מאמר זה וידאו מדגים את ההגדרה, את ההליכים לתיקון גופי תא וכיצד ליישם את הקלטות מהדק דינמיות מתאי הגנגליון בכל הר עכבר רשתיות. טכניקה זו מאפשרת החקירה של התרומה המדויקת של תשומות סינפטיים מעוררות ומעכבות, ואת העצמה היחסית והעיתוי שלהם לspiking העצבי.
Method Article
מאמר זה וידאו מדגים את ההגדרה, את ההליכים לתיקון גופי תא וכיצד ליישם את הקלטות מהדק דינמיות מתאי הגנגליון בכל הר עכבר רשתיות. טכניקה זו מאפשרת החקירה של התרומה המדויקת של תשומות סינפטיים מעוררות ומעכבות, ואת העצמה היחסית והעיתוי שלהם לspiking העצבי.
תאי הגנגליון הם תאי עצב הפלט של הרשתית ופעילותם משקפת את האינטגרציה של קלטים סינפטיים מרובים הנובעים ממעגלים עצביים ספציפיים. טכניקות תיקון מהדק, מהדק מתח ובתצורות מהדק הנוכחי, משמשות בדרך כלל כדי ללמוד את המאפיינים הפיסיולוגיים של תאי עצב ולאפיין התשומות סינפטיים שלהם. למרות היישום של טכניקות אלה הוא אינפורמטיבי מאוד, הם מציבים מגבלות שונות. לדוגמה, קשה לכמת את האופן שבו האינטראקציות המדויקות של תשומות מעוררות ומעכבות לקבוע פלט תגובה. כדי לטפל בבעיה זו, השתמשנו בטכניקה שונה נוכחית מהדק, מהדק דינמי, המכונית גם מוליכות 1 מהדק, 2, 3 ובדקנו את ההשפעה של תשומות סינפטיים מעוררות ומעכבות על רגישות עצבית. טכניקה זו דורשת הזרקה של זרם לתוך התא ותלוי במשוב בזמן אמת של פוטנציאל הקרום שלה באותו זמן. Injecteד הנוכחי מחושב מראש conductances מעוררים והמעכב, הפוטנציאלים סינפטיים היפוכם ואת הפוטנציאל המיידי הקרום של התא. פירוט השיטה הניסיוני, תיקון הידוק תאים כדי להשיג תצורה כל תא ותעסוקה של טכניקת המהדק הדינמית באות לידי ביטוי במאמר זה וידאו. כאן, אנו מציגים את התגובות של תאי הגנגליון ברשתית עכבר לצורות גל מוליכות שונות המתקבלות מניסויים פיסיולוגיים בתנאי בקרה או בנוכחותו של סמים. יתר על כן, אנו מציגים את השימוש בconductances מעוררים והמעכב המלאכותיים שנוצר באמצעות פונקציות אלפא לחקור את התגובות של התאים.
הרשתית היא רקמה עצבית כמעט שקופה המצפה את החלק האחורי של העין. מחקרים רבים משתמשים ברשתית כמודל כדי לחקור את צעדיו הראשונים בעיבוד חזותי ומנגנונים של איתות הסינפטי. מאז רשת הרשתית בהכנה כל ההר נשארה שלמה לאחר נתיחה, הוא מייצג מערכת אידיאלית ללמוד אינטראקציות הסינפטי כתגובות הפיזיולוגיות שלו דומות מאוד לתנאים בvivo. כך, באמצעות רשתית מבודדת את המאפיינים של תאי העצב שלו ניתן ללמוד תוך שימוש בטכניקות מהדק תיקון (לביקורות על הטכניקה, ראה 6,9,13). זיהוי התרומה של מעגלים ומוליכים עצביים לתגובת תא גנגליון הספציפיים המדויקת, לעומת זאת, בדרך כלל הפריע כסוכנים תרופתיים לפעול באתרים שונים.
