2011年1月10日
BK通道的离子电流是利用膜片钳技术记录。 BK通道均以爪蟾卵母细胞
该程序的总体目标是在受控电压下记录 BK 通道激活,同时控制细胞内溶液。这是通过首先在非洲爪蟾细胞中注射 BK 通道 mRNA 来表达 BK 通道来实现的。该程序的第二步是准备灌注系统。
该程序的第三步是在卵母细胞膜和贴片移液管之间形成千兆密封。该程序的最后一步是切除膜贴。最终,通过使用膜片钳技术与大量系统耦合获得的结果表明,BK 通道被电压和钙浓度的变化激活。
大家好,我是来自华盛顿大学 Jamie Zus 博士实验室的 Jin Cho Young。这种方法可以帮助回答神经科学领域的关键问题,包括有关离子通道激活的分子机制的问题。那么让我们开始吧。
该程序的第一步在膜片钳前几天开始,并使用体外转录的 BK 通道 mRNA。收获非洲爪蟾 Lavu 细胞第 5 至第 6 阶段后,将 0.05 至 50 ng BK 通道 mRNA 注射到细胞中。使用纳米注射两个自动纳升注射器。
注射后,对每个 mRNA 的十几个卵母细胞重复注射。使用 ND 96 溶液冲洗卵母细胞两次。然后将卵母细胞放入培养板中,在 18 摄氏度下孵育两天或更长时间,以便有时间让卵母细胞表达 BK 通道。
孵育 2 到 5 天后,卵母细胞应该表达 BK 通道,因此已经可以进行膜片钳了。在处理卵母细胞之前,请从灌注系统开始,设置膜片钳所需的所有其他东西。此处显示的系统是 automate valve 链接。
16 Profusion System 加压氮气将 Profusion 溶液通过 Profusion 管从溶液储液罐中推出,并进入 Profusion 铅笔和笔尖。每个 Profusion 溶液流的流量由一个储液阀和一个电子阀控制。在该协议中,其中一个储液罐没有加压,用作废物收集器以及压力释放机构。
实验前可以制备不同浓度的钙或镁的灌注溶液。将灌注溶液添加到储液槽中,并标记每个储液槽以指示钙或镁的浓度。要先设置 profusion 系统,请将管路连接到 profusion 铅笔。
然后打开电子阀控制器并打开电子阀,以确保管道和大量铅笔没有堵塞和气泡。使用装满去离子水的注射器将去离子水推入每根管路。此时,将管道连接到溶液储液罐并打开气瓶的阀门以加压氮气。
打开一个储液槽阀,用其中一种储液槽溶液填充管路。如果需要,单击储液阀以去除溶液中的气泡。管道装满溶液后关闭储液阀,将灌注尖端装满水并将其拧到灌注笔上。
小心不要夹住任何气泡。连接尖端时,使用造型粘土将灌注笔固定在浴槽台上,确保灌注笔尖位于浴槽空间内。现在,profusion 系统已经建立起来。
此时,将去离子水加入浴中。确保 profusion 尖端浸入水中。测试每种灌注溶液是否正确从灌注尖端流出。
关闭连接到废物收集器管道的电子阀,然后打开阀门以获取其中一种丰富的溶液。在显微镜下,观察从灌注尖端流出的大量液体。关闭该丰富溶液的阀门,然后打开废物收集器的阀门。
大量喷射应该几乎消失。对每种灌注溶液重复相同的测试。当您验证所有灌注溶液都正确流动后,用所需的浴液更换浴液中的去离子水。
现在是时候设置记录设备了。您应该在每次膜片钳之前用氯化银重新涂覆银记录电极。首先,从移液器支架上取下电极丝,将电极丝的尖端一半浸入装有新鲜漂白剂的小瓶中至少 15 分钟。
这会在电线上沉积一层氯化银。用去离子水冲洗电极丝并吸干。然后将氯化银电极装回移液器支架中。
现在打开你的电脑。将硬件密钥插入计算机的打印机端口。必须插入硬件密钥才能使用数据采集软件,即 HEA 脉冲。
打开放大器并启动数据采集软件。HEA 脉搏。加载协议文件并调整配置设置,例如激励标度。
调整 configuration settings 的目标是确保 test 电位与 command 电位完全相等。现在我们准备好准备卵母细胞了。从培养箱中取出卵母细胞。
将卵母细胞浸入剥离溶液中 5 至 10 分钟。剥离溶液将 viel 膜从质膜上分离,从而可以剥离 vitel 膜。5 到 10 分钟后,轻轻地从卵母细胞上剥离玻璃体膜。
使用两个镊子。divi OC 网站非常脆弱,因此应尽可能少地移动。注意防止 Devi 卵母细胞暴露在空气或气泡中,使用装满足够溶液的玻璃移液器将卵母细胞转移到浴中。
卵母细胞膜上的通道现在已暴露出来,可用于贴片移液器。通过将玻璃毛细管插入微量移液器拉拔器来拉动补液管。在显微镜下观察移液器以确定吸头形状和开口直径。
