השיטה קלה ונוחה, כדי לקבוע את מידת צימוד צומת הפער נותב בין הנוירונים ברשתית מתואר. טכניקה זו מאפשרת לחקור את הפונקציה של סינפסות חשמליות בין הנוירונים ברשתית שלמים בתנאי תאורה שונים, בזמנים שונים של היום והלילה.
מאמר שיטה
השיטה קלה ונוחה, כדי לקבוע את מידת צימוד צומת הפער נותב בין הנוירונים ברשתית מתואר. טכניקה זו מאפשרת לחקור את הפונקציה של סינפסות חשמליות בין הנוירונים ברשתית שלמים בתנאי תאורה שונים, בזמנים שונים של היום והלילה.
בנוסף לשידור כימיים הסינפטי, נוירונים המחוברים על ידי צמתים הפער יכול גם לתקשר במהירות באמצעות העברה סינפטית חשמל. הגדלת הראיות עולה כי הפער לא רק בצמתים היתר זרימת זרם חשמלי ופעילות סינכרונית בין תאים או בשילוב ביניהם, אך כי כוח או היעילות של תקשורת בין תאים חשמליים בשילוב יכול להיות מווסתת על 1,2 במידה רבה. בנוסף, קוטר פנימי גדול (~ 1.2 ננומטר) של ערוצים רבים צומת הפער היתרי לא רק לזרום זרם חשמלי, אלא גם דיפוזיה של מולקולות איתות תאיים ומטבוליטים קטן בין תאים מחוברים, כך צמתים הפער עשוי גם לתווך תקשורת מטבוליים וכימיים . עוצמתה של התקשורת junctional הפער בין נוירונים אפנון על ידי נוירוטרנסמיטורים וגורמים אחרים ניתן ללמוד בו זמנית על ידי חשמלית הקלטה מתאי יחד ועל ידי קביעת tהוא מידת דיפוזיה של מולקולות נותב, שהן צומת הפער חדיר, אבל לא קרום חדיר, בעקבות הזרקת iontophoretic לתוך תאים בודדים. עם זאת, נהלים אלה יכול להיות קשה מאוד לביצוע על נוירונים עם somata קטן רקמה עצבית ללא פגע.
מחקרים רבים על הסינפסות חשמל אפנון התקשורת חשמל נערכו ברשתית חוליות, שכן כל אחד מחמשת סוגי נוירונים ברשתית מחובר חשמלית על ידי הפער צמתים 3,4. ראיות הגדלת הראו כי שעון היממה (24 שעות) ברשתית ושינויים גירוי האור להסדיר צומת הפער מצמד 3-8. לדוגמה, העבודה האחרונה הוכיחה כי שעון היממה רשתית פוחתת צומת הפער צימוד בין מוט ותאי קונוס photoreceptor במהלך היום על ידי הפעלת קולטן דופמין הגדלת D2 ו מגדילה באופן דרמטי את מוט חרוט צימוד בלילה על ידי צמצום הפעלת הקולטן D2 כאן, אנו מציגים שיטה פשוטה לקבוע את מידת צימוד צומת נותב הפער בין הנוירונים ברשתית בתנאי תאורה שונים, בזמנים שונים של היום והלילה. זו טכניקה לחתוך טוען הוא שינוי של טעינת לגרד 9-12, אשר מבוססת על טעינת דיפוזיה לצבוע בערוצים צומת לפתוח פער. טעינת לגרד עובד היטב בתאים בתרבית, אך לא פרוסות עבות כגון הרשתית ללא פגע. הטכניקה לחתוך טעינה נעשה שימוש כדי ללמוד צימוד photoreceptor בדגים שלמים הרשתיות יונקים 7, 8,13, וניתן להשתמש בו כדי ללמוד צימוד ביןנוירונים אחרים ברשתית, כפי שתואר כאן.
1. אינטקט הרשתית ההכנות העצבי, עכברים וארנבים דג זהב
2. Cut-loading
3. כימות צימוד נותב באמצעות ImageJ
4. נציג תוצאות
דוגמאות מייצגות של נותב תא photoreceptor צימוד כפי שנקבע על ידי טעינת לחתוך מוצגים איורים 2 ו 3 (דגים) ו איור 4 (ארנבת). התמונות צולמו באמצעות Confocal באותן הגדרות להשוואה (איור 2A-C ו איור. 4A-C) את עוצמת הקרינה היה זממו כפונקציה של המרחק לחתוך את והתאים ידי הפונקציה המעריכית מוצג מס '3.8 לעיל (איור 2 ד ו איור. 4D). שטח ערכים קבועים עבור כל תנאימוצגים נתוני 2E וגם 4E, הממחישות כי היקף צימוד צומת הפער נותב ניתן לכמת באמצעות טכניקה לחתוך הטעינה. בנוסף, התוצאות הן מאוד לשחזור. השתמש בטכניקה לחתוך טעינת כאמצעי לכימות מידת צימוד צומת הפער נותב הוא תוקף גם על ידי הממצא כי עוצמת הקרינה פוחתת אקספוננציאלית כפונקציה של מרחק החתך בכל המקרים שנבדקו 7,8 (ראה גם תאנים. 2D ו 4D כאן), המציין כי neurobiotin נכנס photoreceptors דרך לחתוך את הסכין ולא מאתרים אחרים ברשתית. יתר על כן, דומה איכותית יום / לילה הבדל צימוד נותב photoreceptor תא שנצפתה דג זהב עם זריקות נותב לתוך הקונוסים יחיד עם טעינת לחתוך 7 ממחיש לחתוך טעינת כאמצעי מדויק יחסית למדוד את מידת צימוד photoreceptor.
לחתוך-lטכניקה oading יכול לשמש גם כדי לחקור סוגים אחרים של סינפסות חשמל ברשתית. לדוגמה, איור 5 מדגים כי ארנבת מסוג (איור 5 א) ו-B-type (איור 5 ב) תאים אופקיים התערוכה הומולוגיים נותב צימוד הבא לגזור העמסה דיפוזיה של neurobiotin תחת כהה מותאם לתנאי.
| תרכובת | דג | עכבר | ארנב |
| NaCl | 130 | 120 | 117 |
| NaHCO 3 | 20 | 25 | 30 |
| לאא 2 PO 4 | - | 1 | 0.5 |
| KCl | 2.5 | 5 | 3.1 |
| גלוקוז | 10 | 10 | 10 |
| MgCl 2 | 1 | - | - |
| MgSO 4-7H 2 O | - | 1 | 1.2 |
| גלוטמין | - | 0.1 | 0.1 |
| CaCl 2 | 0.7 | 2 | 2 |
טבלה 1: הרכב פתרונות של Ringer עבור עכבר דג זהב, ואת הרשתיות ארנב. ריכוזים מוצגים מ"מ. הפתרונות של Ringer הם מבעבע עם 5% CO 2 / 95% O 2 ומתוחזק על 22 ° C (דגים) או 36 ° C (יונקים). "-": לא כלול Ringer על מין זה.

