Wir beschreiben die Dissektion des Nervensystems der Meeresumwelt Seehasen Aplysia Nach der Narkose, die Isolierung von Neuronen für kurzfristige-Gewebekulturen, und Aufnahmen von einzelnen Zelle Ionenströme über die Patch-Clamp-Technik.
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Wir beschreiben die Dissektion des Nervensystems der Meeresumwelt Seehasen Aplysia Nach der Narkose, die Isolierung von Neuronen für kurzfristige-Gewebekulturen, und Aufnahmen von einzelnen Zelle Ionenströme über die Patch-Clamp-Technik.
Die Meeresschnecke Aplysia californica Weichtier hat eine traditionsreiche Geschichte als Modell für die Funktion des Nervensystems, mit besonderer Bedeutung in den Studien von Lernen und Gedächtnis. Die typischen Vorbereitungen für solche Studien sind solche, bei denen die sensorischen und Motoneuronen intakt gelassen werden in einem minimal seziert Tier oder eine technisch aufwendige neuronalen Co-Kultur der einzelnen sensorischen und Motoneuronen. Weniger häufig ist das isolierte neuronale Vorbereitung, in denen kleine Gruppen von Neuronen sind nominell homogen dissoziiert in einzelne Zellen in kurzfristige Kultur. Solche isolierten Zellen sind für die biophysikalischen Charakterisierung Ionenströme mit Patch-Clamp-Techniken, und gezielte Beeinflussung dieser Leitwerte. Ein Protokoll für die Herstellung solcher Kulturen beschrieben. Das Protokoll nutzt die leicht identifizierbaren glutamatergen sensorischen Neuronen des Pleura-und Buccalganglien, und beschreibt deren Dissoziation und minimale Wartung in Kultur für mehrere Tage ohne Serum.
Die marine opistobranch Weichtier, Aplysia, ist ein nützliches neurobiologischen Modell für viele Jahrzehnte. Es ist am besten als ein Modell der Gewöhnung und klassische Konditionierung 7, 8 bekannt. Studien über Lernen und Gedächtnis in diesem Modell gewann den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin im Jahr 2000 für Eric R. Kandel, in einem Preis, den er mit Arvid Carlsson und Paul Greengard 10 geteilt. Studien mit elektrischen Aufnahmen von reduzierten Zubereitungen, in denen Elemente des Nervensystems des wirbellosen aus dem Tier seziert Nerven und Muskeln belassen wird, haben dazu beigetragen, erläutern die Rollen der einzelnen Neuronen in Aplysia. Identifizierung der genauen molekularen Mechanismen, die das Lernen in Aplysia bilden aber oft eine andere Technik eingesetzt, langfristige Co-Kulturen von einer sensorischen Neuronen und Motoneuronen, erhalten eine nach der anderen von den einzelnen Tieren und Spender erlaubt, eine Synapse in der Kulturschale 21 bilden .
Wir und andere 1, 3, 6, 14, 15, 16 haben die Leichtigkeit, mit der Neuronen in diesem Modell kann gezielt sowie ihre Ausdauer werden in langfristige Experimente dissoziiert kurzfristig Kulturen von Clustern aus nominell homogenen Neuronen identifiziert machen genutzt in denen wir studieren Ionenströme unter Voltage-Clamp in der Patch-Clamp-Konfiguration. Viele Aplysia aufstehen, um wiederholte Runden der Patch-Clamp-Zeit für dauerhafte experimentelle Manipulationen zu ermöglichen. Das Verfahren ist nützlich für die Neuronen wie die neurosecretory Tasche Zellen des Abdominalganglion und der sensorischen Neuronen der Pleura und Buccalganglien deren Dissoziation hier beschriebenen, nicht aber für sehr große Neuronen> 60 um Durchmesser, wie L7 oder R2 die Abdominalganglion. Wir beschäftigen keine Aplysia Serum in unseren Kulturen, im Gegensatz zu den sensorisch-Motoneuronen Co-Kulturen an anderer Stelle beschrieben. Die meisten Neuronen erhalten mit diesem Verfahren wird ohne Prozesse für ter zunächst 48 h in Kultur, Erleichterung ganze Zelle Spannung Aufnahme, aber dann sprießen und erarbeiten Axone und andere Prozesse für etwa 14 Tage vor dem Sterben aus Mangel an Nährstoffen und / oder Wachstumsfaktoren.
