この記事は、神経伝達物質受容体の発現を定量化する方法と、光遺伝学的ツールのウイルス形質導入と凍結骨折レプリカ免疫標識技術の組み合わせを使用して、シナプス前およびシナプス後要素が特定されたシナプスでのパターンを分析する方法を示しています。
この記事は、神経伝達物質受容体の発現を定量化する方法と、光遺伝学的ツールのウイルス形質導入と凍結骨折レプリカ免疫標識技術の組み合わせを使用して、シナプス前およびシナプス後要素が特定されたシナプスでのパターンを分析する方法を示しています。
フリーズフラクチャー電子顕微鏡は、40年以上にわたり超微細構造研究の主要な技術となっています。しかし、膜の分子組成を研究するための有効な手段の欠如は、その使用の大幅な下落をもたらしました。最近、免疫金標識によって内在性膜タンパク質を明らかにするために効果的な方法の開発にフリーズフラクチャー電子顕微鏡のおかげで主要な復活がありました。これらの方法の一つは、界面活性剤で可溶化フリーズフラクチャーレプリカ免疫標識(FRIL)として知られています。
光遺伝学とFRIL技術の組み合わせは、中枢シナプスの構造的および機能的特性の相関分析を行うことができます。このアプローチを使用することは、タグ付けされたチャネルロドプシン、特定の分子マーカーのそれぞれの発現の両方によって前およびシナプス後ニューロンを同定し、特徴付けることが可能です。 glutamatのシナプス後膜の特殊化の独特の外観ERGICシナプスはさらに、これらの受容体のintrasynaptic分布を定量化し、分析するために、イオンチャネル型グルタミン酸受容体の標識化の際に、ことができます。ここでは、ペアの複製とどのようにそれらを免疫標識する準備に必要な手順をステップバイステップの説明を与えます。我々はまた、潜在的なサンプリングバイアスに関連する特定のものをFRIL技術の注意事項と制限事項について説明します。光遺伝学と組み合わせたFRIL技術、高い再現性と汎用性は、脳内の特定された神経細胞の微細回路におけるシナプス伝達の異なる局面の特徴付けのための非常に強力なアプローチを提供しています。
ここでは、このアプローチは、マウスの扁桃体のインターカレートされた細胞塊のニューロンに興奮性シナプスの構造と機能の関係への洞察を得るために使用された方法の例を提供します。特に、我々は、識別された入力でイオンチャネル型グルタミン酸受容体の発現を調査していますか視床後部髄板内と内側膝状核からiginated。これらのシナプスは、恐怖の学習に関連する感覚情報を中継すると恐怖条件付けの際にプラスチック製の変化を受けることが示されました。
ナノメートルスケールでの生体膜の機能アーキテクチャの定義は、透過型電子顕微鏡に適した免疫標識技術の多数の開発によって近年で挑戦されています。しかしながら、これらの技術は、 例えば、前後埋め込 み免疫抗原の不十分な検出および/ または膜結合タンパク質の制限された定量的評価を含む重要な制約の数を持っています。これらの制限は、細胞の多様性とシナプスの異質性の高いことを特徴としている神経系の微細構造の調査では特に重要になります。そのような受容体、トランスポーター、およびエフェクター分子として前およびシナプス後要素によって、および示差的発現、濃縮、またはシグナル伝達タンパク質の相互作用によって決定される構造的および機能的多様性の両方からのこの不均一性が生じます。
直接immunolabeのための新しいアプローチ界面活性剤で可溶化フリーズフラクチャーレプリカ(FRIL)の積分または架橋膜タンパク質の玲はもともと20年前に1藤本によって導入されました。このオリジナルの方法は、脳のような複雑な組織で個別にマッピングされた細胞を用いて標識された分子の意味のある相関を妨げレプリカのしかし、いくつかの制限、 すなわち、重度の断片化を、持っていました。約10年前、Shigemotoと深沢は次第に技術2を改善しました 。これは、かなりギャップジャンクション3の研究のために、特に、技術を向上させコロラド州立大学のボールダー研究所の科学者の他のグループからの努力、と並行ました。
凍結破砕プロトコルや機械の改善、ならびに(高圧下で)凍結クイックの導入は、今研究者は比較的大きなサイズの標本の切れ目のないレプリカを生成することができますし、ハイテク制限および強力な化学凝視によって生成されるアーティファクトのない最も細胞成分のGH品質の画像。
FRIL技術は、組織学的にマッピングされ、前とシナプス後の平面図の追加の利点を持つ脳のような複雑な組織内細胞学的に同定された細胞、中に1つまたは複数のタンパク質(同時に)の定量性の高いその場での識別の大きな利点を提供しています単一のレプリカ内の要素。したがって、FRIL技術は、その多くの技術的なハードルにもかかわらず、特に個々のシナプスの構造的および機能的特性の相関のために、非常に重要な科学的ブレークスルーの数のための約束を保持しています。過去数十年の間に、大量の情報は構造、分子メイクアップ、およびシナプスの生理機能に得られています。まだシナプスは前とシナプス後PAに応じて、形態学的および分子的に非常に多様です家賃ニューロン4。唯一のシナプスタイプの一握りのための構造-機能研究は、これまでの5-7達成しました。これは主に前とシナプス後要素の性質の正確な同定を防ぐ技術的な制約によるものでした。
