Name: Les réponses de calcium dans les neurones dimagerie GFP-marqués de hypothalamiques tranches de cerveau de souris (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-08-24T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 14 s
Description: Découvrez l'imagerie calcique dans les neurones GFP-marqués de tranches hypothalamiques de cerveau de souris. Cette méthode utilise un indicateur rouge pour analyser spatialement et temporellement les signaux calciques par microscopie confocale.

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Nous remercions nos collègues qui ont participé aux travaux résumés ici. Ce travail a été soutenu par des subventions de la Deutsche Forschungsgemeinschaft (SFB 894), «l&#39;analyse intégrative de l&#39;olfaction» du DFG Schwerpunktprogramm 1392 et par la Fondation Volkswagen (TLZ). TLZ est professeur Lichtenberg de la Fondation Volkswagen.

<ol><li>Almholt, K., Arkhammar, P. O., Thastrup, O., Tullin, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Simultaneous+visualization+of+the+translocation+of+protein+kinase+Calpha-green+fluorescent+protein+hybrids+and+intracellular+calcium+concentrations%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+J%22%5BJournal%5D)">Simultaneous visualization of the translocation of protein kinase Calpha-green fluorescent protein hybrids and intracellular calcium concentrations.</a> Biochem. J. 337 (Pt 2), 211-218 (1999).</li>
<li>Bolsover, S., Ibrahim, O., O'Luanaigh, N., Williams, H., Cockcroft, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+fluorescent+Ca2%2B+dyes+with+green+fluorescent+protein+and+its+variants%3A+problems+and+solutions%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+J%22%5BJournal%5D)">Use of fluorescent Ca2+ dyes with green fluorescent protein and its variants: problems and solutions.</a> Biochem. J. 356, 345-352 (2001).</li>
<li>Leinders-Zufall, T., Ishii, T., Mombaerts, P., Zufall, F., Boehm, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Structural+requirements+for+the+activation+of+vomeronasal+sensory+neurons+by+MHC+peptides%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Structural requirements for the activation of vomeronasal sensory neurons by MHC peptides.</a> Nat. Neurosci. 12, 1551-1558 (2009).</li>
<li>Wen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genetic+identification+of+GnRH+receptor+neurons%3A+a+new+model+for+studying+neural+circuits+underlying+reproductive+physiology+in+the+mouse+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Genetic identification of GnRH receptor neurons: a new model for studying neural circuits underlying reproductive physiology in the mouse brain.</a> Endocrinology. 152, 1515-1526 (2011).</li>
<li>Hara, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Imaging+pancreatic+beta-cells+in+the+intact+pancreas%5BTitle%5D)+AND+%22Am.+J.+Physiol.+Endocrinol.+Metab%22%5BJournal%5D)">Imaging pancreatic beta-cells in the intact pancreas.</a> Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 290, E1041-E1047 (2006).</li>
<li>Doherty, A. J., Coutinho, V., Collingridge, G. L., Henley, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+internalization+and+surface+expression+of+a+functional%2C+fluorescently+tagged+G-protein-coupled+glutamate+receptor%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem.+J%22%5BJournal%5D)">Rapid internalization and surface expression of a functional, fluorescently tagged G-protein-coupled glutamate receptor.</a> Biochem. J. 341 (Pt 2), 415-422 (1999).</li>
<li>Kurebayashi, N., Harkins, A. B., Baylor, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Use+of+fura+red+as+an+intracellular+calcium+indicator+in+frog+skeletal+muscle+fibers%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Use of fura red as an intracellular calcium indicator in frog skeletal muscle fibers.</a> Biophys. J. 64, 1934-1960 (1993).</li>
<li>Heyward, P. M., Chen, C., Clarke, I. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Gonadotropin-releasing+hormone+modifies+action+potential+generation+in+sheep+pars+distalis+gonadotropes%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroendocrinology%22%5BJournal%5D)">Gonadotropin-releasing hormone modifies action potential generation in sheep pars distalis gonadotropes.</a> Neuroendocrinology. 58, 646-654 (1993).</li>
<li>Leinders-Zufall, T. Technique for setting up the perfusion of a recording chamber for physiological studies with cultured and acutely dissociated cells. , Avaliable from: 
	 <a target="_blank" href="
	http://www.warneronline.com/pdf/whitepapers/perfusion_strategies.pdf">