איור 1:. תרשים זרימה המציג את ההליך לחתוך הטעינה. לאחר בידוד of הרשתית העצבית שלם, חתכים רדיאליים כמה נעשו על ידי להב כי היה טבול הראשון פתרון neurobiotin 0.5%. הרשתית הודגר לטעינת נותב ודיפוזיה, ורחץ אז לפני קיבוע עם paraformaldehyde 4% (PFA) ב 0.1M פוספט חיץ (PB). נותב צימוד נבדקה באמצעות streptavidin-Alexa מצומדות-488.

באיור 2. יום ולילה ההבדל צימוד נותב photoreceptor ב דג זהב מתגלה על ידי טכניקה לחתוך הטעינה. הפער photoreceptor תא צומת neurobiotin צימוד נותב היה מקיף בלילה (ב) ו למחרת היישום של spiperone (10 מיקרומטר), קולטן דופמין סלקטיבית 2 D אנטגוניסט (ג), אבל לא היום בתנאים מלאה (A). ד) מנורמל עוצמת פלורסנט יחסית כפונקציה של המרחק מן הקיצוצים (מסומנת בחצים ב AC). ה) שטח קבוע valUES לקבל את הנתונים בניסויים אחרים D (n = 4). *** P <0.001.

באיור 3. דוגמה מייצגת מראה הקרינה בשכבת התאים קולטי האור ברשתית כהה מותאם דגי זהב בלילה הבא לגזור טעינה עם פתרון של שתי neurobiotin ו rhodamine dextran. Rhodamine dextran (באדום), אשר אינו מפוזר דרך צומת לפתוח ערוצי פער בשל משקל מולקולרי גבוה (> 10000 MW), רק תאים שכותרתו ליד החתך. לעומת זאת, neurobiotin (מוצג ירוק) מתפזרת דרך צמתים הפער ניתן לראות בתאים photoreceptor רחוק החתך. מיקום החתך מסומנת על ידי החץ בלוח אחד. סרגל קנה מידה: 200 מיקרומטר.