超微細構造解析は、シナプス伝達の強度と可塑性に大きな影響を持っている神経伝達物質受容体6における明確なシナプスの接点間の両方シナプスのサイズと内容の点ではシナプス後膜の特殊化の変動性、に重要な洞察を提供してきました。また、研究の大きな体は、シナプスの異なる種類で発現イオンチャネル型グルタミン酸受容体の数がafferent-とターゲット依存的7-10に調節されていることを示しています。
ここでは、メソッドが定義とシナプス後膜の特殊化の構造と受容体組成の分析を可能に概説されていますDシナプス前要素と機能。このアプローチは、α - アミノ-3-ヒドロキシ-5-メチル-4- isoxazolepropionicのシナプス後の発現のパターンを分析するために、このようなchannelrhodopsin2(にChR2)として最近開発された感光性藻類タンパク質のシナプス前の発現、及びFRIL技術を利用します酸(AMPA-RS)と、N-メチル-D-アスパラギン酸(NMDA-RS)グルタミン酸受容体。これは、扁桃体(ITC)のインターカレートされた細胞塊のニューロンに後部視床内側膝状核(PIN / MGN)由来の軸索により形成されたシナプスで実証されています。 ITCニューロンは基底扁桃複合体(BLA)11,12を囲むクラスタに編成小さなとげのGABA作動性細胞である。ITCニューロンがBLA主要ニューロンの興奮性入力を受信し、(CEA)の中心核を標的とすることが知られており、このような阻害ゲートとして機能しますBLAとCEA 12-15との間の情報の流れのために。
最近、我々はITことを実証しましたBLAとCEAとの間に内外背側クラスターに位置するCニューロンはまた、恐怖はパブロフの聴覚恐怖条件16時の学習の際に変更された感覚視床および時間的な皮質領域から直接収束興奮入力を受け取ります。恐怖条件付けは、脳のメカニズムの面で連合学習の最もよく理解形態の一つです。恐怖条件付けでは、最初に中性の条件刺激(CS、 例えば、トーン)は、CS-US協会とコンディショニング恐怖反応17、18が得られ嫌悪無条件刺激(米国、 例えば、穏やかな足ショック)と対になっている。興奮CSと米国を表す情報を運ぶ視床および新皮質領域の両方からの入力は、それぞれ、扁桃体(LA)の外側核の錐体ニューロンに収束すると可塑19を受けることが知られていました。私たちの前の仕事は、感覚入力情報も並行してITCニューロンに中継されることが明らかになりました 16アップ。
ITCニューロンへの個々の感覚入力シナプスのメカニズムの分子解析に向けた最初のステップとして、我々は黄色蛍光タンパク質(YFP)でタグ付けにChR2を発現するためにアデノ随伴ウイルス(AAV)を使用しました。 AAVは、PIN / MGNに注入し、軸索末端を、にChR2-YFPの発現によって同定しました。私たちは、PIN / MGNの軸索末端によりITCニューロンが形成されたシナプスにおけるシナプス後AMPA-RやNMDA-Rの密度を評価するために、FRIL技術によって生成された両面を使用しました。
動物を対象とする手順はRegierungspraesidiumテュービンゲン、バーデン=ヴュルテンベルク州、ドイツ、州によっておよびオーストリアの動物実験倫理委員会によって承認され、研究における動物の使用に関するEU指令に従ったされています。
AAV-Channelrhodopsin2-YFPの1定位注射
注:定位注射は、以前に公開されたプロトコール20に従って実施しました。
2.試料の調製
3.高圧凍結
注:FRILは6重要なステップで構成されています( 図2):高圧(2300で1)急速凍結 - 試料の2600バール)。試料の2)破砕。原形質(P-面)に隣接している半分と外またはexoplasmicスペースに隣接している半分(E-:破断面は、一般的に2つの半膜リーフレットにそれらを分割、凍結した膜の中心疎水性コアを以下の面)。 3)白金及び炭素の真空蒸着法により試料の複製を。組織の4)洗剤消化。 5)イムノゴールドラベリング。透過型電子顕微鏡を用いてレプリカ6)分析。