תגובות פיסיולוגיות של תאי עצב ברשתית לאור, הגירוי הטבעי, ניתן להקליט עם pipettes זכוכית מלא בנוזל תוך תאי. באמצעות תיקון CLטכניקות מגבר, תגובות עצביות לגירוי אור ניתן להקליט כמו תנודות פוטנציאל הממברנה (מהדק נוכחי) או כזרמים (מהדק מתח). על ידי החזקת פוטנציאל הממברנה במתחים שונים וביישום ניתוח מוליכות בדיעבד, אפשר לבודד את תשומות סינפטיים מעכבות ומעוררות 5,12. סוג זה של ניסויים יכול להתבצע במדיום רחצה רגיל ובנוכחותם של סוכנים תרופתיים שונים כדי לבודד את תרומתו של נוירוטרנסמיטורים ואת הקולטנים לתגובות עצביות שונים. שפע של מחקרים ממעבדות רבות אפיין את התלות של תפוקה ותשומות spiking מעוררות ומעכבות על נכסי תמריצים כגון גודל, בניגוד, תדרי מרחב ובזמן, כיוון, כוונה ומשתנים גירוי אחר. אם כי אלה גישות ניסיוניות לספק מידע על הקשר בין התפוקה ותשומות ספייק סינפטיים כפונקציה של מאפייני גירוי,הפרשנות של התרומה של סוגי תאים מסוימים והתשומות סינפטיים לרגישות תא היא לא פשוטה. זאת בשל העובדה שהן בדרך כלל תשומות מעוררות ומעכבות להשתנות עם מאפייני גירוי ולכן, לא ניתן להעריך את ההשפעה המדויקת ששינויים בכל אחד מתשומות אלה יש בspiking העצבי.
גישה חלופית כדי לעקוף מגבלות אלו היא לבצע הקלטות מהדק דינמיות, המאפשרות הערכה ביקורתית של התרומה של תשומות סינפטיים בודדות לspiking פלט. טכניקת המהדק הדינמית מאפשרת הזרקה ישירה של זרם לתוך התא ואת כמות המוזרקת נוכחי בזמן נתון תלויה בפוטנציאל הקרום נרשם באותה תקופה 1,2,3 (לסקירה, ראה 7,14). זוהי הגדרת מהדק נוכחי שונה שבו אינטראקציה משוב בזמן אמת, במהירות בין התא מתחת להקלטה והציוד הכולל חומרה מיוחדת, התוכנהומחשב מושגת. כמות המוזרקת הנוכחי לתוך התא מחושבת בהתאם. לפיכך, היתרון של שיטה זו הוא שהתא יכול להיות מגורה עם שילובים של צורות גל מוליכות שונות, והתגובה שלה תהיה לחקות את ההפעלה של קולטנים שמתווכים תשומות סינפטיים. לדוגמה, השוואה בין התגובה להזרקה של conductances המעוררות והמעכב לנקודה קטנה עם התגובה להזרקה של מוליכות הגירוי לנקודה קטנה מספקת מידע לגבי ההשפעה של עיכוב בתגובת תא בלבד. כמו כן, שילובים אחרים של conductances נרשם פיסיולוגיים יכולים להיות שותף הזריק לחשוף כיצד גירוי תלוי שינויים בconductances המעוררות ו / או מעכבות משפיעים על התפוקה בספייק.