איור 4. יום ולילה שוניםence ב photoreceptor נותב צימוד ברשתית ארנב מתגלה על ידי טכניקה לחתוך הטעינה. הפער photoreceptor תא צומת neurobiotin צימוד נותב היה מקיף בלילה (ב) ו למחרת היישום של spiperone (10 מיקרומטר) (ג), אבל לא היום בתנאים מלאה (A). ב-AC, תצוגות בניצב השחזור 3D של photoreceptors ארנב ליד לחתוך מוצגים. ד) מנורמל עוצמת פלורסנט יחסית כפונקציה של המרחק מן הקיצוץ. E) ערכים שטח קבוע שהתקבלו הנתונים בניסויים אחרים D (n = 3). *** P <0.001.

איור 5. Cut-loading מגלה כי כהה מותאם תאים ארנב אופקי הם מצמידים נותב. שניהם סוג (A) ו-B-type (ב) בתאים אופקיים כהה מותאם הרשתיות ארנב הציג הומולוגיים צימוד neurobiotin נותב.
השיטה לגזור טעינת המתוארת כאן היא טכניקה יעילה וישירה על מנת לקבוע את מידת צימוד צומת נותב הפער בין הנוירונים ברשתית בתנאי תאורה שונים בזמנים שונים של היום והלילה. היתרונות של שיטה זו כוללים את היכולת לכמת את מידת צימוד צומת הפער נותב בין הנוירונים ברקמת הרשתית שלם תחת מגוון רחב של תנאי תאורה במהלך היום והלילה ולעשות זאת עבור נוירונים יחד, כי יש somata בקוטר קטן. מגבלות השיטה בחקר צמתים הפער בסתיו רקמות שלמות לשתי קטגוריות כלליות. ראשית, דיפוזיה נותב דרך צמתים הפער פתוח עלול להיות קשה יחסית להבחין בשל קוטר) קטן או תשלום הקשורים הערוצים פתוחים ב) כרכים היחסי של תאים סלולריים בשילוב 1,14,15. כלומר, דיפוזיה נותב מתא לתא קטן גדול או קבוצת תאים יחד, compared דיפוזיה נותב מתא לתא גדול יותר, עשוי להיות קשה יותר לזהות עקב דילול נותב. שנית, תחת כמה תנאים פיזיולוגיים, היקף דיפוזיה נותב דרך צמתים הפער רקמות שלמות לא יכול לשקף במדויק את עוצמת מוליכות הפער junctional בשל ההבדלים המוליכות של קטן הנוכחי נושאת יונים חשמליים, לעומת חדירות של נותב גדול יחסית מולקולות 1,14,15. ככלל, עדות נותב צימוד מראים נוכחות, תפקוד ערוצי פער פתוח בצומת, אך תחת כמה תנאים פיזיולוגיים, דיפוזיה נותב לא יכול להתרחש או לצפות למרות הקלטות אלקטרו מצביעים על נוכחות של, מתפקד צמתים לפתוח פער.
סביר להניח כי הטכניקה לחתוך טעינת יכול לשמש גם כדי לחקור את מידת צימוד צומת הפער נותב בין הנוירונים ברקמות שלמות מאזורים אחרים של sys העצבים המרכזיתTEM.
אין ניגודי אינטרסים הכריז.
עבודה זו מומנה על ידי NIH כדי להעניק EY005102 SCM ו EY018640 כדי החייאה
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| שם מגיב | חברה | מספר קטלוגי | הערות (אופציונלי) |
| Tricaine sulfonate מתאן (MS222) | Sigma-Aldrich | A5040 | 150 מ"ג / ליטר של מים שנאגרו אקווריום |
| Urethane | Sigma-Aldrich | U2500 | 2 גר '/ מנה kgloading |
| Tube Dual Night Vision goggle | לילה אופטיקה ארה"ב | D-221 | |
| נייר סינון, מס '4 כיתה | Whatman | 1004-090 | |
| מלקחיים בסדר, דומון מס '5, Biologie, 11 ס"מ | המדע כלים פיין | 11295-10 | |
| מספריים בסדר, קפיץ, 8 מ"מ להב, ישר | המדע כלים פיין | 15025-10 | |
| Neurobiotin | וקטור | SP-1120 | 0.5% |
| Streptavidin-מצומדות אלכסה 488 | Invitrogen | S11223 | 2% |
| Dextran rhodamine (גבוה (> 10000) MW) | Invitrogen | D1817 | 0.5% |
| Vectashield בינוני הרכבה | וקטור | H-1000 | |
| Zeiss 510 META לייזר סריקת מיקרוסקופ Confocal | Carl Zeiss, Inc | ||
| LSM-5 תמונה דפדפן 3,2,0,115 | Carl Zeiss, Inc | ||
| ImageJ תוכנה | NIH | ||
| OriginPro 8.0 | OriginLab קורפ |
בקש הרשאה לשימוש חוזר בטקסט או באיורים של מאמר JoVE זה
בקש הרשאה