図1.組織調製し、高圧凍結。(A)Vibroslicerはセクションに組織を使用。 (B)扁桃体を含む得られた冠状マウス脳切片は、交流と並んで示されopperキャリアは、両面テープのリングを装備します。破線のボックスには、ITCの内側paracapsularクラスタが含まれている関心のある領域を示しています。両面テープの穴の直径は約1.5mmです。 (C)銅キャリアの製造のためのツール。両面テープ、ピンセット、パンチャー、銅キャリア、およびはさみ:時計回りで左上から。 (D)高圧凍結用試料ホルダーへのキャリアサンドイッチの挿入。キャリアサンドイッチは試料ホルダの穴の中に配置されます。 (E)銅キャリア両面テープのリングと「キャリア・サンドイッチ」なしとしています。 (F)加圧タンクがそれに液体窒素を供給するとともに高圧冷凍ユニット。 (G)凍結組織をストックするクリオバイアル。窒素ガスをバイアル(矢じり)から流出することを可能にバイアルの上部中央位置の穴に注意してください。 >(H)Cryotankは凍結組織を保存するため。 この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
4.フリーズフラクチャーおよびレプリケーション

図FRIL技術の重要なステップの2.イラスト。
レプリカの調製および分析のために必要なさまざまな手順の概要。 (1)組織の高圧凍結を。 (2)破砕。凍結組織の破壊時に、原形質膜の脂質二重層は、疎水性界面に二等分に分割されます。原形質膜中のタンパク質はexoplasmic(E-面)またはプロトのいずれかに割り当てられています形質膜(P-顔)。 (3)レプリケーション。炭素(C)の蒸発は、骨折、組織の表面上に、脂質及びタンパク質を捕捉します。材料は、60°の角度でシャドーイングのために2 nmの白金/炭素でコーティングされ、その後、レプリカ(C-層、白金 - シャドウイング)の構造を強化する別の15 nmの炭素層とされています。 (4)可溶化。レプリカ膜に捕捉されていない組織は、その後、SDS溶液で可溶化します。 (5)ラベリング。目的のタンパク質は、特異的一次抗体(一次抗体)及び金粒子(金)とコンジュゲート二次抗体(二次抗体)からなる複合体を使用して、レプリカ上で可視化することができます。金粒子の異なるサイズの使用は、同じレプリカで複数のタンパク質の検出を可能にします。 (6)免疫標識した後、複製は、銅メッシュグリッド上に収集され、80での透過型電子顕微鏡で分析- 100 kVのCLICくださいこの図の拡大版をご覧になるにはこちらをk個。
R /> 図3.凍結破砕およびレプリケーション。
(A)凍結破砕装置。マシンはいくつかのコントロールユニットとモニターが含まれています。試験片は、チャンバの左側のポートを介してチャンバ内に導入されます。加圧された液体窒素の容器は、ステージを冷却するために凍結破砕ユニットに接続されています。ショー拡大単位(UPC 010とMDC 010)のうちの2つのビューと第2の炭素層の蒸発時にパラメータを表示するモニター下の画像。 (B)がオープン(左)と二重レプリカ表の(右)ビューを閉じました。 「キャリアサンドイッチ "は(矢印で示す)は、テーブルのスロットに挿入されています。小型武器は、操作中に脱落から「キャリア・サンドイッチ」を防ぎます。 (C)骨折とレプリケートサンプル。レプリカは、骨折した組織の上に薄く黒いフィルムが表示されます。53 / 53853fig3large.jpg "ターゲット=" _空白 ">この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
5.免疫標識
注:すべてのインキュベーションは、抗体とのインキュベーションを除いて、穏やかに振とうしながら室温で行われています。
6.レプリカ解析

図4.レプリカの免疫標識。
(A)のレプリカを操作し、洗浄するためのツール。セラミック12ウェルプレート(右上)とガラスピペットの2種類(左上)。丸い先端(左下)を有するガラスピペットは、レプリカを転送するために使用され、白金ロッド(下部中央)を有するピペットはレプリカを展開するために使用されます。洗浄緩衝液中のレプリカ(右下)。レプリカの(B)免疫標識は、組織培養6ウェルプレートのウェルにパラフィルムの小片上に配置された小滴(30μL)中で行われます。レプリカは、抗体を含む緩衝液滴で覆われていることに注意してください。蒸発を防ぐために、ティッシュペーパーの湿潤部分はウェルの内縁の周囲に取り付けられています。 (C)免疫標識ステップのためのインキュベーター。インキュベーションは15℃で行われます。 (D)ホルムバール被覆に搭載されたレプリカ100-ライン並列バーグリッド。 (E)のレプリカのペアから低倍率の顕微鏡写真。点線の四角は、対応するレプリカ内の位置を特定するために3つの代表的なランドマークを示しています。スケールバー:10μmです。すべてのデータが示されている平均値±SEM 、この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
FRIL技術は、微生物起源21、 すなわち、原形質膜に統合し、効果的に軸索に沿って順行性輸送チャネルの光遺伝学アクチュエータの発現と組み合わせたときに、定義されたサブグループで定量的にAMPA-RやNMDA-Rのシナプス後の発現を調べることができますシナプスの。これは、扁桃体におけるITCニューロン上に( 例えば、PIN / MGN)の別個の視床核由来の軸索のためにここに表示されます。このアプローチは、ITCニューロン、これまで詳細な解剖学的および分子特性に不応性であったセルのグループへの個々の感覚入力のシナプスの分子分析を可能にします。
