Name: מיקרו-Iontophoresis מהיר של גלוטמט וגאבא: כלי שימושי לחקירת האינטגרציה סינפטית (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2013-07-31T17:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 8 s
Description: חקור אינטגרציה של אותות סינפטיים באמצעות מיקרו-איונטופורזה מהירה של גלוטמט וגאבא. שיטה זו מאפשרת חקירה מדויקת של אינטגרציה פוסט-סינפטית בעצבנים ומנגנוני פלט עצבי.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

אנו מודים לאנס ריינר פולדר, מרטין פורמן ווקר ג&#39;קסון לזהירות לקרוא את כתב היד. החוקרים קיבל מימון שהועמד על ידי משרד המחקר MIWF של מדינת Northrhine-Westfalia (SR), שיתוף הפעולה BMBF-Projekträger DLR ארה&quot;ב לגרמניה במדעי המוח חישובית (CRCNS; SR), מרכזי התמחות במחלות ניווניות (כהן; SR), ואת האוניברסיטה של ​​תכנית מימון בין חומות בון (BONFOR; SR).

<ol><li>Megias, M., Emri, Z., Freund, T. F., Gulyas, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Total+number+and+distribution+of+inhibitory+and+excitatory+synapses+on+hippocampal+CA1+pyramidal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">Total number and distribution of inhibitory and excitatory synapses on hippocampal CA1 pyramidal cells.</a> Neuroscience. 102, 527-540 (2001).</li>
<li>Gasparini, S., Migliore, M., Magee, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((On+the+initiation+and+propagation+of+dendritic+spikes+in+CA1+pyramidal+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">On the initiation and propagation of dendritic spikes in CA1 pyramidal neurons.</a> J. Neurosci. 24, 11046-11056 (2004).</li>
<li>Losonczy, A., Magee, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrative+properties+of+radial+oblique+dendrites+in+hippocampal+CA1+pyramidal+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Integrative properties of radial oblique dendrites in hippocampal CA1 pyramidal neurons.</a> Neuron. 50, 291-307 (2006).</li>
<li>Remy, S., Csicsvari, J., Beck, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activity-dependent+control+of+neuronal+output+by+local+and+global+dendritic+spike+attenuation%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Activity-dependent control of neuronal output by local and global dendritic spike attenuation.</a> Neuron. 61, 906-916 (2009).</li>
<li>Stuart, G., Schiller, J., Sakmann, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Action+potential+initiation+and+propagation+in+rat+neocortical+pyramidal+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Action potential initiation and propagation in rat neocortical pyramidal neurons.</a> J. Physiol. 505 (Pt. 3), 617-632 (1997).</li>
<li>Magee, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendritic+integration+of+excitatory+synaptic+input%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Rev.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Dendritic integration of excitatory synaptic input.</a> Nat. Rev. Neurosci. 1, 181-190 (2000).</li>
<li>Amaral, D. G., Witter, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+three-dimensional+organization+of+the+hippocampal+formation%3A+a+review+of+anatomical+data%5BTitle%5D)+AND+%22Neuroscience%22%5BJournal%5D)">The three-dimensional organization of the hippocampal formation: a review of anatomical data.</a> Neuroscience. 31, 571-591 (1989).</li>
<li>Miles, R., Toth, K., Gulyas, A. I., Hajos, N., Freund, T. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Differences+between+somatic+and+dendritic+inhibition+in+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Differences between somatic and dendritic inhibition in the hippocampus.</a> Neuron. 16, 815-823 (1996).</li>