Diese Technik erzeugt primären Kulturen von 50-100 Neuronen pro Schale aus physiologisch dokumentiert Regionen der bukkalen und Pleuralganglien. Dieses Protokoll ist für die Forscher studieren Aspekte der einzelnen Zelle Physiologie in Experimenten, die zahlreiche Experimentwiederholungen pro Tier erforderlich. Es entsteht ein passendes Paar von Kulturen aufgrund der anatomischen Trennung der Zielzellen in linke und rechte hemiganglia, ermöglicht Untersuchungen, die Nutzen aus abgestimmten Behandlung und Kontrollkulturen.
Das Protokoll zielt bukkalen S-Cluster (BSC) Neuronen des Ganglion bukkalen und Pleura ventrokaudal (PVC) Neuronen des Ganglion Pleura. Diese Zellen sind eine geeignete Größe für die gesamte Zellspannung Aufnahmen und Display robust glutamatergen Antworten. Die diskutierten Methodik ist für die meisten Ganglien in der Aplysia Nervensystem.
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1. Zellpräparation
2. Elektrophysiologie
Die Methode ist Standard Patch-Clamp-das hat in zahlreichen Texten beschrieben worden (z. B. Sakmann und Neher, 1995) 16. Dieses Protokoll wird auf Zellen arbeiten ≤ 100 pF Kapazität oder Zellen <60 Mikrometer Durchmesser während der Tage 3 und 4 des Protokolls. Zellen ohne Prozesse sind optimal für die Aufnahme. Die folgenden speziellen PRÜFUNGIonen gelten:
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Die Positionen der sensorischen Neuronen im Ganglien, die in diesem Protokoll ausgerichtet sind, sind die BSC und PVC Neuronen in Abbildung 1 dargestellt. Die BSC Neuronen in 2 symmetrische oval Cluster auf der Bauchseite des bukkalen Ganglion, die Oberfläche, die abgewandt von der bukkalen Masse im intakten Ganglion (1A) angeordnet ist. Die PVC Neuronen bilden bilateralen, V-förmigen Cluster, die sich um die dorsale Oberfläche der Pleura Ganglion in Richtung der Mittelachse (1B...
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Die Dissoziation hier beschriebenen Techniken ergeben sensorischen Neuronen Kulturen mit 50-100 isolierten Neuronen mit einer kleinen Anzahl von Gliazellen und anderen nicht identifizierten Zellen durchsetzt. Die wichtigsten Schritte in dem Protokoll sind die Zeit die Ganglien in Enzym Lösung bleiben, und schnippen, die Dissoziation der verdauten Zellhaufen auseinander zu brechen das Cluster in einzelne Zellen. Enzyme Verdauung (Schritt 1.8) muss bei der Temperatur zur Verfügung optimiert werden. Bei 23 ° C unter langsa...
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Die Autoren erklären, dass sie keine finanziellen Interessen haben.
Gefördert durch NIH P40 OD010952 die Korein Foundation, einer von der Universität Miami Stipendium für SLC und ein Stipendium für Maytag ATK. Die Autoren danken den Mitarbeitern der nationalen Ressource für Aplysia sowie Lauren Simonitis und Hannah Peck, die Aufnahmen für eine Figur zur Verfügung gestellt.
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| Name | Unternehmen | Katalognummer | Kommentare |
|---|---|---|---|
| Künstliches Meerwasser ASW | Sigma-Aldrich | sortiert ( | mM): 417 NaCl, 10 KCl, 10 CaCl2 (2 H2O), 5MgCl2 (6H2O), 15 HEPES-NaOH, pH 7,6 |
| Intrazelluläre Lösung | Sigma | sortiert | (mM): 450 KCl, 2,9 CaCl2 (2 H2O), 2,5 MgCl2 (6 H2O), 5 Na2ATP, 10 EGTA und 40 HEPES-KOH, pH 7,4 |
| Poly-D-Lysin | Sigma | P6407 | |
| Penicillin/Streptomycin zu ASW um 1:100 hinzugefügt | Lonzo Walkersville, Inc. | 17-603E | 5.000 Einheiten/ml Penicillin plus 5.000 mg/ml Streptomycin |
| Neutrale Dispase II | Roche Diagnostics | 10165859001 | |
| Hyaluronidase | Sigma-Aldrich | H4272 | |
| Kollagenase Typ XI | Sigma-Aldrich | C9407 | |
| L-Glutamat (L-Glu) | Sigma-Aldrich | 49601-100G | |
| D-Aspartat (D-ASP) | Sigma-Aldrich | 11200-10G | |
