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Artículo de método

Las grabaciones de células enteras Patch-clamp en rodajas de cerebro

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DOI:

10.3791/54024

15 de junio de 2016

En este artículo

Resumen

Este protocolo se describen los pasos básicos de procedimiento para la realización de patch-clamp grabaciones de células enteras. Esta técnica permite el estudio del comportamiento eléctrico de las neuronas, y cuando se realiza en secciones de cerebro, permite la evaluación de varias funciones neuronales de las neuronas que todavía están integrados en los circuitos cerebrales relativamente bien conservadas.

Resumen

De células enteras de grabación de patch-clamp es una técnica electrofisiológica que permite el estudio de las propiedades eléctricas de una parte sustancial de la neurona. En esta configuración, la micropipeta está en estrecho contacto con la membrana de la célula, lo que impide la fuga de corriente y por lo tanto proporciona mediciones de corriente iónica más preciso que el método de grabación electrodo afilado intracelular utilizado anteriormente. Clásicamente, la grabación de célula entera se puede realizar en las neuronas en varios tipos de preparaciones, incluidos los modelos de cultivo celular, las neuronas disociadas, neuronas en rodajas de cerebro, y en animales anestesiados o despierto intactas. En resumen, esta técnica ha contribuido enormemente a la comprensión de las propiedades biofísicas pasivos y activos de las células excitables. Una ventaja principal de esta técnica es que proporciona información sobre la forma específica manipulaciones (por ejemplo, farmacológica, experimentador inducida por plasticidad) pueden alterar las funciones neuronales específicos o channels, en tiempo real. Además, la apertura significativa de la membrana de plasma permite que la solución de la pipeta interna para difundir libremente en el citoplasma, proporcionar medios para la introducción de medicamentos, por ejemplo, agonistas o antagonistas de las proteínas intracelulares específicas, y la manipulación de estos objetivos, sin alterar sus funciones en las células vecinas. En este artículo se centrará en la grabación de células enteras a cabo en las neuronas en rodajas de cerebro, una preparación que tiene la ventaja de grabación de las neuronas en los circuitos cerebrales relativamente bien conservados, es decir, en un contexto fisiológicamente relevante. En particular, cuando se combina con la farmacología adecuada, esta técnica es una poderosa herramienta que permite la identificación de neuroadaptaciones específicos que se produjeron después de cualquier tipo de experiencias, como el aprendizaje, la exposición a drogas de abuso, y el estrés. En resumen, las grabaciones de células enteras patch-clamp en rodajas de cerebro proporcionan medios para medir ex vivo de preparación de cambios de larga duraciónen las funciones neuronales que se han desarrollado en animales despiertos intactas.

Introducción

La técnica de patch-clamp, una técnica electrofisiológica que se ha desarrollado a finales de 1970 de 1,2, es una herramienta fundamental para el estudio de las funciones de los canales iónicos individuales o múltiples en el tejido vivo. Entre las diferentes configuraciones de parches que se pueden lograr, grabaciones de células enteras patch-clamp permiten el estudio del comportamiento eléctrico de una parte sustancial de la neurona. Clásicamente, esta técnica se realiza in vitro, ya sea en rodajas de cerebro, neuronas recién disociadas, o en modelos de cultivo celular 3. Cuando se realiza en las neuronas en rodajas de cerebro, esta té....

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Protocolo

Todos los experimentos se llevaron a cabo de acuerdo con protocolos aprobados por el Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales UT Southwestern, y se eligieron a fin de minimizar el estrés, molestias y dolor experimentado por los animales de experimentación.

1. Soluciones

Nota: Se preparan soluciones internas de micropipetas con antelación. Para la mayoría de los propósitos experimentales básicos, dos tipos de soluciones deben ser suficientes: las soluciones basadas en Cs + y K + con base.

  1. Las soluciones basadas en el uso de Cs + (por ejemplo, solución de gluconato de Cs +, ver

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Resultados

Temperatura, un factor que se controla fácilmente por el experimentador, influye en las propiedades biofísicas de los canales iónicos y los receptores, y por lo tanto la forma de onda de las corrientes post-sinápticos (PSC) (EPSC y IPSCs) y la capacidad de las neuronas por obtener picos. Figura 3 y la Figura 4 muestran el efecto de la temperatura sobre la descarga neuronal y la pendiente de EPSCs evocados (eEPSCs), respectivamente. El patrón de disparo <.......

