כאן אנו מציגים פרוטוקול סידן התמונה איתות באוכלוסיות של סוגי תאים בודדים באזור צומת עצב-שריר מאתר.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
כאן אנו מציגים פרוטוקול סידן התמונה איתות באוכלוסיות של סוגי תאים בודדים באזור צומת עצב-שריר מאתר.
ניתן לנטר את הפעילות החשמלית של תאי ברקמות בטכניקות אלקטרופיזיולוגיות, אך אלה הם בדרך כלל מוגבל לניתוח של תאים בודדים. מאז עלייה של תאיים סידן (Ca2 +) ציטוזול מתרחש לעיתים קרובות בגלל הפעילות החשמלית, או בתגובה מספר עצום של גירויים אחרים, תהליך זה יכול להיות במעקב על ידי ההדמיה של תאים נטען עם פלורסנט סידן רגיש צבענים. עם זאת, קשה תמונה תגובה זו בסוג של תא בודד בתוך רקמת כל כי צבע אלה נתפסות על ידי כל סוגי תאים בתוך הרקמה. לעומת זאת, סידן מקודדים גנטית אינדיקטורים (GECIs) יכול לבוא לידי ביטוי על ידי סוג של תא בודד, לזרוח בתגובה לעליה של תאיים Ca2 +, וכך מאפשר ההדמיה של Ca2 + איתות של אוכלוסיות שלמות של סוגי תאים בודדים. כאן, אנו מיישמים את השימוש של GECIs GCaMP3/6 לצומת neuromuscular העכבר, תאי שוואן סינפסה התלת-צדדי בין מוטורי לגלוקוז, שרירי השלד מסוף/perisynaptic. נדגים את התועלת של טכניקה זו קלאסי שמחוץ רקמות ההכנות. שימוש של הפיצול אופטי, אנו מבצעים הדמיה כפולה באורך הגל של Ca דינמי2 + אותות ותווית סטטי של צומת עצב-שריר (NMJ) בגישה זה יכול להיות מותאם בקלות כדי לפקח על שני GECI תא ספציפי או מתח מקודדים גנטית אינדיקטורים (GEVI) בו זמנית. לבסוף, נדון את רוטינות המשמש ללכידה מפות מרחביות של עוצמת קרינה פלואורסצנטית. יחד, טכניקות אלו אופטי, מהונדס, אנליטית יכול להיות מועסק ללמוד את הפעילות הביולוגית של subpopulations תאים נפרדים ב- NMJ במגוון רחב של הקשרים.
NMJ, כמו כל הסינפסות, מורכב משלושה אלמנטים: מסוף presynaptic נגזר תא עצב, תא נוירון postsynaptic/אפקטור, ותא perisynaptic גליה1,2. בעוד ההיבטים הבסיסיים של ההעברה הסינאפסית היו שהראו-זה סינפסה3, היבטים רבים של תהליך זה נשאר לא ידוע, בחלקו בשל הביטוי של מולקולות אותו על ידי אלמנטים הסלולר ברורים של סינפסה הזה. לדוגמה, קולטני פורין אדנין נוקלאוטיד ATP והן אצטילכולין (ACh), אשר פורסם במשותף על ידי מנוע נוירונים ב- NMJ חוליות, באים לידי ביטוי על ידי שריר, תאי שוואן מוטורי לגלוקוז, ובכך שמסבך את הפירוש של כל השפעה תפקודית שהופעל על ידי אלה חומרים (למשל, משדר השחרור או תגובה, יצירת כח השריר)4. יתר על כן, למרות NMJ מרכיבי ה-tripartite פשוטים בהשוואה, לדוגמה, נוירונים במערכת העצבים המרכזית אשר לעתים קרובות להפגין תשומות סינפטית מרובים, אם המנוע נוירונים, תאי שריר או תאי שוואן להשתנות בתגובה לגירויים מבוסס על מהותי שלהם הטרוגניות (למשל, נגזרת עובריים, סוג של סיבים, מורפולוגיה) אינו ברור. על מנת לטפל בכל הבעיות הללו, זה יהיה יתרון לאתר בו זמנית את התגובה של תאים רבים בתוך אחד רכיב סינפטית, כמו גם מסלול, באותו הזמן, תגובה כזו גם שאר הרכיבים נפרדים. אסטרטגיות המקובלת באמצעות צבעם למדוד סידן איתות לא יכול להשיג שתי מטרות אלה, בגלל צבע שהוחל אמבטיה הוא נלקח על ידי סוגי תאים מרובים לאחר היישום לרקמות, צבע טעון intracellularly יכול לשמש רק לדמיין גדודים נפרדים או קטן של תאים. כאן, ניצול העכברים הטרנסגניים לבטא GECIs תוכנן כדי למדוד סידן לתא ספציפי איתות, יחד עם הדמיה ספציפית, כלי תוכנה5, אנחנו מדגימים הראשון של אלה שתי מטרות הכוללת ונדון כיצד התוספת של חדש כלים הטרנסגניים יעזור להשיג השני. טכניקה זו יהיה שימושי עבור מי שמעוניין מעקב אחר הדינמיקה סידן או אחרים הסלולר איתות האירועים נצפות דרך גן מקודד חיישנים אופטיים אוכלוסיות תאים מרובים בו-זמנית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
גידול בעלי חיים, ניסויים בוצעו על פי מוסדות לאומיים של בריאות המדריך עבור הטיפול, השימוש של חיות מעבדה, את IACUC-האוניברסיטה של נבאדה.
