Hypothalamische Kisspeptin-Neurone als Ziel für Ganzzell-Patch-Clamp-Ableitungen

Josiane do Nascimento Silva; Thais T. Zampieri; Henrique R. Vieira; Renata Frazao

doi:10.3791/64989

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Methodenartikel

Hypothalamische Kisspeptin-Neurone als Ziel für Ganzzell-Patch-Clamp-Ableitungen

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DOI:

10.3791/64989

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17. März 2023

Josiane do Nascimento Silva¹ , Thais T. Zampieri¹ , Henrique R. Vieira¹ , Renata Frazao¹

¹Department of Anatomy, Instituto de Ciencias Biomedicas, Universidade de Sao Paulo

In diesem Artikel

Zusammenfassung

In dieser Arbeit stellen wir ein Protokoll vor, mit dem eine Ganzzell-Patchklemme auf Hirnschnitten durchgeführt werden kann, die Kisspeptin-Neuronen, den primären Modulator von Gonadotropin-Releasing-Hormon (GnRH)-Zellen, enthalten. Durch das Hinzufügen von Wissen über die Aktivität von Kisspeptin-Neuronen hat dieses elektrophysiologische Werkzeug in den letzten 20 Jahren als Grundlage für bedeutende Fortschritte auf dem Gebiet der Neuroendokrinologie gedient.

Zusammenfassung

Kisspeptine sind essentiell für die Reifung der Hypothalamus-Hypophysen-Gonaden-Achse (HPG) und die Fruchtbarkeit. Hypothalamische Kisspeptin-Neuronen, die sich im anteroventralen periventrikulären Kern und rostralen periventrikulären Kern sowie im Nucleus arcuatus des Hypothalamus befinden, projizieren unter anderem auf Neuronen des Gonadotropin-Releasing-Hormons (GnRH). Frühere Studien haben gezeigt, dass der Kisspeptin-Signalweg über den Kiss1-Rezeptor (Kiss1r) erfolgt, was letztendlich die Aktivität des GnRH-Neurons anregt. In Menschen und experimentellen Tiermodellen sind Kisspeptine ausreichend, um die GnRH-Sekretion und damit die Freisetzung des luteinisierenden Hormons (LH) und des follikelstimulierenden Hormons (FSH) zu induzieren. Da Kisspeptine eine wesentliche Rolle bei den Fortpflanzungsfunktionen spielen, arbeiten die Forscher daran, zu untersuchen, wie die intrinsische Aktivität der hypothalamischen Kisspeptin-Neuronen zu reproduktionsbezogenen Aktionen beiträgt, und die primären Neurotransmitter/Neuromodulatoren zu identifizieren, die diese Eigenschaften verändern können. Die Ganzzell-Patch-Clamp-Technik hat sich zu einem wertvollen Werkzeug für die Untersuchung der Aktivität von Kisspeptin-Neuronen in Nagetierzellen entwickelt. Diese experimentelle Technik ermöglicht es den Forschern, spontane erregende und hemmende Ionenströme, das Ruhemembranpotential, das Aktionspotentialfeuer und andere elektrophysiologische Eigenschaften von Zellmembranen aufzuzeichnen und zu messen. In der vorliegenden Arbeit werden entscheidende Aspekte der Ganzzell-Patch-Clamp-Technik, bekannt als elektrophysiologische Messungen, die hypothalamische Kisspeptin-Neurone definieren, und eine Diskussion relevanter Fragen zur Technik besprochen.

Einleitung

Hodgkin und Huxley machten den ersten intrazellulären Nachweis eines Aktionspotentials, das in mehreren wissenschaftlichen Studien beschrieben wurde. Diese Aufnahme wurde am Squid-Axon durchgeführt, das einen großen Durchmesser (~500 μm) hat, so dass eine Mikroelektrode im Axon platziert werden kann. Diese Arbeit bot große Möglichkeiten für die wissenschaftliche Forschung, die später in der Schaffung des Spannungszangenmodus gipfelte, der zur Untersuchung der ionischen Grundlagen der Erzeugung von Aktionspotentialen^verwendet wurde 1,2,3,4,5,6,7,8.^....