PIN / MGNへのrAAV-のChR2-YFPの定位注射後4週間、にChR2-YFP陽性の軸索は密に私はLA、amygdalostriatal遷移領域(アストリア)と内側paracapsularを神経支配します扁桃体におけるTCクラスタ、以前のトレースの研究16、22と完全に一致したパターン。我々はまたのrAAV-にChR2-YFP-から凍結破砕レプリカに軸索と端末のP-面上にChR2-YFPのための免疫標識強烈な金を検出注射したマウス( 図5A)ではなく、非注射したマウスからのレプリカインチレプリカでのグルタミン酸作動性シナプスのシナプス後膜の特殊化は、原形質膜2、23のE-面上の膜内粒子(インプレッション)のクラスタとして観察することができ、多くの場合、そのシナプス前血漿膜7のP-顔を伴っています( 図5B、C)。これらの機能は、PIN / MGNの軸索末端( 図5及び6)によって形成されたグルタミン酸作動性シナプスのシナプス後特化を同定することを可能にしました。我々は、NMDA-Rは必須のNR1サブユニットに対する抗体を用いて検出したのに対し、すべての4つのサブユニット(GluA1-4)を認識する抗体でAMPA-Rの標識。
「FO:キープtogether.within-ページを= "ntent 1">は、これらのシナプスは樹状突起棘またはITCニューロンのシャフトで作られたかどうか、同じレプリカで検出するためのツールの不足のため、我々はμのために、対応するレプリカ顔をラベル付けITCニューロンは、これらの受容体24のシナプス後部を高レベルで発現するようなオピオイド受容体は、これは、ランドマークを用いた戦略を使用して2つの複製( 図5C-F及び図6A-D)と同じシナプス後のプロファイルの識別を必要とした ( 図4E) 。
図5.イムノゴールド粒子によるレプリカ上にChR2-YFPおよびイオンチャネル型グルタミン酸受容体の検出。(A)クロス破砕軸索末端(水色)とにChR2-YFPを検出する15 nmの金粒子で標識され、そのP-顔の小さな部分。端末内、膜OF多数のシナプス小胞を観察することができる(SV)。形質膜に限定され、大部分の免疫標識の特異性を注意してください。 ChR2のためのラベリングは、PIN / MGNから発信などの端末を識別します。端末は、背骨と非対称シナプスを形成しています。 E-顔にシナプス後膜の特殊化(PSD)は、膜内粒子の特性クラスタを示し、AMPA-Rのを明らかに5 nmの金粒子で標識されています。 (B)(15 nmの金粒子で標識された)にChR2を発現する軸索のP-面は2樹状突起、NMDA-Rのを明らかに5 nmの金粒子で標識された2のPSDを有するそれらのいずれかに隣接示されています。 (CD)PIN / MGN-ITCのシナプスの前およびシナプス後膜の両面。 (C)末端のP-faceがにChR2を発現し(15 nmの金粒子で標識された)と2つの樹状突起のシャフト、AMPA-ルピー(5 nmの金粒子)のために標識2のPSDを含むそれらのいずれかのE-顔の上に延びています。 ( D)2樹状突起の対応するP-faceがμオピオイド受容体(10 nmの金粒子)のために標識されます。 (EF)破線で概説された領域の拡大図。スケールバー:500 nmで、この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
PIN / MGN-ITCのシナプスにおけるAMPA-RのためのImmunoparticlesは、シナプス後特化( 図5E)内の均一な分布を示唆している、すべてのIMPクラスタ上で発見されました。 AMPA-Rラベルの有意に高い(対応のないt検定のp <0.018)の密度は、PIN / MGNで観察されたシナプスに比べITCの棘(715±38金粒子/μm2であり、n = 32)にシナプスITCの樹状突起上に(590 ±44金粒子/μm2であり、n = 32)。全体的に、PIN / MGN-ITCシナプスにおけるAMPA-Rの濃度が比較的低いを示しました分散(変動係数、CV = 0.37)均一な分布と一致しました。
PIN / MGN-ITCシナプスにおけるNMDA-RのためのImmunoparticlesは、多くの場合、不均一シナプス後IMPクラスター( 図5B)内に分布が観察されました。 NMDA-Rラベルの密度は(不対t検定p = 0.39)PIN / MGNは、ITCの棘上にシナプス間で同様であった(1070±153金粒子/μm2であり、n = 8)およびITCの樹状突起(812±183金粒子/ μm2であり、n = 9)。 AMPA-Rのために観察されたものとは異なり、PIN / MGN-ITCシナプスにおけるNMDA-Rの密度は(= 0.54 CV)非常に変動しました。