<li>Muller, C., Beck, H., Coulter, D., Remy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Inhibitory+control+of+linear+and+supralinear+dendritic+excitation+in+CA1+pyramidal+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Inhibitory control of linear and supralinear dendritic excitation in CA1 pyramidal neurons.</a> Neuron. 75, 851-864 (2012).</li>
<li>Murnick, J. G., Dube, G., Krupa, B., Liu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((High-resolution+iontophoresis+for+single-synapse+stimulation%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Methods%22%5BJournal%5D)">High-resolution iontophoresis for single-synapse stimulation.</a> J. Neurosci. Methods. 116, 65-75 (2002).</li>
<li>Liu, G., Choi, S., Tsien, R. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Variability+of+neurotransmitter+concentration+and+nonsaturation+of+postsynaptic+AMPA+receptors+at+synapses+in+hippocampal+cultures+and+slices%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Variability of neurotransmitter concentration and nonsaturation of postsynaptic AMPA receptors at synapses in hippocampal cultures and slices.</a> Neuron. 22, 395-409 (1999).</li>
<li>Renger, J. J., Egles, C., Liu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+developmental+switch+in+neurotransmitter+flux+enhances+synaptic+efficacy+by+affecting+AMPA+receptor+activation%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">A developmental switch in neurotransmitter flux enhances synaptic efficacy by affecting AMPA receptor activation.</a> Neuron. 29, (2001).</li>
<li>Heine, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+mobility+of+postsynaptic+AMPARs+tunes+synaptic+transmission%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Surface mobility of postsynaptic AMPARs tunes synaptic transmission.</a> Science. 320, 201-205 (2008).</li>
<li>Somogyi, P., Klausberger, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Defined+types+of+cortical+interneurone+structure+space+and+spike+timing+in+the+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Defined types of cortical interneurone structure space and spike timing in the hippocampus.</a> J. Physiol. 562, 9-26 (2005).</li>
<li>Pugh, J. R., Jahr, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Axonal+GABAA+receptors+increase+cerebellar+granule+cell+excitability+and+synaptic+activity%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Axonal GABAA receptors increase cerebellar granule cell excitability and synaptic activity.</a> J. Neurosci. 31, 565-574 (2011).</li>
<li>Mozrzymas, J. W., Zarnowska, E. D., Pytel, M., Mercik, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Modulation+of+GABA%28A%29+receptors+by+hydrogen+ions+reveals+synaptic+GABA+transient+and+a+crucial+role+of+the+desensitization+process%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Modulation of GABA(A) receptors by hydrogen ions reveals synaptic GABA transient and a crucial role of the desensitization process.</a> J. Neurosci. 23, 7981-7992 (2003).</li>
<li>Pasternack, M., Smirnov, S., Kaila, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Proton+modulation+of+functionally+distinct+GABAA+receptors+in+acutely+isolated+pyramidal+neurons+of+rat+hippocampus%5BTitle%5D)+AND+%22Neuropharmacology%22%5BJournal%5D)">Proton modulation of functionally distinct GABAA receptors in acutely isolated pyramidal neurons of rat hippocampus.</a> Neuropharmacology. 35, 1279-1288 (1996).</li>
<li><a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=%22Single-Channel+Recording%22">Single-Channel Recording</a>. , Springer. (2009).</li>