במחקר שלנו, נעשתה שימוש בטכניקת המהדק הדינמית כדי להדגים את ההשפעה של המשרעת והעיתוי של תשומות סינפטיים על מאפייני הירי של תאי הגנגליון ברשתית היחסי. conductances השוניםהמתקבל מניסויים פיסיולוגיים בתנאי בקרה או בנוכחות של סוכנים תרופתיים הועסקו כתשומות. בנוסף, conductances מלאכותי המבוסס על פונקציות אלפא שמשו גם כדי לחקור כיצד תשומות סינפטיים משולבות על ידי תאי עצב. לכן זו היא טכניקה צדדי המאפשרת סוגים שונים של מוליכות נוצרו גם מבחינה פיזיולוגית, פרמקולוגית או המחשוב להיות מוזרקים לתוך אותו תא גנגליון, ולכן השוואה של תגובות לתשומות אלה יכול להתבצע.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
1. הגדרה כללית והכנת רקמה
2. גופי תא תיקון של תאי הגנגליון ברשתית
3. הקלטות של תאי הגנגליון שימוש Dynamiג קלאמפ
מוליכות (G בNS) יכולה להיות סאיnaptic או מלאכותי. מניסויים קודמים שבוצעו על ידי Protti, די מרקו, הואנג, Vonhoff, נגויין וסולומון (תוצאות לא פורסמו) בתגובה לגירויים חזותיים שונים בתנאי בקרה ובנוכחות של צורות גל tetrodotoxin מוליכות הסינפטי מעוררות ומעכבות נאספו (TTX, 1 מיקרומטר) . גל מוליכות מלאכותי היה מודל באמצעות פונקצית אלפא. V מ '(בmV) הוא פוטנציאל הממברנה המוקלט. G ו-G exc INH מייצגים conductances המעוררות והמעכב בהתאמה תוך exc V ו-V INH מייצגים את פוטנציאלי ההיפוך של conductances המעוררות והמעכב, בהתאמה. זמן הוא לא בטרשת נפוצה. קצב דגימה הוא 40 קילוהרץ.
אני S = אני 0 (ט / α) דואר αt
המשוואה לעיל היא פונקצית אלפא (אני 0 = זרם מרבי; 1 / α = זמן השיא (שניות -1) של נוכחי). זמן העלייה וזמן דעיכה של הסינפטינוכחי מוכתב על ידי α 4. המוליכות מעוררות נותרות ללא שינוי בזמן ההשהיה של מוליכות מעכבות שונה, הפחתת העיכוב ביחס להתפרצות של עירור (איור 2 ד).
4. מכתים נוגדן נגד תאי רשתית גנגליון וציפר צהובים מלאים
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
תרומתם של מקורות תשומות מעכבות לתגובות תא הגנגליון שונים באה לידי ביטוי באמצעות היישום של צורות גל מוליכות שונות. גל אלה התקבלו עם גירויים שונה של בהירות בתנאים רגילים ובנוכחותו של TTX, + חוסם מתח מגודרת Na ערוץ ש2A פעולת לוקי דור פוטנציאלי היחידה בקבוצת משנה של interneurons רשתית מעכב. איור מראה תגובה להזרקה של נציג גל מוליכות מעורר ומעכב שנרשם בתגובה לגירוי עם נקודה שחורה קטנה על רקע אפור בתנאים נורמלים. כשגל המוליכות הושג עם נקודה שח...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כאן אנו מציגים את השימוש במהדק דינמי כדי להעריך את ההשפעה של היחס והתזמון יחסי של עירור ועיכוב בתפוקת תא הגנגליון ברשתית. מהדק דינמי עושה שימוש בסימולציות מחשב כדי להציג את conductances סינפטיים פיזיולוגית מוקלט או מלאכותי לנוירונים חיים. מתודולוגיה זו מספקת כלי אינטראקטיביים שבאמצעותו ניתן לשנות conductances ומוזרק לתוך נוירונים לחישוב השפעתם על תגובות עצביות. ניתן לקבל צורות גל מוליכות מניסויים שבהם גירויים חזותיים המשמשים להפעלה קולטנית אור בתנאי בקרה ובנוכחות של סוכנים תרופתיי...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
כל ההליכים אושרו תחילה על ידי ועדת האתיקה של הטיפול בבעלי החיים באוניברסיטה של סידני, ולאחר מכן בוצעו בהתאם להנחיות של הקוד האוסטרלי של אימון לטיפול והשימוש בבעלי חיים למטרות מדעיות (בריאות הממלכתית ומועצה למחקר רפואי של אוסטרליה ).