図6. AMPA-Rや特定されたPIN / MGN-ITCシナプスにおけるNMDA-Rの免疫標識。
(AB)PIN / MGN-ITCの前およびシナプス後膜の両面シナプスは、端末のP-顔がにChR2(15 nmの金粒子で標識された)を発現し、樹状突起棘上にPSDは、AMPA-ルピー(5 nmの金粒子)のために標識された樹状突起棘の上に作られました。 (CD)破線で概説された領域の拡大図。これらの領域は、PSDのより良いビューを可能にするために、約45°反時計回りに回転させてきました。 (E)ITCの棘と樹状突起におけるシナプス面積に対するAMPA-R粒子の数の散布図。両方の構造では、正の相関が観察されています。 (F)ITCの棘と樹状突起におけるシナプス面積に対するNMDA-R粒子の数の散布図。有意な正の相関が唯一の樹状突起棘で検出されました。スケールバー:500 nmで、この図の拡大版をご覧になるにはこちらをクリックしてください。
なぜなら面積0.032 平方 μm、範囲を意味する:多くの場合、部分的にシナプス後IMPクラスタを重ねシナプス前細胞膜のP-顔は、我々はシナプス(棘の30%のみのシナプス面積を推定できた0.063 平方 μmに0.007を、N = 8;樹状突起:0.047μm2で、範囲:0.166μmの2から0.024、N = 11)。以前に分析終脳グルタミン酸が25をシナプスこれらは、同様の範囲内でした。
両方の棘と樹状突起では、個々のシナプスにおけるAMPA-Rのためのゴールドimmunoparticlesの数が積極シナプス面積と相関していた(スピアマン、棘:R = 0.88、樹状突起:R = 0.60、P <0.0001)( 図6E)。逆に、NMDA-Rのためのゴールドimmunoparticlesの数はスパインにおけるシナプス面積と相関することが見出された(スピアマン、棘:R = 0.90、P <0.002)ではなく、樹状突起(R = 0.21、P = 0.29)( 図6F )。
フリーズフラクチャー電子顕微鏡は、40年以上にわたり超微細構造研究の主要な技術となっています。しかし、膜の分子組成を研究するための有効な手段の欠如は、その使用の大幅な下落をもたらしました。近年、免疫標識1、2、すなわちFRIL技術によって内在性膜タンパク質を明らかにするのに有効な方法の開発にフリーズフラクチャー電子顕微鏡の主要な回復がありました。
FRIL技術は、他の免疫超の方法に比べていくつかの利点を有しています。まず、タンパク質は、高感度化抗体に容易にアクセス可能です。第二に、レプリカの二次元表面上のそのようなシナプス後膜などの細胞膜の特殊化、大部分の露出がセリの面倒で時間のかかる再構成することなく、目的の分子の空間分布と物理的連続の検査を可能にしますアル超薄切片。第三に、原形質膜の両半分の利用可能性は、適切な抗体が入手可能で設け、各個々の構造のために標識することができるタンパク質の数を増加させます。破砕の際、分割膜の疎水性面は、破断面上に残ったタンパク質ドメインをentrenches炭素白金で被覆されています。これは、これらのドメイン内の抗原に対する抗体のアクセスを防止します。レプリカのP面上に、例えば原形質空間に面するだけエピトープが、一方のみの抗体によって結合され得るexoplasmic空間に面するエピトープE面に、抗体によって検出することができる( 図2参照 )。
一方、FRIL技術も一定の限界2被ります。骨折がランダムに発生すると、特定の細胞または構造を標的とすることは困難かもしれません。これはまた、FRAの異なる確率を考えると、シナプスコレクションに、例えば 、サンプリングバイアスにつながることができます異なる曲率(シャフト対例えば、棘)を有する構造の膜に沿ってcturing。また、二つの面の一方の膜タンパク質の割り当てが予測不可能です。そのため、特に定量的研究のためのP-顔やE-顔へのタンパク質の分布は、慎重に細胞内および細胞外ドメインに反応する抗体を用いて検討する必要があります。唯一の形態学的特徴に基づいたときに最後に、このようなシナプス前軸索終末のような特定の構造のレプリカで識別は、困難な場合があります。しかし、マーカータンパク質に特異的な抗体の使用またはウイルスベクターを用いてタグ付けされた内在性膜タンパク質またはチャネルの形質導入は、骨折した膜の同定を容易にするために追加のツールを提供します。例えば、この研究では、シナプス後私を明らかにするためにμオピオイド受容体に対する扁桃体や標識におけるそれらの軸索遠心性神経を識別するために、視床ニューロンでのChR2-YFPの導入の利点を取りましたITCニューロンのmbranes。