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Discusión

Este protocolo describe el procedimiento básico para la realización de experimentos de células enteras patch-clamp en las neuronas en rodajas de cerebro. Sin embargo, la complejidad, el potencial y sensibilidad de esta técnica no pueden ser completamente descritos en este artículo. Aquí, hemos tratado de delinear los pasos más básicos y ponen de relieve los parámetros importantes que deben ser controlados para lograr conjunto de células grabaciones exitosas y rigurosos. Para el aprendizaje teórico, muchos libros y artíc.......

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Divulgaciones

Ninguno de los autores tiene intereses en competencia o intereses en conflicto.

Agradecimientos

Esta investigación fue apoyada por los fondos de inicio de UT Southwestern (SK).

....

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Generador de estímulo de pulso aisladoA.M.P.IMaster-8
Unidad de aislamiento (ISO-Flex)A.M.P.IISO-Flex
Amplificador controlado desde computador (PC Molecular DevicesMulticlamp 700B
Sistema de adquisición digitalMolecular DevicesDigidata 1500
MicroscopioOlympusBX-51
MicromanipuladorSutter InstrumentsMPC-200
Cámara y calentador en líneaWarner InstrumentsTC-344B
Vibratome SlicerLeica VT1000 S
Extractor de micropipetasNarishigePC-10
Cámaraimágenes Q ImagingQIClick-F-M-12
Extractor de pipetas Narishige PC-10NarishigePC-10
Capilares de vidrioWPITW150F-3
Sujeción de rebanadas (arpa)Warner Instruments64-0255
Rebanadas CámaraWarner InstrumentsRC-26
Aguja de jeringa no metálicaWorld Precision InstrumentsMF28G67-5
Filtros de jeringaNalgene176-0045
Pistola de pegamentoHome Depotvarios
Tubo de dispersión de gasAce Glass Inc.varios
Tijeras de decapitaciónHome Depot100649198
Mango de bisturí #3World Precision Instruments500236
Tijeras pequeñas, rectas y afiladasPrecision Instruments14218
Pinzas de canulación de vasos World Precision Instruments500453
Pinzas hemostáticas curvasWorld Precision Instruments501288
Económico Pinzas #3World Precision Instruments501976-6
EspátulaFisher Scientific14357Q
Espátula de palaFisher Scientific14-357Q
Placa de PetriFisher Scientific08-747B
Papel de filtroLab DepotCFP1-110
Solutions
Cs-Gluconate solución interna (pH 7.2– 7.3, 280– 290 mOsm)
D-glucónico fuerte>50% Sigma Aldrich/variosG1951
Cesio-OH (CsOH) 50% Sigma Aldrich/varios232041
NaCl, 2,8 mMSigma Aldrich/variosS7653
HEPES, 20 mMSigma Aldrich/variosH3375
EGTA, 0,4 mMSigma Aldrich/variosE4378
tetraetilamonio-Cl, 5 mMSigma Aldrich/variosT2265
Na2GTP, 0,3 mMSigma Aldrich/variosG8877
MgATP, 2 mMSigma Aldrich/variosA9187
K-Gluconato solución interna (pH 7.2– 7.3, 280– 290 mOsm)
D-gluconato >K fuerte, 120 mMSigma Aldrich/variosG4500
KCl, 20 mMSigma Aldrich/variosP3911
HEPES, 10 mMSigma Aldrich/variosH3375
EGTA, 0,2 mMSigma Aldrich/variosE4378
MgCl2Sigma Aldrich/variosM8266
Na2GTP, 0,3 mMSigma Aldrich/variosG8877
MgATP, 2 mMSigma Aldrich/variosA9187
Líquido cefalorraquídeo artificial estándar (ACSF, osmolaridad ≈ 300-310 mOsm)
KCl, 2,5 mMSigma Aldrich/variosP3911
NaCl, 119 mMSigma Aldrich/ variosS7653
NaH2PO4• H2O, 1 mMSigma Aldrich/variosS9638
NaHCO3, 26,2 mMSigma Aldrich/variosS8875
Glucosa, 11 mMSigma Aldrich/variosG8270
MgSO4-7H2O, 1,3 mMSigma Aldrich/varios230391
CaCl2- 2H2O, 2,5 mMSigma Aldrich/variosC3881
Compuestos adicionales utilizados para la preparación de soluciones
KOHvarios
Ácido quinurénicoSigma Aldrich/variosK3375
de World

Referencias

  1. Neher, E., Sakmann, B. Single-channel currents recorded from membrane of denervated frog muscle fibres. Nature. 260 (5554), 799-802 (1976).
  2. Sakmann, B., Neher, E. Patch clamp techniques for studying ionic channels in excitable membranes. Annu Rev Physiol....

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