<li>Davie, J. T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dendritic+patch-clamp+recording%5BTitle%5D)+AND+%22Nat.+Protoc%22%5BJournal%5D)">Dendritic patch-clamp recording.</a> Nat. Protoc. 1, 1235-1247 (2006).</li>
<li>Major, G., Polsky, A., Denk, W., Schiller, J., Tank, D. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Spatiotemporally+graded+NMDA+spike%2Fplateau+potentials+in+basal+dendrites+of+neocortical+pyramidal+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurophysiol%22%5BJournal%5D)">Spatiotemporally graded NMDA spike/plateau potentials in basal dendrites of neocortical pyramidal neurons.</a> J. Neurophysiol. 99, 2584-2601 (2008).</li>
<li>Rose, G. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Combining+pharmacology+and+whole-cell+patch+recording+from+CNS+neurons%2C+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci+Methods%22%5BJournal%5D)">Combining pharmacology and whole-cell patch recording from CNS neurons, in vivo.</a> J. Neurosci Methods. , (2012).</li>
<li>Behrends, J. C., Lambert, J. C., Jensen, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Repetitive+activation+of+postsynaptic+GABA%28A+%29receptors+by+rapid%2C+focal+agonist+application+onto+intact+rat+striatal+neurones+in+vitro%5BTitle%5D)+AND+%22Pflugers+Arch%22%5BJournal%5D)">Repetitive activation of postsynaptic GABA(A )receptors by rapid, focal agonist application onto intact rat striatal neurones in vitro.</a> Pflugers Arch. 443, 707-712 (2002).</li>
<li>Hahnel, C. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aHahnel%2C+C+%22Practical+Electrophysiological+methods%22">Practical Electrophysiological methods</a>. Kettenmann, H., Grantyn, R. , Wiley-Liss. (1992).</li>
<li>Wetzel, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Specificity+and+sensitivity+of+a+human+olfactory+receptor+functionally+expressed+in+human+embryonic+kidney+293+cells+and+Xenopus+Laevis+oocytes%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Specificity and sensitivity of a human olfactory receptor functionally expressed in human embryonic kidney 293 cells and Xenopus Laevis oocytes.</a> J. Neurosci. 19, 7426-7433 (1999).</li>
<li>Cash, S., Yuste, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Linear+summation+of+excitatory+inputs+by+CA1+pyramidal+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Linear summation of excitatory inputs by CA1 pyramidal neurons.</a> Neuron. 22, 383-394 (1999).</li>
<li>Eccles, J. C., Jaeger, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+relationship+between+the+mode+of+operation+and+the+dimensions+of+the+junctional+regions+at+synapses+and+motor+end-organs%5BTitle%5D)+AND+%22Proc.+R.+Soc.+Lond.+B.+Biol.+Sci%22%5BJournal%5D)">The relationship between the mode of operation and the dimensions of the junctional regions at synapses and motor end-organs.</a> Proc. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 148, 38-56 (1958).</li>
<li>Kwon, H. B., Sabatini, B. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glutamate+induces+de+novo+growth+of+functional+spines+in+developing+cortex%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Glutamate induces de novo growth of functional spines in developing cortex.</a> Nature. 474, 100-104 (2011).</li>
<li>Fino, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((RuBi-Glutamate%3A+Two-Photon+and+Visible-Light+Photoactivation+of+Neurons+and+Dendritic+spines%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neural+Circuits%22%5BJournal%5D)">RuBi-Glutamate: Two-Photon and Visible-Light Photoactivation of Neurons and Dendritic spines.</a> Front Neural Circuits. 3, 2(2009).</li>
</ol>

