皿后,将其置于支配第六块肌肉的运动神经元附近。在第三腹节,施加轻柔的负压,直至切断的神经进入玻璃微量移液管内。施加负压时需小心,避免拉伸神经。
将移液器略微上提,使其不接触肌肉。然后调整其位置,避免牵拉已切断的神经纤维。一旦吸电极就位,立即调整记录电极以进行细胞内记录。
使用充满 3 摩尔氯化钾的锋利微电极。将记录电极置于第六块肌肉的中心上方。调节输入偏移,使其在浴液中读数为零。
在高倍光学放大下缓慢降低电极,接近肌肉直至接触肌肉表面。为确认肌肉已被刺入,请观察示波器,静息膜电位应至少为负60毫伏。
现在应可见偶发的微小神经突触电位。待记录电极就位后,让细胞稳定一分钟。在开始记录之前,使用Axon HS-2型前置放大器和Axon Clamp 2B放大器来检测膜电位的变化。
通过将轴突钳制器B接口连接至运行P钳制软件的计算机,并利用1322A数字信号转换器对信号进行数字化处理,将膜电位记录在个人电脑上。使用X钳制软件向运动轴突施加刺激,以产生兴奋性膜电位或EJPs。
生成终板电位(ejs)后,在无刺激突触条件下记录三分钟内的微小终板电位。可使用Mini Analysis软件分析记录曲线,测定微小EJP的幅度和频率。以生成终板电位(ejs)。
使用主控八脉冲发生器刺激运动神经元的切断端。该发生器输出0.3毫秒的方波电压脉冲。刺激之间设置5秒的时间间隔,以允许突触恢复。
在神经肌肉接头处,从每块肌肉至少记录10个诱发电位,并对波幅进行平均。该图显示了从野生型黑腹果蝇三龄幼虫第六肌节记录到的典型轨迹,其中包括诱发出的兴奋性接头电位(EJP)反应以及自发的微型兴奋性接头电位(mini EJPs)。我们刚刚向您展示了如何记录果蝇幼虫神经肌肉接头的细胞电位。进行此操作时,需注意务必在3至10分钟内完成解剖,并立即开始电生理记录,以确保细胞仍处于健康且具有反应性的状态。
如果解剖耗时过长,肌细胞的静息膜电位将低于负60毫伏,此时电位过低而无法记录。以上就是全部内容。感谢观看,祝您的实验顺利。
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本文介绍了用于测量果蝇幼虫神经肌肉接头(NMJ)突触传递的电生理学方法。该过程包括解剖幼虫以暴露体壁和神经系统,随后放置记录电极和刺激电极,以测量兴奋性接头电位。
利用果蝇幼虫神经肌肉接头(NMJ)进行电生理记录,为研究突触功能和神经递质传递提供了一个在遗传上易于操控且可定量的实验平台。该模型可用于早期发现阶段的高可信度靶点验证和机制性风险评估,支持对突触调节及基因扰动效应的预测性评价。该方法对于致力于开发基于神经生物学的药物发现项目、并寻求稳定且可重复实验体系的研发团队具有直接应用价值。
这种电生理学方法可融入从早期靶点验证到检测方法开发及临床前研究的整个发现流程,从而实现迭代式的假设检验和机制评估。