1. הכנת דיאפרגמות ועצבים הסרעפת מן העכברים הטרנסגניים
2. גירוי ורישום של פוטנציאל פעולה שריר
3. הדמיה של זריחה המדגם
4. ייצוא וניתוח של הנתונים באינטנסיביות סטיית תקן מפה של קרינה פלואורסצנטית (SDiu16)
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
מספר דוגמאות של שינויים בעוצמה פלורסצנטיות, מתווכת על-ידי עליות של תאיים Ca2 + בתוך התא מוגדרים סוגי NMJ, להראות את התועלת של גישה זו. תוצאות אלו מוצגים כמו זריחה המרחבי בעוצמה מפות, אשר מספקים את מיקומו של תאים מגיבה, כמו גם את עוצמת התגובות שלהם, ובכך מאפשר על ההערכה של כמה תאים מגיב ומגיב כמה כל תא מסוים גירוי. לדוגמה, כפי שמוצג באיור1, לקחנו סרטונים של ההיענויות2 + Ca אוכלוסיה של מסוף/perisynaptic שוואן תאים (TPSCs)-NMJs של הסרעפת של...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
כאן אנו מספקים דוגמאות של מדידת Ca2 + תגובות תאים מסוימים ברקמת עצב-שריר שלם, שימוש בעכברים לבטא GECI. על מנת לבצע בהצלחה ניסויים אלה, זה הכרחי כדי לא לפצוע את עצב הסרעפת בזמן. לשיקוף Ca2 + תגובות בתאי שוואן בעוצמה נמוך או גבוה (כלומר, 20 X או 60 X), יש צורך להשתמש BHC או ממוצע-conotoxin חסום לתנועה. עבור צריכת חשמל נמוכה הדמיה של Ca2 + תגובות בתאי השריר, זה ניתן למדוד אותם בהיעדרו של תרופות אלו, וכך מאפשר רכישה סימולטני של שריר Ca2 + ארעי עוצמות ושרירים אורך שינויים ב...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
המחברים אין לחשוף.