החוקרים מצהירים כי אין להם אינטרסים כלכליים מתחרים.

כאן נסביר איך ליישם מייקר Iontophoresis המהיר של נוירוטרנסמיטורים לחקור אינטגרציה הסינפטי בדנדריטים. טכניקה זו שימש בהצלחה לחקור שידור סינפטי glutamatergic וGABAergic באזורים שונים במוח במבחנת in vivo 9,20-22. מיקרו-Iontophoresis שימש במשך יותר מ -60 שנים, אבל בשנים הראשונות זה היה בשימוש בעיקר לאופן מקומי להחיל נוירוטרנסמיטרים ותרופות על לוחות זמנים איטיים או בינוניים 23 או לmicroinjection של חומרים לתוך תאים 24. <p class="jove_conten...

תאי עצב במערכת העצבים המרכזית מקבלים מגוון של תשומות הסינפטי על התהליכים דנדריטים 1 הדקים ומסועפים שלהם. שם, מרבית התשומות דנדריטים המעוררות מתווכים על ידי סינפסות glutamatergic. יכולות להיות מופעלות סינפסות אלה בדרך מופצת מרחבית, וכתוצאה משילוב של פוטנציאל לינארי postsynaptic postsynaptic מעוררים (EPSPs). אם הסינפסות מופעלות בו זמנית ובקרבת מרחבי בדנדריט, ניתן לשלב תשומות מעוררות אלה הנ&quot;ל ליניארי ולייצר 2-5 קוצים הדנדריטים. יתר על כן, האינטגרציה של תשומות מעוררות תלויה במיקום של הקלט על העץ הדנדריטי. אותות המגיעים לאזור ציצה הדיסטלי הם הרבה יותר מוחלש מתשומות הפרוקסימלי בשל כבל סינון 6. בהיפוקמפוס, תשומות רחוקות לדנדריטים ציצת ​​שיער apical נוצרות על ידי אזור במוח שונה מאלה על dendri הפרוקסימליTES 7. שאלה מרגשת היא אפוא, כיצד קלט הסינפטי מעובד על ידי תאי דנדריטים שונים ואם שילוב הדנדריטים מסדיר את ההשפעה של תשומות שכבות אלה על ירי עצבי בדרכים שונות. לא רק את המאפיינים התפקודיים, תכונות מורפולוגיות של דנדריט, המיקום והקיבוץ באשכול של התשומות המשפיעים על האינטגרציה הדנדריטים של תשומות מעוררות, גם את התשומות המעכבות נוספות ממסופי GABAergic מכריע לקבוע את היעילות של סינפסות glutamatergic 8,9. היבטים שונים של אינטגרציה הסינפטי יכולים להיחקר באופן אידיאלי באמצעות מוליך עצבי המייקר Iontophoresis, המאפשר יישום מוגדר מרחבית של נוירוטרנסמיטורים שונים לתחומים דנדריטים. כאן אנו מדגימים כיצד להקים מייקר Iontophoresis של גלוטמט וגאבא הצלחה לחקור אינטגרציה אות בתאי עצב. ליישום זה, קנס שקצהוpipettes עמידות גבוהה מלאים בפתרונות הנוירוטרנסמיטר מרוכזים משמשים. pipettes אלה ממוקמים קרוב לקרום החיצוני של התא, שבו לקולטנים העצביים נמצאים. הדמיה טובה של הענפים הדנדריטים נדרש. זו מושגת הטובה ביותר באמצעות צבעי ניאון, אשר הציגו באמצעות פיפטה את התיקון. לאחר מכן דופק קצר מאוד (&lt;1 אלפיות השנייה) נוכחי (בטווח של 10-100 Na) משמש כדי להוציא את מולקולות מוליך העצבי הטעונות. עם פולסים קצרים אלה ופיצויים קיבול אפקטיביים, יכולים להיות התעוררות פוטנציאלים או זרמי postsynaptic עם דיוק זמן ומרחב גבוה, מה שאומר שהמיקום של הקלט מעורר ידוע במדויק. גלוטמט מייקר Iontophoresis יכול להפעיל סינפסות ברדיוס מוגדר, שהוא קטן מ 6 מיקרומטר כפי שמוצג כאן (איור 1 9), אבל זה אפשרי גם להגיע לרזולוצית סינפסה אחת 10-12. היינה, מ &#39;, ואח&#39; </eמ &#39;&gt; הראה כי הרזולוציה מרחבית של מיקרו-Iontophoresis מהיר יכולה גם להיות מותאמת לאיתור גדלים מתחת ל -0.5 מיקרומטר, שהוא קטן יותר מגודל הנקודה שהושג באופן קבוע עם משחררות רפרוף שני פוטונים של גלוטמט 13. עם מיקרו Iontophoresis מהר זה בקלות ניתן להשתמש בשתיים או יותר pipettes iontophoretic ולמקם אותם במקומות שונים, אפילו מרוחקים על העץ הדנדריטי. בדרך זו, יכולה להיחקר אינטגרציה של אירועים מעוררים, כוללים אלה ממסלולים שונים,. כמו כן ניתן להשתמש גלוטמט ופיפטה iontophoretic מלא GABA באותו הזמן. בדרך זו ניתן ללמוד את ההשפעה של עיכוב GABAergic במקומות שונים ביחס לקלט מעורר (בנתיב, עיכוב מחוץ לנתיב). כמו כן, ההשפעה של עיכוב על ידי interneurons מיקוד תחומים עצביים ספציפיים, כמו דנדריטים דיסטלי, סומה או אקסונים 14, ניתן לחקור באמצעות Iontophoresis GABA. בנוירונים בתרבית, מיקרו Iontophoresis המהיר מציע את ההזדמנות כדי investigate הפצת סינפסה אחת ואת ההיבטים הבסיסיים של תקשורת הסינפטית בתאי עצב בפירוט רב יותר 10,11. במאמר זה אנו מדגימים בפירוט כיצד להקים Iontophoresis גלוטמט וגאבא לשימוש בפרוסות המוח חריף, המאפשר חקירת אינטגרציה הסינפטי של תשומות מעוררות ומעכבות בתלות במיקום קלט, את נקודות החוזק של קלט, ועיתוי, לבד או ביחסי גומלין. אנו להצביע על יתרונות ומגבלות של טכניקה זו וכיצד לפתור בעיות בהצלחה.