正常FRIL技術を実行するために、特別な注意が組織固定に関して取られるべきです。強い組織固定(> 2%パラホルムアルデヒド)は、クロス骨折の高い速度と標識感度の低下をもたらすことができます。一方、弱い凝視は、組織の取り扱いと準備(セクションの例えば、切断)困難を作ります。トリミングブロックの厚さは、両面テープの厚さと一致するように制御することも重要です。試験片の厚さは、テープよりも低い場合には、組織の表面は、2つの金属担体の表面に付着していない場合があり、その結果、凍結試料が破断されていません。組織が厚い場合、2つの銅キャリアのサンドイッチが行われたとき、それは避けられない構造の歪みで圧縮されます。 (このプロトコールにおいて、C〜115)試料を破断する温度も重要な役割を果たしていますレプリカの構造に関する。より高い温度は、前又は蒸発の間に組織の表面上の水蒸気の凝縮としてアーチファクトのより高い速度を生成することができます。より低い温度(<-125℃)破壊時の材料から分裂のリスクを高めることができます。この材料は、試料の表面上に落下またはそれへの接続を維持することができます。材料のこれらのフレークは、画像上のダークスポットを生成するコーティングし、対比されます。より低い温度で破砕することも、特に、樹状突起棘のような小さな微細構造のためクロス骨折の頻度に影響を与えることができます。レプリカの製造における更なる重要なステップは、界面活性剤の消化です。消化が不完全である場合は、未消化の組織は、TEMでの構造の分析を混乱させる、レプリカ上のような暗いパッチを表示されます。また、未消化の組織は、バックグラウンド標識を大きくする、非特異的にトラップまたは結合する抗体をすることができます。一方、使用洗剤の組織消化のためのsが、その二次および三次構造を変えるレプリカに関連する分子を変性させることができます。したがって、特定の抗原のためにそれは徐々に追加の洗浄工程でSDSの濃度を希釈する必要があるかもしれません。
免疫標識のために、二次抗体と結合金粒子の異なるサイズの利用可能性はあっても、そのようなシナプス後特化などの原形質膜の特定のマイクロドメインに、同時に検出することができますが、定性的にのみ、複数のタンパク質。しかし、立体障害のために、定量的な研究は、一般的にただ一つの分子の検出に限定されています。金粒子のサイズはまた、標識効率に影響を与えることができます。
FRILでのラベリングの解釈については、それが原因で柔軟性のある複雑な形にイムノゴールド粒子は抗原20から25ナノメートルの半径を有する半球内のどこにでも配置することができることを心に留めておくべきです一次および二次抗体26によって編。 FRILと関連技術の理論と実践の詳細については、我々は他の方法論の記事27、28にも読者を参照してください。
FRIL技術は最近30、多様なシナプス集団29におけるグルタミン酸受容体の局在化の高解像度の定量分析のために使用されている。また、AMPA-RのためのFRIL法の検出感度は、一つの機能AMPAごとに免疫粒子として高いと推定されました-Rチャンネル29。したがって、このアプローチは、定量化し、中央のシナプスにおけるAMPA-RやNMDA-Rのシナプス後発現パターンを分析するために全体的に非常に便利です。ここで、我々は、PIN / MGN-ITCのシナプスで最も可能性の高い重要な恐怖条件付けの間に米国の情報を中継するためのサイトをその適用性を実証しました。 AMPA受容体サブユニットのGluの高度に保存された細胞外アミノ酸残基に対する抗体を用いてA1-GluA4は、我々は、シナプス後膜の特殊化に対応したIMPクラスタ内の金粒子の均一な分布を発見しました。 ITCの棘におけるAMPA-Rの密度は、PIN / MGN視床求心性神経が標的とシャフトのシナプスに比べて有意に高かったです。両方の背骨とシャフトシナプスで、AMPA-Rのための標識及びシナプス後領域との間に正の相関が、他のグルタミン酸作動性シナプス25に共通の特徴を検出しました。 PIN / MGN-ITCのシナプスにおけるAMPA-Rの密度の低い分散は、皮質のシナプス25から視床遠心性神経7によって形成された他のシナプスに似てますが、別の均一な分布を示しています。逆に、NMDA-Rの密度は、より多くの変数であり、AMPA-Rのとは異なる規制を示唆している背骨とシャフトのシナプス間で差がなかったです。将来的には、FRIL技術の高い再現性が中枢シナプスの基礎分子組成を評価することを可能にするだけでなく、Cの検出を容易にすることができます恐怖学習後のイオンチャネル型グルタミン酸受容体の数とシナプス下分布のhanges、これらの入力の前と後シナプス特性のex vivoでの録音を補完します。
結論として、このアプローチは、入力起点をほぐしている他の多くの神経回路における入力特異的興奮性シナプスの構造 - 機能関係への洞察を得るために他の研究者によって使用することができ、シナプス後要素の性質及び組成は重要しかし問題があります。
著者らは、競合する金銭的利益はないと宣言している。
資金は、オーストリア科学基金FWF助成金番号P-22969-B11によってF.フェラグティに、慈善団体ヘルティ財団とヴェルナー・ライヒャルト統合神経科学センターによって、そしてDFG(CIN-Exc.307)によってI.エールリッヒに提供されました。