	http://www.warneronline.com/pdf/whitepapers/perfusion_strategies.pdf</a> (1998).</li>
<li>Kneen, M., Farinas, J., Li, Y., Verkman, A. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Green+fluorescent+protein+as+a+noninvasive+intracellular+pH+indicator%5BTitle%5D)+AND+%22Biophys.+J%22%5BJournal%5D)">Green fluorescent protein as a noninvasive intracellular pH indicator.</a> Biophys. J. 74, 1591-1599 (1998).</li>
<li>Wen, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Functional+characterization+of+genetically+labeled+gonadotropes%5BTitle%5D)+AND+%22Endocrinology%22%5BJournal%5D)">Functional characterization of genetically labeled gonadotropes.</a> Endocrinology. 149, 2701-2711 (2008).</li>
<li>Paxinos, G., Franklin, J. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aPaxinos%2C+G+%22The+mouse+brain+in+stereotaxic+coordinates%22">The mouse brain in stereotaxic coordinates</a>. , 2nd edn, Academic Press. (2001).</li>
<li>Tirindelli, R., Dibattista, M., Pifferi, S., Menini, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((From+pheromones+to+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Rev%22%5BJournal%5D)">From pheromones to behavior.</a> Physiol. Rev. 89, 921-956 (2009).</li>
<li>Kelliher, K. R., Wersinger, S. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+regulation+of+the+sexual+behavior+and+reproductive+physiology+of+the+laboratory+mouse%3A+effects+and+neural+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22ILAR+J%22%5BJournal%5D)">Olfactory regulation of the sexual behavior and reproductive physiology of the laboratory mouse: effects and neural mechanisms.</a> ILAR J. 50, 28-42 (2009).</li>
<li>Yoon, H., Enquist, L. W., Dulac, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Olfactory+inputs+to+hypothalamic+neurons+controlling+reproduction+and+fertility%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Olfactory inputs to hypothalamic neurons controlling reproduction and fertility.</a> Cell. 123, 669-682 (2005).</li>
<li>Boehm, U., Zou, Z., Buck, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Feedback+loops+link+odor+and+pheromone+signaling+with+reproduction%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Feedback loops link odor and pheromone signaling with reproduction.</a> Cell. 123, 683-695 (2005).</li>
<li>Wilson, J. M., Dombeck, D. A., Diaz-Rios, M., Harris-Warrick, R. M., Brownstone, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-photon+calcium+imaging+of+network+activity+in+XFP-expressing+neurons+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Two-photon calcium imaging of network activity in XFP-expressing neurons in the mouse.</a> J. Neurophysiol. 97, 3118-3125 (2007).</li>
<li>Hu, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Detection+of+near-atmospheric+concentrations+of+CO2+by+an+olfactory+subsystem+in+the+mouse%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Detection of near-atmospheric concentrations of CO2 by an olfactory subsystem in the mouse.</a> Science. 317, 953-957 (2007).</li>
<li>Perez, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+transient+receptor+potential+channel+expressed+in+taste+receptor+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">A transient receptor potential channel expressed in taste receptor cells.</a> Nat. Neurosci. 5, 1169-1176 (2002).</li>
<li>Trollinger, D. R., Cascio, W. E., Lemasters, J. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Selective+loading+of+Rhod+2+into+mitochondria+shows+mitochondrial+Ca2%2B+transients+during+the+contractile+cycle+in+adult+rabbit+cardiac+myocytes%5BTitle%5D)+AND+%22Biochem+Biophys.+Res.+Commun%22%5BJournal%5D)">Selective loading of Rhod 2 into mitochondria shows mitochondrial Ca2+ transients during the contractile cycle in adult rabbit cardiac myocytes.</a> Biochem Biophys. Res. Commun. 236, 738-742 (1997).</li>
<li>Properties of Asante Calcium Red - a novel ratiometric indicator with long excitation wavelength. Meshik, X. A., Hyrc, K. L., Goldberg, M. P. Neuroscience Meeting Planner, , Society for Neuroscience. San Diego, CA. (2010).</li>
</ol>

Aucun conflit d&#39;intérêt déclaré.

Une question majeure en neurosciences est de comprendre comment le cerveau traite l&#39;information sociale. Une source prédominante de l&#39;information nécessaire à la reconnaissance sociale est codé par des signaux olfactifs ou phéromones. La détection de ces signaux par des populations neuronales dans le nez et la reconnaissance des signaux dans le cerveau, en particulier l&#39;hypothalamus, jouent un rôle essentiel dans de nombreux processus sociaux et les hormones influencent et d&#39;autres facteurs neuroendocrin...