<table><tbody><tr><td>&nbsp;</td><td></td><td></td><td><חזק>חומר</חזק></td></tr><tr><td>מיקרוסקופ סריקת לייזר דו-פוטוני (TRIM Scope II), ו-Ultima IV, Prairie Technologies, מידלטון, ויסקונסין)</td><td>LaVision Biotec, בילפלד, גרמניה</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מיקרוסקופ סריקת לייזר דו-פוטוני Ultima IV</td><td>Prairie Technologies, מידלטון, ויסקונסין, ארה"ב</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Ti:Sapphire לייזר פועם מהיר במיוחד</td><td>זיקית Ultra II, קוהרנטי</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>60X אובייקטיב, NA 0.9</td><td>אולימפוס</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Zeiss Axioskop 2 FS מיקרוסקופ זקוף</td><td>TILLPhotonics, Gr&auml; felfing, גרמניה</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מונוכרומטור</td><td>TILLPhotonics, Gr&auml; felfing, גרמניה</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>מערכת מיקרו-יונטופורזה MVCS-02</td><td>NPI אלקטרוניקה, Tamm, גרמניה</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Sutter puller P-97</td><td>Sutter Instrument Company, Novato, CA</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>חוטי זכוכית (150 GB F 8P)</td><td>Science Products, הופהיים, גרמניה</td><td></td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>&nbsp;</td><td></td><td></td><td><חזק>מגיב </חזק></td></tr><tr><td>Alexa Fluor 488 הידרזיד</td><td>בדיקות מולקולריות טכנולוגיות חיים</td><td>A-10436</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 594</td><td>בדיקות מולקולריות טכנולוגיות חיים</td><td>A-10438</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>NaCl</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>S7653</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>KCl</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>P9333</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>NaH2PO4</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S8282</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>NaHCO3</td><td>Sigma Aldrich</td><td>S6297</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>סוכרוז</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>S7903</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>CaCl<תת>2</תת></td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>C5080</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>MgCl2</td><td>Sigma Aldrich</td><td>M2670</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>גלוקוז</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>G7528</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>K-גלוקונאט</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>G4500</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>חומצת HEPES</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>H4034</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>פוספוקריאטין</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>P7936</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>EGTA</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>E3889</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>חומצה גלוטמית</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>G8415</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>GABA</td><td>סיגמא אולדריץ'</td><td>A5835</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>NaOH</td><td>Merck</td><td>1.09137.1000</td><td>&nbsp;</td></tr><tr><td>HCl</td><td>Merck</td><td>1.09108.1000</td><td>&nbsp;</td></tr></tbody></table>