| N-Methyl-D-aspartat (NMDA) | Biomol | 100002-268 | |
| L-ASP | Sigma | A6683-25G | |
| Alpha-Amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazol-propionsäure (AMPA) | Sigma | A6816-5MG | |
| L-Glu R Antagonisten, | verschiedene | ||
| agar | |||
| kynurenate | Sigma-Aldrich | 61250 | |
| APV | Sigma-Aldrich | A5282 | |
| DL-2-Amino-5-phosphonopentansäure (NMDAR-Antagonist) | |||
| 2-Propanol | VWRSP | BDH1133 | |
| Chloridlösung | Sigma | sortiert | 25 g FeCl3 + 25 ml konzentriertes HCl + 50 ml H2O |
| Sylgard Silikon 2-Komponenten-Polymer | World Precision Instruments (WPI) | SYL184 | Bietet Pin-Out-Oberfläche für kleine Präparierschalen |
| 0-40-fache Zoomvergrößerung Mikroskop für Dissektionen | Wild | ||
| Techniquip 150 Watt faseroptische Beleuchtung | Mikrooptik von Florida | TQ FOI-150 | |
| RotoMix 50800 Orbitalmischer | |||
| Nikon Diaphot inverses Phasenkontrastmikroskop mit 4x, 20x (optional) & 40x Objektiven | SR Research Ltd. | Ösenlink II& | nbsp; |
| Digitales Oszilloskop von Tektronix | SR Research Ltd. | ||
| pClamp 10 Datenerfassungs- und Analysesoftware | Molecular Devices | ||
| PC mit Betriebssystem Windows XP oder höher | PC-Lösungen | Thinkserver mit Solid-State-Festplatten (80 GB) und geräuscharmen Monitoren | |
| Flaming/Brown P87 Mikropipettenabzieher | Sutter Instruments, Novato, CA | ||
| Axon Instruments Axopatch 200B Zangenverstärker mit einem Kapazitätskompensationsbereich von 1-1000 pF; Vorverstärker | Molecular Devices, Sunnyvale, Kalifornien | ||
| Axon instruments Elektrodenhalter-Baugruppe für Axopatch 200B Vorverstärker | Molecular Devices, Sunnyvale, CA | CV203BU | |
| Digidata 1200 A/D-Wandler | Molecular Devices, Sunnyvale, Kalifornien | ||
| Picospritzer, powered by N2 einstellbar in Druck und Dauer | Parker Hannifin, Cleveland, OH | ||
| TMC Micro-G Schwingungsisolationstisch | Ametek | ||
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| Filamentpipettenglas, 1,5 mm AD, 0,84 mm ID - | WPI | 1B150-3 | |
| 3 Zoll Länge | |||
| Ag/AgCl Halbzelle | WPI | EP4 | |
| 15 ml Zentrifugenröhrchen, 35-2097 BD Falcon* Zentrifugenröhrchen | VWRSP | 21008-918 | nbsp; |
| Abgewinkelte Schere | Fine Science Tools | 15006-09 | |
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| mit sylgard sylgard | WPI | SYL184 | |
| Seziertablett für Tiere | verschiedene | ||
| 15 ml Zentrifugenröhrchen, 35-2097 BD Falcon | VWRSP | 21008-918 | Für 6-Loch-Perfusionssystem mit Schwerkraftzufuhr |
| Aluminiumclips mit Schraubenlochenden | Baumarkt | Für Perfusionssystem | |
| 23 Gauge-Nadeln (manuell abfeilen Punkte) | VWRSP | Für Perfusionssystem | |
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| H-7 Pipettenständer/-halter für Microcap-Perfusionsarray | Narishige Deutschland | Für Perfusionssystem | |
| Einwegventile | Für Perfusionssystem | ||
| Drummond Microcaps 1 μ l | VWRSP | Für Perfusionssystem | |
| 18 Gauge-Nadeln für die Absaugung (abgefeilte Punkte) | |||
| Polyethylen-Schlauch | Cole Parmer | 4.27436E+11 | |
| feine Sezierstifte | Fine Science Tools | 26002-20 | |
| Kapillarrohre | Kimble 71900-100 | feuerpoliert und U-förmig in einer Bunsenbrennerflamme gefüllt und gefüllt mit 3% Agar in ECS | |
| Modelliermasse | Bastelgeschäft | ||
| Schalenhalter für Mikroskoptisch mit isoliertem Bodenbad | Sonderanfertigung | ||
| Pasteurpipetten | VWRSP | 14672-412 | |
| Pipettenbirnen | VWRSP | 53283-911 | |
| acrodisk Spritzenvorsatzfilter | VWRSP | 28144-040 | |
| dickwandiges Borosilikat-Filamentglas mit 1,5 mm Durchmesser | WPI | 1B150F-3 | |
| Hochreiner Stickstoffzylinder und gabelbarer Regler | |||
Tabellen 1-3. Listen von Reagenzien, Materialien und Geräten. |
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