방법 논문

마우스 배아에서 유래한 복부 중뇌 뉴런의 칼슘 유입 시각화(Visualization of Calcium Influx in Ventral Midbrain Neurons derived from Mouse Embryos)

2025년 5월 29일

이 논문에서

초록

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출처: Bancroft, E. A., et al. 1차 마우스 중뇌 뉴런에서 자발적 Ca2+ 플럭스와 그 하류 효과를 정량화합니다. J. Vis. Exp. (2020)

{{TAG_ 46}}이 비디오는 마우스 배아에서 유래한 복부 중뇌 뉴런의 칼슘 유입을 실시간으로 시각화하는 방법을 보여줍니다. 칼슘 지표(calcium indicator)를 발현하기 위해 바이러스 벡터를 사용하여 컨포칼 현미경으로 뉴런을 이미지화하여 자발적 및 신경전달물질에 의한 칼슘 활동 중 형광 강도의 변화를 추적합니다.

프로토콜

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1. 세포

도금참고: 경험에 비추어 볼 때, 배아 당 약 100,000개의 생존 가능한 세포가 수집됩니다. 2-3개월 된 시간 제한 임신 마우스는 일반적으로 8-10개의 배아 크기를 가지고 있습니다. 따라서 시간 제한 임신 마우스 당 총 세포 수율에 대한 대략적인 추정치는 약 100만 개의 세포입니다.

  1. 혈구계를 사용하여 세포 계수를 수행한 다음 세포 배양 배지를 사용하여 현탁액을 2,000 cells/μL로 희석합니다. 간단히 섞습니다.
  2. 인큐베이터에서 라미닌 용액이 든 커버슬립을 제거하고 진공 청소기를 사용하여 코팅된 커버슬립에서 남은 라미닌 용액을 흡인합니다. 커버슬립이 완전히 건조되지 않도록 빠르게 플레이트합니다. 각 커버슬립에 100μL(2.0 x 105셀/커버슬립)를 피펫팅하고 페트리 접시를 37°C 인큐베이터에 1시간 동안 넣습니다.
  3. 각 접시에 세포 배양 배지 3mL를 조심스럽게 추가하고 37°C 인큐베이터에 다시 넣습니다. 프리폼 하프 미디엄은 2주 동안 일주일에 2회 교체합니다.

2. adeno-associated viral (AAV) vectors를 사용한 14(시험관 일) DIV의 세포 배양 감염

각 요리에 대해 1μL의 hSyn-GCaMP6f AAV(1.0 x 1013 titer)와 함께 1mL의 무혈청 DMEM 배지를 준비합니다각 접시에서 세포 배양 배지를 흡인하고 hSyn-GCaMP6f가 함유된 무혈청 Dulbecco's Modified Eagle Medium(DMEM) 1mL로 교체합니다. 접시를 37°C 인큐베이터에 다시 1시간 동안 넣습니다.
  • AAVs를 함유한 무혈청 배지를 흡인하고 3mL의 세포 배양 배지로 교체하십시오. 접시를 37 °C 인큐베이터에 다시 넣습니다. 우리는 AAV 감염 5-7일이 이상적인 수준의 GCaMP 발현을 허용한다는 것을 발견했습니다. 이 바이러스 감염 기간 동안 2-3일마다 배지를 계속 교체하십시오.
  • 3. 19-21일 사이의 라이브 컨포칼 Ca2+ 이미징 in vitro (DIV)

    참고: 이미징은 바이러스 감염 후 5-7일 사이에 수행할 수 있습니다. 이것은 자발적인 Ca2+ 활성을 검출할 수 있는 수준에서 형광단의 가시적인 발현을 달성하기 위한 이상적인 창입니다.