מיקרו-iontophoresis מהיר של גלוטמט וגאבא: כלי שימושי לחקירת האינטגרציה סינפטית

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

אחד מהאינטרסים הבסיסיים במדעי המוח הוא להבין את האינטגרציה של תשומות מעוררות ומעכבות לאורך המבנה המורכב מאוד של העץ הדנדריטי, שסופו של דבר מוביל לפלט עצבי של פוטנציאל פעולה באקסון. ההשפעה של פרמטרים מרחב ובזמן שונים של קלט סינפטי ספציפי על פלט עצבי היא כעת תחת חקירה, למשל הנחתה מרחק תלויה בתשומות דנדריטים, האינטראקציה מיקום תלויה של מרחבית כניסות נפרדות, את ההשפעה של עיכוב GABAergig על שילוב מעורר, ליניארי ומצבים שאינם ליניארי אינטגרציה, ועוד רבים. עם מיקרו Iontophoresis המהיר של גלוטמט וגאבא ניתן לחקור את האינטגרציה מרחב ובזמן של עירור ועיכוב glutamatergic GABAergic בדיוק. דרישות טכניות קריטיות הם או מנורת ניאון triggered, דיודה פולטת אור (LED), או SCA שני פוטוניםnning מיקרוסקופ כדי להמחיש סניפים דנדריטים ללא החדרת צילום נזק משמעותי של הרקמה. יתר על כן, זה מאוד חשוב שיהיה מגבר המייקר Iontophoresis המאפשר לפיצוי קיבול מהיר של pipettes עמידות גבוהה. הדבר חשוב נוסף הוא שלא משדר הוא שוחרר אופן לא רצוני על ידי טפטפת במהלך הניסוי. ברגע שהוקם, טכניקה זו תיתן איתות אמינה לשחזור עם הנוירוטרנסמיטר גבוה וסגוליות מיקום. בהשוואה לגלוטמט ומשחררות רפרוף גאבא, Iontophoresis המהיר מאפשר שימוש בשתי המשדרים באותו הזמן, אבל במקומות רחוקים מאוד וללא הגבלה לשדה הראייה. יש גם יתרונות בהשוואה לגירוי חשמלי מוקדי של אקסונים: עם מיקרו Iontophoresis מיקומו של אתר הקלט בהחלט ידוע וזה בטוח שרק מוליך עצבי של עניין הוא שוחרר. עם זאת יש בו כדי להיחשב שעם מיקרו Iontophoresis בלבדpostsynapse מופעל והיבטי presynaptic של שחרור הנוירוטרנסמיטר לא נפתרו. במאמר זה אנו מדגימים כיצד להגדיר את מיקרו Iontophoresis בניסויי פרוסת מוח.

גישה פשוטה כדי לקבוע את ההתפשטות המרחבית של Iontophoresis היא לחזור בי פיפטה iontophoretic השלבים מדנדריט, תוך שמירה על גלוטמט נפלט מתמיד. מצאנו כי ההיקף המרחבי של גירוי מייקר iontophoretic היה בקוטר של כ 12 מיקרומטר (איור 1 מראה רדיוס). כמה עמוק ברקמות יכול לשמש Iontophoresis תלוי בקשיחות של פיפטה. עם זאת, את pipettes iontophoretic הדרוש לניסויים בפרוסות (איור 2), המשמשים כאן, לא מגביל את עומק החדירה. במקום זאת המערכת האופטית והרזולוציה יורדת בעו...

במאמר זה אנו מציגים מייקר Iontophoresis המהיר של נוירוטרנסמיטורים כטכניקה לחקור אינטגרציה של אותות postsynaptic עם דיוק מרחב ובזמן.