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | コメント |
|---|---|---|---|
| Surgery | |||
| 定位フレーム | Stoelting, USA | 51670 | は、マウス用の他の定位フレームと交換できます |
| 定位フレームマウスアダプター | Stoelting, USA | 51625 | |
| マウス用ガス麻酔マスク | Stoelting, USA | 50264 | 販売終了、商品番号51609M |
| に交換圧力注入装置、Toohey Spritzer | Toohey Company、米国 | T25-2-900 | その他の圧力注入装置(ピコスプリッツァーなど)は、 |
| Kwik Fillガラスキャピラリー | World Precision Instruments、ドイツ | 1B150F-4 | |
| 麻酔器、IsoFlo | Eickemeyer、ドイツ | 213261 | |
| DC温度コントローラーおよび加熱パッド | FHC、米国 | 40-90-8D | |
| 水平マイクロピペットプーラーモデルP-1000 | サッター機器、米国 | P-1000 | |
| 外科用器具滅菌器、滅菌器75 | メラグ、ドイツ | 08754200 | |
| rAAV-hSyn-ChR2(H134R)-eYFP(血清型2/9) | ペンベクトルコア、米国 | AV-9-26973P | |
| ファストグリーン | ロス、ドイツ | 0301.1 | |
| イソフルラン麻酔薬、イソフランCP(1 ml / ml) | CPファーマ、ドイツ | ||
| 防腐剤、ベタジン(プロビドンヨード) | パーデュア製品、米国 | BSOL32 | は他の消毒剤で置き換えることができます鎮 |
| 痛剤、メタカム溶液(5mg / mlメロキシカム) | ベーリンガーインゲルハイム、ドイツ | は他の鎮痛剤で置き換えることができます | |
| ベパンテン眼軟膏 | バイエル、ドイツ | 0191 | は他の眼軟膏で置き換えることができます |
| ドリル NM3000 (SNKG1341 and SNIH1681) | Nouvag, Switzerland | ||
| Sutranox Suture Needle | Fine Science Tools, Germany | 12050-01 | |
| Braided Silk Suture | Fine Science Tools, Germany | 18020-60 | |
| Name | Company | カタログ番号 | >コメント |
| Tissue preparation | |||
| パラホルムアルデヒド EMグレード | Agar Scientific Ltd., United Kingdom | AGR1018 | |
| 飽和ピクリン酸溶液 | Sigma-Aldrich, USA | P6744-1GA | |
| Na2HPO4-2H20 | Merck Millipore, ドイツ | 1065860500 | |
| NaH2PO4-2H2O | Merck Millipore, Germany | 1063451000 | |
| NaCl | Merck Millipore, Germany | 1064041000 | |
| 4N NaOH | Carl Roth, Germany | T198.1 | |
| Thiopental | Sandoz, Austria | 5,133 | |
| Glycerol | Sigma-Aldrich, USA | G5516-500ML | |
| GenPure ultrapure water system | サーモフィッシャーサイエンティフィック, USA | ||
| 蠕動ポンプ | ISMATEC、ドイツ | ISM 930C | |
| 濾紙 | MACHEREY-NAGEL、ドイツ | MN 615 1/4 | |
| バイブロスライサー、VT1000S | ライカ マイクロシステムズ、オーストリア | ||
| 眼科メス | アルコン研究所、米国 | は、他の眼科メスに置き換えることができます | |
| 灌流カニューレ | Vieweg、ドイツ | F560088-1 | は、他の会社の同様のアイテムに置き換えることができます |
| Name | Company | カタログ番号 | コメント |
| 高圧 凍結 | |||
| 銅キャリア | エンジニアリングオフィス M. Wohlwend, CH | 528 | |
| Sidol ポーランド | ヘンケル, ドイツ | 他社の同じアイテムと交換可能 | |
| シャモアスキン | 家庭用品店 | ||