עבודה זו נתמכת על ידי המועצה למחקר האוסטרלית (ARC DP0988227) וחקר המדעים ביו גרנט היוזמה מהדיסציפלינה של המדע ביו, אוניברסיטת סידני. מגבר הצמד תיקון ציוד EPC 8 מומן על ידי קרן האתחול מהדיסציפלינה של מדע ביו, אוניברסיטת סידני. מערכת ציוד InstruTECH LIH 8 8 נתונים הרכישה נרכשה בכספים מרבקה ל 'קופר קרן וקרן אתחול מהדיסציפלינה של מדע ביו, אוניברסיטת סידני. ברצוננו להודות לסוקרים אנונימיים לקבלת ההצעות והערות תובנה שלהם.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| <חזק>ריאגנט | |||
| אינהלציה איזופלורן, חומר הרדמה | Pharmachem | ||
| Ames Medium עם L-גלוטמט (אבקה) | סיגמא-אולדריץ | ||
| אשלגן גלוקונאט, סיגמא-אלדריץ' HEPES נטול מים, | |||
| תמיסת מגנזיום כלוריד ( 4.9 מול/ליטר) | סיגמא-אולדריץ' | ||
| אדנוזין 5'-טריפוספט (ATP) מלח דיסודיום הידרט | סיגמא-אולדריץ' | ||
| גואנוזין 5'-טריפוספט מלח נתרן הידרט | סיגמא-אולדריץ | ||
| אתילן גליקול-ביס(2-אמין– thylether)-N,N,N',N'-חומצה טטראצטית | סיגמא-אולדריץ | ||
| פרפורמלדהיד, 95% | Sigma-Aldrich | ||
| Anti-Lucifer Yellow, Rabbit IgG Fraction (3 מ"ג/מ"ל) | Invitrogen | ||
| Alexa Fluor 594 עיזים נגד ארנב IgG (H+L) 2 מ"ג/מ"ל | Invitrogen | ||
| Fluorescent Conservation | Media BioFX מעבדות בע"מ | ||
| Equipment | |||
| צינורות זכוכית נימיים עם קצוות מלוטשים להבה (OD = 1.50 מ"מ, ID = 0.86 מ"מ, אורך = 15 ס"מ) | Warner Instruments | 64-0794 | |
| זכוכית חד שלבית זכוכית Micror– Lectrode Puller | Narishinge יפן | דגם PP-830 | |
| Minipuls 2 | Gilson | ||
| Millex-GV 0.22 μ m F< / em>ilter יחידה | Millipore Corporation | SLGV004SL | |
| Luer Lock לשימוש חוזר מחט היפודרמית: 30 G | אחיין סמית '(אוסטרליה) | ||
| מחמם פתרון מוטבע יחיד | וורנר אינסטרומנטס | דגם SH-27B | |
| בקר טמפרטורה אוטומטי כפול | וורנר אינסטרומנטס | TC-344B | |
| אולימפוס סטריאומיקרוסקופ SZ61 | אולימפוס תאגיד | ||
| אולימפוס מיקרוסקופ BX50WI: עם 40X אובייקטיבי | אולימפוס תאגיד | ||
| 0-30 V 2.5 A DC ספק כוח | דיק סמית אלקטרוניקה | Q1770 | |
| מצלמה מיקרוסקופית דיגיטלית ProgResMF מגניב | Jenoptik | ||
| מיקרומניפולטור MP-225 | סאטר מכשיר חברה | ||
| תיקון מהדק מגבר EPC 8 | HEKA Elektronik | ||
| InstruTECH LIH 8+8 מערכת רכישת נתונים | HEKA Elektronik | ||
| מחשב: DELL | Dell Corporation | ||
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission