Imaging Local Ca<sup>2+</sup> Signals in Cultured Mammalian Cells

Jeffrey T. Lock; Kyle L. Ellefsen; Bret Settle; Ian Parker; Ian F. Smith

doi:10.3791/52516

Imagerie Ca locale 2+ Signaux de cellules de mammifères cultivées

JoVE Journal
Biology

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Imaging Local Ca²⁺ Signals in Cultured Mammalian Cells

Imagerie Ca locale 2+ Signaux de cellules de mammifères cultivées

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09:30 min

March 3, 2015

DOI: 10.3791/52516-v

Jeffrey T. Lock¹, Kyle L. Ellefsen¹, Bret Settle¹, Ian Parker^1,2, Ian F. Smith¹

¹Neurobiology and Behavior,University of California, Irvine, ²Physiology and Biophysics,University of California, Irvine

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This article presents techniques for imaging local IP3-mediated Ca2+ events in intact mammalian cells using fluorescence microscopy. The method involves loading cells with calcium indicators and employing an algorithm for automated event identification and analysis.

Key Study Components

Area of Science

Neuroscience
Cell Biology
Fluorescence Microscopy

Background

Understanding calcium signaling is crucial for cellular processes.
IP3 plays a significant role in mediating calcium release from the endoplasmic reticulum.
Fluorescence microscopy allows for real-time imaging of calcium dynamics.
Automated analysis enhances the efficiency of data interpretation.

Purpose of Study

To demonstrate the acquisition of local IP3-mediated calcium signals.
To illustrate the detection and analysis of these signals in live cells.
To provide a protocol for researchers to replicate the imaging technique.

Methods Used

Culturing mammalian cells on glass bottom cover dishes.
Loading cells with cell membrane permeable fluorescent calcium indicators.
Using an inverted microscope with 488 nm light for excitation.
Inducing local calcium signals with a brief pulse of UV light.

Main Results

Successful imaging of local calcium signals in intact cells.
Demonstrated automation in the identification of calcium events.
Provided a clear protocol for future studies in calcium signaling.
Highlighted the role of IP3 in mediating calcium release.

Conclusions

The technique effectively captures local calcium signaling dynamics.
Automation improves the analysis of complex calcium events.
This method can be applied to various studies involving calcium signaling.

Frequently Asked Questions

What is the significance of IP3 in calcium signaling?

IP3 is crucial for mediating calcium release from the endoplasmic reticulum, impacting various cellular functions.

How does fluorescence microscopy aid in studying calcium events?

Fluorescence microscopy allows for real-time visualization of calcium dynamics within live cells.

What are the advantages of using automated analysis?

Automated analysis enhances efficiency and accuracy in identifying and quantifying calcium signaling events.

Can this method be applied to other types of cells?

Yes, the technique can be adapted for various cell types to study calcium signaling.

What are the key steps in the imaging protocol?

Key steps include culturing cells, loading indicators, and using specific light wavelengths for excitation.

What role does UV light play in this study?

UV light is used to photo-liberate IP3 from a caged precursor, initiating calcium release.

Nous présentons ici des techniques d’imagerie des événements Ca²⁺ médiés par IP₃ locaux à l’aide de la microscopie à fluorescence dans des cellules de mammifères intactes chargées d’indicateurs Ca²⁺ ainsi qu’un algorithme qui automatise l’identification et l’analyse de ces événements.

L’objectif global de cette procédure est de démontrer l’acquisition, la détection et l’analyse de signaux calciques locaux médiés par IP trois dans des cellules de mammifères intactes à l’aide de l’imagerie par caméra. Pour ce faire, les cellules sont d’abord cultivées sur les boîtes à fond de verre et chargées avec les formes perméables à la membrane cellulaire de l’indicateur de calcium fluorescent. CAL cinq 20 et en cage IP trois.

La deuxième étape consiste à positionner le verre de protection sur la platine d’un microscope inversé et à éclairer l’échantillon avec une lumière de 488 nanomètres pour exciter le colorant fluorescent sensible au calcium Cal five 20. Ensuite, des signaux calciques locaux sont induits en exposant les cellules à une brève impulsion de lumière UV. Cette photo libère l’IP trois d’un précurseur en cage, de sorte qu’il peut maintenant se lier au récepteur de l’acétol trisphosphate et médier la libération de calcium du réticulum endoplasmique.

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