| 穴あけパンチ, 1,5mm | シュトゥーバイ, オーストリア | の同じアイテムと交換可能 | |
| 変性エタノール | ナウケム、オーストリア | は、他社の同じアイテムに置き換えることができます | |
| アセトン | ロス、ドイツ | 9372.5 | 注意! |
| 高圧凍結機 HPM 010 | BalTec, CH; 現在はライカマイクロシステムズ | HPM010 | は生産されておらず、LeicaEM HPM100 |
| 実体顕微鏡 | リンパス、日本 | SZX10 | |
| 液体窒素 | |||
| クライオバイアルロス | 、ドイツ | E309.1 | は、他の会社から同じアイテムに置き換えることができます |
| CryoCane | Nalge Nuncインターナショナル、米国 | 5015-0001 | は、他の会社から同じアイテムに置き換えることができます |
| CryoSleeve | Nalge Nuncインターナショナル、米国 | 5016-0001 | は、他の会社から同じアイテムと交換することができます |
| 液体窒素貯蔵容器 | Cryopal、フランス | GT38 | 他社の同品と交換可能 |
| 非イオン性洗剤(Lavocid) | Werner &Mertz Professional, Germany | ||
| 名前 | 会社 | カタログ番号 | Comments |
| Freeze-fracture and Replication | |||
| Sandblaster, Mikromat 200-1 | JOKE Joisten &ケッテンバウム、ドイツ | SANDURET 2-K | は、他の会社から同じアイテムに置き換えることができます |
| 炭化ケイ素SIC 360、粒度25 - 21µ | ジョーク・ジョイステン &ケッテンバウム、ドイツ | 955932 | |
| 凍結破壊システム BAF 060 | BalTec、CH; 現在はライカ マイクロシステムズ | BAF060 | |
| セラミック 12 ウェル プレート | Gröpel, Austria | 14511 | は他社の同品と交換可能 |
| Trizma base | SIGMA, USA | T1503 | は他社の同品と交換可能 |
| Trizma 塩酸塩 | SIGMA, USA | T3253 | は他社の同品と交換可能 |
| ドイツ | メルク | 1,064,041,000 | の |
| 同品と交換可能SDS、ラウリル硫酸ナトリウムRoth | 、ドイツ | 5136.1 | 注意! ; 他社の同品と交換可能 |
| スクロース | メルク、ドイツ | 1,076,871,000 | の同品と交換可能 |
| TRIS | Roth、ドイツ | 5429.3 | 他社の同品と交換可能 |
| ユニバーサル ハイブリダイゼーション オーブン | バインダー、ドイツ | 7001-0050 | 他社の同品と交換可能 |
| Name | 会社 | カタログ番号 | コメント |
| 免疫標識 | |||
| BSA | SIGMA、米国 | A9647 | は、他社の同じアイテムと交換できます |
| Anti-GFP | Antibody Molecular Probes、米国 | A11122 | |
| 抗パンAMPAR抗体 | フロンティア研究所 | 日本 パンAMPAR-GP-AF580-1 | |
| 抗NMDAR1抗体, クローン 54.1 | メルクミリポア, ドイツ | MAB363 | |
| オピオイド受容体-ミュー (MOR) 抗体 | イムノスター, 米国 | 24216 | |
| EM ヤギ抗モルモット, 5 nm; 二次抗体 | BBInternational, UK | EM.GAG5 | |
| EM ヤギ抗ウサギ、15 nm; 二次抗体 | BBInternational, UK | EM.GAR15 | |
| ロバ抗ウサギ、10nm、二次抗体 | AURION、オランダ | DAR 10nm | |
| 銅格子、100平行棒 | 寒天科学、英国 | G2012C | |
| インキュベーター | メジャーサイエンス、米国 | MO-RC | は、他社の同じアイテムと交換できます |
| Pioloform Powder | 寒天科学、英国 | R1275 | |
| クロロホルム | ロス、ドイツ | 3313.1 | 注意! ; 他の会社から同じアイテムと交換することができます |
| Name | Company | カタログ番号 | >Comments |
| EM分析 | |||
| Philips CM120 TEM | Philips/FEI | ||
| Morada CCDカメラ | ソフトイメージングシステム、 ドイツ | ||
| iTEM Ver. 5.2、イメージングソフトウェア | Soft Imaging Systems、ドイツ |