מיקרו-Iontophoresis מהיר של גלוטמט וגאבא: כלי שימושי לחקירת האינטגרציה סינפטית

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

המטרה הכללית של הליך זה היא להבין את האינטגרציה של קלטים לאורך המבנה המורכב מאוד של עץ הדנדריטים הנוירונלי, אשר מובילה בסופו של דבר לפלט הנוירונלי של פוטנציאלי פעולה באקסון. דבר זה מושג תחילה על ידי משיכה של פיפטות ion aporetic מתאימות. השלב השני הוא בדיקת פיפטות ה-ion aporetic ופיצוי נכון על הקיבוליות שלהן.כעת, הגדירו את קונפיגורציית התא השלם. השלב האחרון הוא להתקרב לדנדריט ולעורר פוטנציאלים פוסט-סינפטיים בתא המוקלט. בסופו של דבר, מיקרו-יונטופורזה מהירה מאפשרת לחקור את האינטגרציה של קלטים מרובים, אשר עשויים להשתייך גם למערכות שונות של מוליכים עצביים.שיטה זו יכולה לסייע במתן תשובות לשאלות מפתח בתחום מדעי העצבים, כגון האופן שבו קלטים מעכבים ומעוררים משולבים, ובאילו תנאים. דבר זה עשוי להוביל לפלט עצבי. התחילו את הפרוצדורה במשיכת פיפטות בעלות קצוות קטנים מאוד לצורך איונטופוריה מבוקרת של מוליכים עצביים.בעזרת מכשיר למשיכת פיפטות (pipette puller) אופקי או אנכי, ניתן להשיג קצוות דקים ועדינים באמצעות מספר שלבי משיכה. עם זאת, על הקצה להישאר מספיק קשיח כדי לחדור לרקמה. לאחר מכן, הגדירו את המגבר האפורטי של יונים (ion aporetic amplifier) כדי לבחון את ביצועי הפיפטה בתא ללא רקמה.מלאו את הפפט בתוספת של תמיסה המכילה נוירוטרנסמיטור וצבע. לאחר מכן, הכניסו אותה לתוך ה-A CSF. לאחר מכן, בצעו פיצוי קיבו

fast-micro-iontophoresis-glutamate-gaba-useful-tool-to-investigate

Research

JoVE Journal

Neuroscience

מדעי המוח

ההכנה של פרוסות חריפות מוח מhippocampi המבודד, כמו גם את ההקלטות אלקטרו סימולטני של האסטרוציטים ונוירונים...

קלטות אלקטרו כפולות של תגובות Astroglial ועצביות עוררו-synaptically בפרוסות ביפוקמפוס חריפות

סרטון זה מדגים הערכת שחרור ופינוי גלוטמט בסינפסות קורטיקוסטריאליות בודדות בפרוסת מוח של עכבר. גירוי חשמלי מאפשר שחרור גלוטמט בסינפסה. הגלוטמט המשתחרר משנה את הפלואורסצנטיות של חלבון החיישן, אשר דועכת עם הזמן, מה שמעיד על יעילות שחרור וסילוק.

ניתוח שחרור ופינוי גלוטמט בסינפסה של נוירון יחיד בפרוסת מוח של עכבר

בסרטון זה, מערך מולטיאלקטרודות (MEA) המצופה בגלוטמט אוקסידאז מושתל ברקמת המוח של עכבר מורדם. תמיסת גלוטמט מוזרקת לחלל החוץ תאי שבו MEA מזהה את רמות הגלוטמט, ומאפשר ניטור בזמן אמת של ספיגת הגלוטמט על ידי האסטרוציטים.

ניטור גלוטמט בזמן אמת של In Vivo באמצעות מערך מיקרואלקטרודות מצופה אנזים

אנו מתארים שיטה אנליטית להעריך את החיים של גלוטמט בממברנות astrocytic מהקלטות אלקטרו של זרמי טרנספורטר גלוטמט בהאסטרוציטים.

הנובע את מהלך הזמן של חיסול גלוטמט עם ניתוח Deconvolution של זרמי Transporter astrocytic

אנו מתארים את השילוב של תמונה-הפעלה מושרה UV מוקד של תרכובות נוירו פעיל עם כל תא תיקון מהדק והדמיה רב פוטון של עוברי נתרן תאיים בדנדריטים ועמוד שדרה של תאי עצב בהיפוקמפוס בחתכי רקמה חריפים של מוח העכבר.