There was a typo in the abstract of <a href="http://www.jove.com/video/4213">Imaging Calcium Responses in GFP-tagged Neurons of Hypothalamic Mouse Brain Slices</a>.

Erratum: Imaging Calcium Responses in GFP-tagged Neurons of Hypothalamic Mouse Brain Slices

<table border="1"><tbody><tr><td> Nom </td><td> Entreprise </td><td> Cat. N ° </td></tr><tr><td> Gélose </td><td> Sigma </td><td> A1296 </td></tr><tr><td> Fura-red/AM </td><td> Invitrogen </td><td> F-3021 </td></tr><tr><td> Pluronic F-127 </td><td> Sigma </td><td> P2443 </td></tr><tr><td> Le diméthylsulfoxyde </td><td> Fisher Scientific </td><td> BP231 </td></tr><tr><td> Vibrante de la lame de microtome Hyrax V 50 </td><td> Zeiss </td><td> 9770170 </td></tr><tr><td> Dispositif de refroidissement CU 65 pour Microtome Hyrax V 50 </td><td> Zeiss </td><td> 9920120 </td></tr><tr><td> O 2 / CO 2 incubateur, CB210-UL </td><td> Liant </td><td> 0019389 </td></tr><tr><td> Super colle, Loctite 406TM </td><td> Henckel </td><td> 142580 </td></tr><tr><td> Spatules doubles, forme cuillère </td><td>Bochem </td><td> 3182 </td></tr><tr><td> Spatules Microspoon, forme cuillère </td><td> Bochem </td><td> 3344 </td></tr><tr><td> Ciseaux Spring, Moria Vannas-Wolff - Lames 7mm </td><td> Outils Fine Science </td><td> 15370-52 </td></tr><tr><td> Ciseaux Spring, Vannas - Lames 3mm </td><td> Outils Fine Science </td><td> 15000-00 </td></tr><tr><td> Ciseaux Wagner </td><td> Outils Fine Science </td><td> 14071-12 </td></tr><tr><td> Pince médicale, 7b Dumont </td><td> Outils Fine Science </td><td> 11270-20 </td></tr><tr><td> Grande Chambre rectangulaire Open Bath (RC-27) </td><td> Warner Instruments </td><td> 64-0238 </td></tr><tr><td> Confocale Radiance BioRad Microscope 2100 </td><td> Zeiss </td><td> na </td></tr></tbody></table>

les réponses de calcium dans les neurones d&#39;imagerie gfp-marqués de hypothalamiques tranches de cerveau de souris

Imaging Calcium Responses in GFP-tagged Neurons of Hypothalamic Mouse Brain Slices

Malgré une augmentation considérable de nos connaissances sur les mécanismes qui sous-tendent l&#39;encodage de l&#39;information dans le cerveau, une question centrale concernant les mesures précises moléculaires ainsi que l&#39;activité des neurones spécifiques dans multi-fonctionnel des noyaux de zones du cerveau comme l&#39;hypothalamus reste. Ce problème comprend l&#39;identification des composants moléculaires impliqués dans la régulation des cascades de transduction du signal neurohormone différentes. Des élévations des intracellulaire de Ca 2 + jouent un rôle important dans la régulation de la sensibilité des neurones, tant au niveau de la transduction du signal et sur ​​les sites synaptiques. De nouveaux outils ont vu le jour pour aider à identifier les neurones dans la myriade de neurones du cerveau en exprimant la protéine fluorescente verte (GFP) sous le contrôle d&#39;un promoteur particulier. Pour surveiller à la fois spatialement et temporellement stimulus induit par Ca 2 + dans les réponses des neurones marqués GFP, un non-fluorescente verte Ca 2 + colorant indicateur needs à être utilisé. En outre, la microscopie confocale est une méthode préférée de neurones individuels d&#39;imagerie dans des tranches de tissu en raison de sa capacité de visualiser des neurones dans des plans distincts de profondeur dans le tissu et pour limiter l&#39;extérieur de la mise au point de fluorescence. La ratiométrique Ca 2 + indicateur fura-2 a été utilisée en combinaison avec GFP-1 marqué neurones. Toutefois, le colorant est excité par le rayonnement ultraviolet (UV). Le coût du laser et de la profondeur de pénétration limitée optique de la lumière UV empêché son utilisation dans de nombreux laboratoires. En outre, fluorescence de la GFP peut interférer avec les signaux de fura-2 2. Par conséquent, nous avons décidé d&#39;utiliser un rouge fluorescent Ca 2 + colorant indicateur. L&#39;énorme changement Strokes de fura-rouge permet une analyse de la fluorescence multicolore rouge en combinaison avec la GFP en utilisant une longueur d&#39;onde d&#39;excitation unique. Nous avons eu de bons résultats précédemment en utilisant le fura-rouge en combinaison avec GFP-étiqueté neurones olfactifs 3. Les protocoles de tranches de tissus olfactifs semble fonctionner eQually bien dans les neurones hypothalamiques 4. Fura-rouge à base de Ca 2 + imagerie a également réussi à combiner avec pancréatiques GFP-β-cellules marqués et étiquetés GFP-récepteurs exprimés dans des cellules HEK 5,6. Une petite bizarrerie de fura-rouge, c&#39;est que son intensité de fluorescence à 650 nm diminue une fois l&#39;indicateur fixe le calcium 7. Par conséquent, la fluorescence des neurones au repos avec une faible concentration de Ca 2 + a une intensité relativement élevée. Il est à noter, que les autres rouges Ca 2 + indicateurs de colorants existent ou sont en cours d&#39;élaboration, qui pourraient donner de meilleurs résultats ou améliorés dans les neurones du cerveau et de régions différentes.

