הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.

מאמר שיטה

שני הפוטונים סידן הדמיה של דנדריטים עצביים במוח פרוסות

11.2K צפיות

DOI:

10.3791/56776

15 במרץ 2018

במאמר זה

סיכום

אנו מציגים שיטת שילוב תאים כל תיקון-קלאמפ הקלטות והדמיה שני הפוטונים להקליט את Ca2 + שנחשולי דנדריטים עצביים במוח חריפה פרוסות.

תקציר

הדמיית סידן (Ca2 +) הוא כלי רב עוצמה כדי לחקור את הדינמיקה ייתכן של אותות תאיים2 + Ca בדנדריטים עצביים. Ca2 + תנודות יכול להתרחש באמצעות מגוון רחב של הממברנה, מנגנונים תאיים, לשחק תפקיד מכריע של אינדוקציה של פלסטיות סינפטית, ויסות דעתנית דנדריטים. מכאן, היכולת להקליט סוגים שונים של Ca2 + אותות בענפים דנדריטים הוא יקר עבור קבוצות לומדים איך דנדריטים לשלב מידע. כניסתו של מיקרוסקופ שני הפוטונים עשה מחקרים כאלה קל יותר באופן משמעותי על ידי פתרון הבעיות כדי הדמיה ברקמה חיה, כגון פיזור אור, נזקי. יתר על כן, באמצעות שילוב של שיטות אלקטרופיזיולוגיות קונבנציונאלי עם שני הפוטונים Ca2 + הדמיה, זה אפשרי לחקור המקומי Ca2 + תנודות דנדריטים עצביים במקביל עם הקלטות של פעילות סינפטית סומה. כאן, אנו נתאר כיצד להשתמש בשיטה זו כדי ללמוד את הדינמיקה של רשות מקומית2 + תופעות מעבר (חתולים) בדנדריטים של GABAergic interneurons מעכבות. השיטה ניתן להחיל גם ללמוד דנדריטים Ca2 + איתות סוגים עצביים במוח חריפה פרוסות.

מבוא

התרומה של נוירון לפעילות הרשת נקבעת במידה רבה על ידי באופי הדינמי של הקלט סינפטית שהיא מקבלת. באופן מסורתי, השיטה הדומיננטית של אפיון פעילות סינפטיים בנוירונים הסתמך על תיקון שלם-תא הסומטית-קלאמפ הקלטות של זרמי postsynaptic עורר על ידי גירוי חשמלי של אקסונים של המעבר. עם זאת, הפעילות היחידה של הסינפסות ממוקם הציר הקרוב הוא דיווח בכנות במקרה הזה1. בנוסף, כדי להעריך את המנגנונים הספציפיים סינפסה, שימשו הקלטות זוגות נוירונים ומן דנדריטים במיקום ספציפי למטרה הסינפסות עניין ולפי המנגנון של אינטגרציה דנדריטים, בהתאמה. פריצת דרך בתחום הפיזיולוגיה סינפטית הושג באמצעות נישואים של טכניקות אופטי אלקטרופיזיולוגיות. סריקת מיקרוסקופ (2PLSM) בשילוב עם Ca....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

פרוטוקול

כל הניסויים בוצעו בהתאם להנחיות רווחת החיה הגנה הוועדה של אוניברסיטת לאוול והמועצה קנדי על טיפול בעלי חיים.

1. הכנה ראשונית (אופציונלי: להכין יום מראש)

  1. הכינו שלושה סוגים של נוזל מוחי שדרתי מלאכותי (כלנית חדד) פתרון (רגילה, סוכרוז, התאוששות פתרונות, 1 ליטר לכל; ראה טבלה 1). התאם את osmolality של הפתרונות ± 10 300 mOsm25 . ומגניב כלנית חדד-סוכרוז עד נקודה ליד קירור (0-4 ° C).
    הערה: השימוש של פתרון חיתוך דל-נתרן (כלנית חדד-סוכרוז) מסייעת לשמר את הכדאיות של נוירונים בשכבות השטחיות של פרוסות חריפה26.
  2. להכין 0.75 מ של תיקון-פתרון הכולל של fluorophore אדום (....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

תוצאות

באמצעות פרוטוקול המובאת כאן, השגנו חתולים עורר סומאטית נוכחי הזרקת ועל ידי גירוי חשמלי של דנדריטים של oriens/alveus interneurons באזור CA1 של ההיפוקמפוס. לאחר תיקון נוירון, מזוהה המבוסס על הצורה והמיקום שלה, השגנו linescans על פני דנדריט הפרוקסימלית נקודות מרובות-נתן מרחקים סומא (איור 1 א'). . הבחנו בירידה משרעת של חתולים שנגזרות backpropagating APs כמו המרחק בין סומא מוגברת (מצביע על כך משרעת AP מופחתת או ירידה מרחק תלויי סידן ערוץ הפצה,