עבודה זו נתמכה בכספים של המכונים הלאומיים לבריאות (NIH) GM103554, GM110767 אל (T.W.G.) ומן המרכז הלאומי לחקר משאבי 5P20RR018751, את GM103513 8P 20 הלאומית המכון של כללי למדעי הרפואה (ל G.W.H.).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| עכברי Myf5-Cre | Jax | #007893 | מניע ביטוי תאי שריר כבר ב-E136 |
| >Wnt1-Cre עכברי | Jax | #003829 | מניע ביטוי לתוך הכל תאי שוואן ב-E13 אך לא P209 |
| >Sox10-Cre עכברי | Jax | #025807 | מניע ביטוי תאי שוואן בגילאים מבוגרים יותר |
| עכברי GCaMP3 מותנים | Jax | #029043 | מבטא GCaMP3 באופן ספציפי לתא |
| עכברי GCaMP6f מותנים | Jax | #024105 | מבטא GCaMP6f באופן |
| ספציפי לתאBHC (3-(N-butylethanimidoyl)-4-hydroxy-2H-chromen-2-one) | Hit2Lead | #5102862 | חוסם מיוזין בשרירי השלד אך לא העברה עצבית6 |
| >CF594-α-BTX | Biotium | #00007 | מסמן אשכולות קולטני אצטילכולין בפפטידים NMJ |
| µ-conotoxin GIIIb | Int'l | #CONO20-01000 | חוסם Nav1.4 תעלות נתרן תלויות מתח8 |
| סיליקון דיאלקטרי ג'ל; הידוע גם בשם דבקי Sylgard | Ellswoth | # Sil Dielec Gel .9KG | מאפשר קיבוע של הסרעפת על ידי פינים זעירים |
| פינים זעירים (קוטר 0.1 מ"מ) | Fine Science | Tools 26002-10 | משתק דיאפרגמה על ג'ל סיליקון דיאלקטרי |
| Eclipse FN1 מיקרוסקופ זקוף | Nikon | MBA74100 | מאפשר בימוי ותצפית על דגימה |
| פלטפורמת מיקרוסקופ קבועה בסיסית עם מתרגם מיקרוסקופ XY ידני | Autom8 | MXMScr | מאפשר תנועה של דגימה |
| מיקרומניפולטור ידני | Narishige | M-152 | מכיל אלקטרודות הקלטה וגירוי |
| מגבר מיקרואלקטרודה | התקנים מולקולריים | Axoclamp 900A | מאפשר אלקטרודה חדה, הקלטה אלקטרופיזיולוגית תוך-תאית |
| מערכת רכישת נתונים מיקרואלקטרודה עם רעש נמוך | , התקנים מולקולריים | Digidata 1550 | מאפשר איסוף נתונים אלקטרופיזיולוגיים |
| מערכת ניתוח נתונים של מיקרואלקטרודות | מכשירים מולקולריים | PCLAMP 10 תקן | מבצע ניתוח נתונים אלקטרופיזיולוגיים |
| ממריץ גל מרובע | דשא | S48 | מגרה עצב לעורר שרירים |
| יחידת בידוד גירוי | דשא | PSIU6 | מפחית חפצי גירוי |
| חוטי בורוסיליקט, קוטר חיצוני 1.0 מ"מ, קוטר פנימי 0.5 מ"מ | Sutter | FG-GBF100-50-15 | Impalas ומתעד פוטנציאל שרירים מעורר עצב חוטי |
| בורוסיליקט, קוטר חיצוני 1.5 מ"מ, קוטר פנימי 1.17 מ"מ | Sutter | BF150-117-15 | מוארך ומשמש לאלקטרודה יניקה |
| חולץ מיקרופיפטה | Sutter | P-97 | מושך ומכין אלקטרודות הקלטה |
| 1200x1200 פיקסלים, מצלמת cMOS עם תאורה אחורית | Photometrics | Prime 95b | מצלמה רגישה המאפשרת הדמיה ברזולוציה גבוהה ובמהירות גבוהה |
| מקור אור | Lumencor | Spectra X | מספקת תאורה מנורות LED למניעת פלואורסצנטיות |
| יעדי טבילה במים פלואורסצנטיים מתוקנים באינסוף, W.D. 2 מ"מ | Nikon | CFI60 | מספק מרחקי עבודה ארוכים להדמיה של דגימה |
| תאורת סיבים אופטיים עם מנורת הלוגן | Sumita | LS-DWL-N | מספק תאורה לתצפית בשדה בהיר |
| W-View מפצל תמונות תאומים | Hamamatsu | A12801-01 | מקרין זוג אחד של תמונות באורך גל כפול המופרדות על ידי מצלמה דיכרואית למצלמה בודדת |
| מסנני פס פס יחיד (512/25-25 ו-630/92-25) | SemRock | FF01-512/25-25; FF01-630/92-25 | מאפשר הדמיה כפולה |
| 560 ננומטר מפצל קרן דיכרואי חד-קצה | Sem Rock | FF560-FDi01-25x36 | מראה דיכרואית המפרידה בין אלומות אור כדי לאפשר הדמיה באורך גל כפול |
| מערכת רכישת נתוני הדמיה | Nikon | NIS Elements - MQS31000 | מאפשרת רכישת נתוני הדמיה |
| מודול בקרת אורך גל | מודול MQS41220 של Nikon | לנתוני הדמיה acqusiition | |
| מודול חומרה של מפצל פליטה | מודול Nikon | MQS41410 | להדמיה של נתוני הדמיה |
| מערכת ניתוח נתוני הדמיה | NA | Volumetry 8D5, פיג'י | מאפשר ניתוח של עוצמת הקרינה ונתוני הדמיה אחרים |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.