Dans ce protocole, nous mettons à jour les progrès récents de l&#39;imagerie Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; Signaux des neurones GFP-marqués dans les tranches de tissus du cerveau en utilisant un rouge fluorescent Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; Indicateur de colorant.

Les réponses de calcium dans les neurones d&#39;imagerie GFP-marqués de hypothalamiques tranches de cerveau de souris

Malgré l'augmentation considérable de nos connaissances sur les mécanismes sous-jacents au codage de l'information dans le cerveau, une question centrale concernant le ...

L'objectif général de cette procédure est de surveiller les réponses calciques induites par un stimulus, à la fois dans les neurones marqués par la GFP, de manière spatiale et temporelle, dans des tranches de cerveau à l'aide d'un colorant calcique fluorescent non vert. Ceci est réalisé en extrayant d'abord le cerveau d'une souris transgénique exprimant la GFP dans des cellules spécifiques. La deuxième étape consiste à préparer des tranches de tissu à l'aide d'un microtome.Ensuite, la solution de chargement du colorant indicateur de calcium est pipetée sur les tranches afin que le colorant soit capté par les cellules cérébrales. La dernière étape consiste à effectuer un enregistrement temporel des cellules fluorescentes à l’aide de la microscopie confocale. En définitive, les réponses calciques dans les neurones marqués par la GFP sont visualisées à l’aide d’une analyse d’imagerie calcique multicolore.L'avantage principal de cette technique par rapport aux méthodes existantes de microscopie confocale est que nous pouvons visualiser le calcium dans des neurones exprimant la protéine fluorescente verte (GFP) à l'aide d'un colorant indicateur de calcium fluorescent décalé vers le roug

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Neuroscience

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L'organe voméronasal (VNO) détecte des signaux chimiques intraspécifiques qui transmettent des informations sociales et reproductives. Nous avons réalisé des expériences d'imagerie Ca2+ en utilisant des souris transgéniques exprimant G-CaMP2 dans le tissu du VNO. Cette approche nous permet d'analyser les schémas complexes de réponse des neurones voméronasaux à un grand nombre de stimuli de phéromones.

Réponses d&#39;imagerie neuronale dans les préparations d&#39;organe voméronasal Slice Exprimant un capteur de calcium codées génétiquement

Source : Bancroft, E. A., et al. Quantification de Ca2+ flux et leurs effets en aval dans les neurones primaires du mésencéphale de la souris. J. Vis. Exp. (2020) &lt;p style='line-height :1.2 ;margin-bottom :0pt ;margin-top :0pt ;' dir='ltr'&gt;Cette vidéo démontre la visualisation en temps réel de l’afflux de calcium dans les neurones du mésencéphale ventral dérivé d’embryons de souris. À l’aide d’un vecteur viral pour exprimer un indicateur calcique, les neurones sont imagés au microscope...

Visualisation de l’afflux de calcium dans les neurones du mésencéphale ventral dérivé d’embryons de souris

Nous décrivons une procédure expérimentale pour mesurer l’activité neuronale à travers les fenêtres optiques doubles au-dessus corticies somatosensoriel primaire bilatérale (S1) en Thy1-GCaMP6s des souris transgéniques à l’aide de 2 photons (2p) microscopie in vivo.

Imagerie de l’activité neuronale dans le Cortex somatosensoriel primaire utilisant Thy1-GCaMP6s des souris transgéniques

Nous présentons une méthode combinant les enregistrements de patch-clamp de la cellule entière et deux photons d’imagerie pour enregistrer des transitoires de Ca2 + en dendrites neuronales dans des tranches de cerveau aiguë.

Imagerie biphotonique Calcium en Dendrites neuronales dans des tranches de cerveau

Ce protocole détaille comment mettre en œuvre et exécuter des enregistrements de photométrie multifibres, comment corriger les artefacts indépendants du calcium et des considérations importantes pour l'imagerie photométrie bicolore.

Photométrie multifibres pour enregistrer l'activité neuronale chez les animaux en mouvement libre

Nous présentons ici comment exposer le ganglion géniculé d’une souris de laboratoire vivante et anesthésiée et comment utiliser l’imagerie calcique pour mesurer les réponses d’ensembles de ces neurones aux stimuli gustatifs, permettant ainsi de multiples essais avec différents stimulants. Cela permet des comparaisons approfondies de quels neurones répondent à quels tastants.

Imagerie calcique in vivo des réponses des neurones ganglionnaires géniculés de souris aux stimuli gustatifs

Nous présentons un protocole pour exposer le tronc cérébral de la souris adulte du côté ventral. En utilisant une lentille à indice de réfraction gradient avec un microscope miniature, l’imagerie au calcium peut être utilisée pour examiner l’activité de la somata neuronale olive inférieure in vivo.

In vivo Imagerie du calcium chez la souris Olive inférieure

Ce protocole décrit l’exposition chirurgicale du ganglion radiculaire dorsal (DRG) suivi de GCaMP3 (indicateur Ca2+ codé génétiquement; Protéine fluorescente verte-calmoduline-protéine M13 3) Imagerie Ca2+ des ensembles neuronaux à l’aide de souris Pirt-GCaMP3 tout en appliquant une variété de stimuli à la patte postérieure ipsilatérale.

In vivo Imagerie calcique d’ensembles neuronaux dans des réseaux de neurones sensoriels primaires dans des ganglions radiculaires dorsaux intacts

Ce protocole détaille la procédure d’imagerie des réponses calciques dans le colliculus supérieur (SC) des souris éveillées, y compris l’imagerie de l’activité d’un seul neurone avec la microscopie à deux photons tout en laissant le cortex intact chez les souris de type sauvage, et l’imagerie de l’ensemble du SC avec la microscopie à grand champ chez les souris mutantes à cortex partiel.

Imagerie calcique dans le colliculus supérieur de souris

Le présent protocole décrit l’imagerie calcique in vivo pour mesurer les réponses d’ensembles de neurones lombaires-6 DRG à des stimuli somatiques et viscéraux. Des comparaisons approfondies peuvent être faites entre les neurones répondant à différents stimuli. Ce protocole est précieux pour étudier les mécanismes de la douleur viscérale et de la stimulation somatique, comme l’acupuncture.

in vivo Imagerie calcique de la réponse des neurones des ganglions de la racine dorsale aux stimuli somatiques et viscéraux

Ce protocole décrit l’imagerie calcique GCaMP in vivo de neurones intacts du ganglion du trijumeau (TG). Cette description comprend la chirurgie d’exposition aux TG, l’imagerie par microscopie confocale in vivo des neurones TG, l’application de stimuli somatiques pendant l’imagerie microscopique des neurones TG et l’analyse des données d’imagerie calcique GCaMP in vivo .

In vivo Imagerie calcique d’ensembles neuronaux dans des réseaux de neurones sensoriels primaires dans des ganglions du trijumeau intacts

Découvrez l'imagerie calcique dans les neurones GFP-marqués de tranches hypothalamiques de cerveau de souris. Cette méthode utilise un indicateur rouge pour analyser spatialement et temporellement les signaux calciques par microscopie confocale.

Les réponses de calcium dans les neurones d'imagerie GFP-marqués de hypothalamiques tranches de cerveau de souris

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