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

דיון

השיטה המוצגת כאן מדגים כיצד ניתן להשתמש השילוב של שני הפוטונים Ca2 + הדמיה electrophysiology תיקון-קלאמפ ללמוד דנדריטים Ca2 + איתות של דנדריטים עצביים במוח חריפה פרוסות. שיטה זו מאפשרת ניטור של שניהם מקומי Ca2 + הגבהים עורר על ידי חשמל AP גירוי או backpropagating מקטעים דנדריטים, ואת התגובה סומאטית של התא. זה עושה את זה כלי מצוין ללמוד חלקים שונים איך בעץ הדנדריטי לשלב תשומות ולתקשר עם סומא. אבל בהינתן אורך הניסוי, תשומת לב מיוחדת צריך להיות משולם הבריאות תא על-ידי הגבלת השימוש של עוצמת ה.......

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

גילויים

המחברים יש אין מתחרים אינטרסים כלכליים או אחרים ניגודי עניינים.

תודות

עבודה זו נתמכה על ידי המועצה הקנדית מכוני הבריאות מחקר מדעי הטבע, מחקר הנדסי (NSERC גילוי גרנט) וקרן סבוי. OC נתמכה על ידי מלגת דוקטורט מ NSERC.

....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

חומרים

רשימת החומרים שנעשה בהם שימוש במאמר זה
שםחברהמספר קטלוגהערות
זן בעלי חיים: עכבר CD1צ'ארלס ריבר022
איזופלורןAbbVie Corporation0B506-099
CGP 55845 הידרוכלורידAbcamab120337
סידן כלורי סיגמא-אולדריץ'C4901
D-(+)-גלוקוז סיגמא-אולדריץ'G8270
HEPESסיגמא-אולדריץ'H3375
מגנזיום כלוריד Sigma-AldrichM8266
מגנזיום גופרתי הפטהידראט230391סיגמא-אולדריץ
, 95%סיגמא-אולדריץ'158127
אשלגן כלורי סיגמא-אולדריץ'P3911
אשלגן גלוקונאט סיגמא-אולדריץ'P1847
נתרן אזיד סיגמא-אולדריץ'S2002
נתרן ביקרבונט סיגמא-אולדריץ'S8875
נתרן כלורי סיגמא-אולדריץ'S5886
סוכרוז סיגמא-אולדריץ'S9378
טריטון X-100 סיגמא-אולדריץ'T9284
בסיס טריזמה סיגמא-אולדריץ'T1503
טריזמה הידרוכלוריד Sigma-AldrichT3253
נתרן פוספט די-בסיסי דיהידרט סיגמא-אולדריץ'71643

נתרן פוספט מונו-בסיסי
מונוהידרט 
סיגמא-אולדריץ'S9638
ביוציטיןסיגמא-אולדריץ'B4261
Alexa Fluor 594 הידרזידThermoFisher ScientificA10438
SR95531 (גבזין) Abcamab120042

אדנוזין טריפוספט (ATP)-טריס
סיגמא-אולדריץ'A9062

גואנוזין (GTP)-Na+
Sigma-AldrichG8877

אורגון ירוק BAPTA-1
ThermoFisher ScientificO6812

מלח פוספוקריאטין די(טריס)
סיגמא-אולדריץ'P1937

Streptavidin-conjugated Alexa-546
ThermoFisher ScientificS11225

תיקון נימי זכוכית בורוסיליקט
מכשירים דיוק עולמיים1B100F-4

נימי זכוכית בורוסיליקט תטא
סאטרBT-150-10

P-97 חולץ מיקרופיפטה בוער/חום
סאטר

TCS SP5 מיקרוסקופ מולטיפוטוני קונפוקלי
Leica Microsystems

זיקית Ultra II Ti:לייזר רב-פוטוני ספיר 
קוהרנטית
לרכישת הדמיה של LAS AFבקר טמפרטורה Leica Microsystems

TC-324B
Warner Instruments

מגבר MultiClamp 700B
התקנים

Digidata 1440A Digitizer
התקנים

קונפוקלי מתרגם
Siskiyou

מיקרומניפולטור
Siskiyou

pClamp תוכנה לרכישת נתונים
התקנים

A365 מבודד גירוי זרם קבוע
מכשירים מדויקים

מערכות
קינטיות
אבקת פרפורמלדהיד ' מכשיר מכשיר תוכנה בקר טמפרטורה מולקולריים מולקולריים מולקולריים עולמיים של שולחן אופטי Vibraplane

מקורות

  1. Williams, S. R., Mitchell, S. J. Direct measurement of somatic voltage clamp errors in central neurons. Nat Neurosci. 7, 790-798 (2008).
  2. Denk, W., Svoboda, K. Photon upmanship: why multiphoton imaging is more than a gimmick. Neuron. 18, 351-357 (1997).
  3. ....

הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.

הדפסות חוזרות והרשאות

תגיות

Patch clamp