רב פוטון תאית נתרן הדמיה בשילוב עם משחרר רפרוף מיקוד בתיווך UV של גלוטמט בCA1 פירמידת נוירונים

אנו מדגימים את הייצור, הכיול והתכונות של שני סוגים של מיקרו-אלקטרודות סלקטיביות ליונים (דו-חבית וקונצנטרית) למדידת ריכוזי יונים ברקמת המוח. אלה משמשים לאחר מכן בהכנת פרוסת ההיפוקמפוס של העכבר כדי להראות שפעילות מעוררת משנה הן את ריכוזי האשלגן החוץ-תאי והן את ריכוזי הנתרן.

Microelectrodes כפולה קנה וקונצנטריים עבור אותות המדידה של תאי יון ברקמת המוח

מאמר זה ממחיש כיצד ניתן לכמת את הביטוי של קולטני נוירוטרנסמיטורים ולנתח את הדפוס בסינפסות עם אלמנטים קדם-סינפטיים ופוסט-סינפטיים מזוהים באמצעות שילוב של התמרה ויראלית של כלים אופטוגנטיים וטכניקת תיוג חיסוני העתק הקפאה-שבר.

בשילוב optogenetic ולהקפיא-שבר Replica immunolabeling לבחינת הסדר ספציפי קלט של גלוטמט הקולטנים עכבר האמיגדלה

אנו מציגים שיטות לבניית אלקטרודות לרישום בו זמנית של פעילות עצבית חוץ-תאית ולשחרור חומרים נוירואקטיביים מרובים בקרבת אתרי ההקלטה בעכברים ערים. טכניקה זו מאפשרת ניתוח מפורט של קלטים סינפטיים מקומיים משוערים לנוירון המעניין.

הקלטה תאית של העצבית פעילות משולבת עם Microiontophoretic יישום של חומרי Neuroactive עכברי Awake

כאן, אנו מתארים את ההתקנה, תוכנת ניווט, וניתוח נתונים עבור שיטה מרחבית מדויקת ובזמן של מדידת טוניק ושינויי גלוטמט תאי פאזית in vivo באמצעות מערכי microelectrode enzyme-linked (MEA).

באמצעות חיישנים ביולוגיים מבוססי Enzyme למדוד טוניק ו phasic גלוטמט בעכברי מודל אלצהיימר

כאן, אנו מתארים שיטה ויוו microdialysis לניתוח שחרור אספרטט ולא גלוטמט בהיפוקמפוס הגחון של חולדות אפילפסיה ואפילפטי, בשילוב עם הקלטות EEG. חוץ-תאית ריכוזי אספרטט גלוטמט יכול להיות בקורלציה עם השלבים השונים של המחלה.

Microdialysis של חומצות אמינו מעוררות במהלך ההקלטות EEG בחופשיות העברת חולדות

אנו מציגים פרוטוקול כדי להעריך את האיזון בין שחרור גלוטמט לבין הסיווג ב corticostriatal glutamatergic בודד בפרוסות חריפה מעכברים למבוגרים. פרוטוקול זה משתמש חיישן פלורסנט iGluu עבור זיהוי גלוטמט, מצלמה scmos עבור רכישת אותות והתקן עבור תאורה לייזר מוקד.

בודד סינפסה אינדיקטורים של גלוטמט שחרור ספיגה בפרוסות המוח חריפה מעכברים נורמלי הנטינגטון

חקור אינטגרציה של אותות סינפטיים באמצעות מיקרו-איונטופורזה מהירה של גלוטמט וגאבא. שיטה זו מאפשרת חקירה מדויקת של אינטגרציה פוסט-סינפטית בעצבנים ומנגנוני פלט עצבי.

מיקרו-Iontophoresis מהיר של גלוטמט וגאבא: כלי שימושי לחקירת האינטגרציה סינפטית

גלה סרטונים נוספים