开口直径应为 2 至 4 微米,以减少记录过程中的电容电流,并确保尖端光滑,在尖端涂上蜡,然后点火。在显微镜下抛光。将移液器吸头放入移液器溶液中并拉动柱塞,填充移液器吸头。
这会弄湿移液器的尖端。接下来,使用注射器将移液器溶液装满移液管的三分之一。然后将移液器放入移液器支架中,其中装有银氯化银电极。
确保焊丝与移液器溶液接触。下一步是从准备好的卵母细胞中切除一个由内而外的贴片。首先,在显微镜下找到卵母细胞的清晰边缘。
使用机械手,将贴片移液管靠近卵母细胞,确保其浸没。在浴液中,记录移液器的串联电阻。当填充移液器溶液并浸没在浴液中时,膜片移液器的理想串联电阻在 1 至 1.5 毫欧姆之间。
现在慢慢地将移液管推向卵母细胞,直到其阻力大约增加一倍。通过连接到移液器支架的吸管用嘴轻轻吸力来获得千兆欧姆密封。确认已形成千兆密封后,将贴片保持在零下 30 毫伏几分钟,以稳定贴片。
要获得由内而外的贴剂,请将移液器快速推入 OO 部位,然后轻轻拉出,以切除贴剂。由 内而外的贴片现在已准备好进行膜片钳。将固定内外补片的移液器移至距离灌注头开口约 100 微米的位置。
关闭用于废物收集的电子阀,并打开用于所需 profusion 溶液的储液阀。开始记录整个贴片上的电流。根据需要更改电压和大量解决方案。
完成录制后,通过推动去离子水清洁 Profusion 管、铅笔和笔尖,以避免堵塞。此处获得的膜片钳记录显示,卵母细胞膜贴片上的野生型 BK 通道对电压和钙都有反应。该图显示了灌注溶液中标称钙为零的贴片记录。
电流走线上方的方波表示施加到贴片的电压。施加了四种电压,范围从 50 毫伏到 200 毫伏,增量为 50 毫伏。最大电流约为 2 纳安,最大电压为 200 毫伏。
电流幅度随电压的增加而增加,表明 BK 通道的开路概率随电压的增加而增加。该图显示了 inside-out 贴片对不同电压的响应。当灌注溶液中含有 1 微摩尔钙时,施加电压阶跃。
如上图所示,对 200 毫伏电压阶跃的响应,当 Perfu 8 中有钙时,最高响应增加到大约 3 纳安,而没有钙的 2 纳安。这表明在钙存在的情况下,BK 通道的开放概率增加。总之,该膜片钳程序表明 BK 通道与电压和钙有关。
观看此视频后,您应该对如何使用膜片钳技术结合专业加注系统来记录铁通道激活有很好的了解。现在。感谢您的观看,祝您的实验好运。
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本文详述了使用膜片钳技术在非洲爪蟾卵母细胞中记录BK通道活化的程序。该方法涉及通过mRNA注射表达BK通道,并通过灌流系统控制细胞内溶液。
This protocol enables precise interrogation of ion channel function under controlled voltage and intracellular conditions, supporting target validation in neuroscience and cardiovascular drug discovery. By isolating BK channel responses to pharmacological or genetic perturbations, it provides quantitative data for mechanistic de-risking of therapeutic hypotheses. The Xenopus oocyte expression system offers a scalable platform for early-stage assay development and lead optimization workflows.
The method fits within early discovery to lead identification stages, providing functional confirmation after target identification and before medium-throughput screening campaigns.