    1. Preparation of recording
      1. buffers 1L의 HEPES 기록 버퍼를 만들려면 NaCl 9.009g, KCl 0.3728g, D-포도당 0.901g, 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES) 2.381g, 1M CaCl2 원액 2mL 및 1M MgCl2 원액 500μL를 멸균 증류 H2 800mL에 추가합니다.O. NaOH로 pH를 7.4로 가져옵니다. 1L의 최종 부피로 가져옵니다.
      2. 200mL의 20μM 글루타메이트 기록 버퍼를 만들려면 40μL의 100mM 글루타메이트 원액을 위에서 설명한 200mL의 HEPES 기록 버퍼로 희석합니다.
    2. Confocal imaging
      1. 멸균 35mm 페트리 접시에 3mL의 기록 버퍼를 채웁니다.
      2. 37°C 인큐베이터에서 감염된 배양액이 있는 35mm 페트리 접시를 제거합니다. 가는 팁 집게를 사용하여 하나의 커버슬립 가장자리를 조심스럽게 잡고 녹음 버퍼로 채워진 페트리 접시에 빠르게 옮깁니다. 매체에 남아 있는 커버슬립을 37°C 인큐베이터에 다시 넣습니다. 기록 버퍼가 있는 접시를 컨포칼 현미경으로 운반합니다.
      3. 이미징 소프트웨어를 시작합니다. 초기화되는 동안 다음 단계를 진행합니다.
      4. 연동 펌프를 시작하고 라인을 녹음 버퍼에 넣습니다. 유속을 2mL/분으로 보정합니다.
      5. 35mm 페트리 접시에서 감염된 커버슬립을 기록 수조로 옮깁니다.
      6. 10x Water immersion objective와 bright-field(BF) 빛을 사용하여 초점면을 찾고 뉴런 세포체의 밀도가 높은 영역을 찾습니다. 40x 침수 대물렌즈로 전환하고 BF 조명을 사용하여 샘플의 초점을 다시 맞춥니다.
      7. FluoView의 "염료 목록" 창에서 AlexaFluor 488을 선택하고 적용합니다.
      8. AAV 표현은 가변적일 수 있습니다. 따라서 형광단의 과다 노출 및 광표백을 방지하기 위해 낮은 HV 및 레이저 출력 설정으로 시작하십시오. AlexaFluor 488 채널의 경우 고전압(HV)을 500으로, 게인을 1x로, 오프셋을 0으로 설정합니다. 488 레이저 라인의 경우 출력을 5%로 설정합니다. z-평면에서 이미징된 유효 부피를 늘리려면 핀홀 크기를 300μm로 늘립니다. "focus x2" 스캐닝 옵션을 사용하여 방출 신호를 저포화 수준으로 최적으로 조정할 수 있습니다. 여기에서 각 채널의 이상적인 가시성이 확보될 때까지 설정을 조정할 수 있습니다.
        참고: GCaMP로 Ca2+ 플럭스의 전체 범위를 정확하게 캡처하려면 검출기를 과포화시키지 않고 형광 강도를 증가시킬 수 있도록 기준선 HV 및 레이저 출력 설정을 조정하십시오.
      9. 현미경 설정이 최적화되면 스테이지를 이동하여 GCaMP6f 형광의 자발적인 변화를 나타내는 여러 세포가 있는 영역을 찾고 이미징을 위해 원하는 평면에 초점을 맞춥니다.
      10. Interval" 창을 1.0 값으로 설정하고 "Num" 창을 600으로 설정합니다.
        참고: 원하는 시점(300초)에 다른 기록 버퍼를 전달하려면 펌프의 대기 시간을 보정하여 새로운 솔루션을 수조에 전달하는 것이 중요합니다. 이는 용액 관류 속도(2mL/분)와 용액을 펌핑하는 데 사용되는 라인의 길이에 따라 달라집니다.
      11. t 시리즈 동영상을 캡처하려면 "시간" 옵션을 선택한 다음 "XYt" 스캐닝 옵션을 사용하여 이미징을 시작합니다.
      12. 이미징이 완료되면 시리즈 완료 버튼을 선택하고 완성된 t-시리즈 동영상을 저장합니다. 추가로 5분 동안 20μM 글루타메이트를 계속 관류하여 배양된 뉴런이 총 10분 동안 글루타메이트에 노출되도록 합니다. 이미징할 각 커버슬립에 대해 이 프로세스를 반복합니다.
      13. 20μM 글루타메이트에 5분 더 노출된 후 수조에서 커버슬립을 제거하고 이미징이 완료될 때까지 기록 버퍼가 들어 있는 35mm 페트리 접시에 다시 넣습니다.

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    재료

    이 논문에 사용된 재료 목록
    이름회사카탈로그 번호댓글
    35 mm uncoated plastic cell culture dishVWR25382-348-348
    광섬유 조명기, 100VKent ScientificKSC5410 <
    VWR28199-764<
    Fluoview 1000 컨포칼 현미경Olympus
    Fluoview 1200 컨포칼 현미경Olympus
    Hanks-balanced Salt Solution (HBSS) 1xThermoFisher14175095500 mL
    HEPESVWR101170-478<
    HeraCell 150 CO₂ incubator헤레우스 (ThermoFisher)
    LamininSigma-AldrichL2020
    L-글루탐산VWR97061-634
    염화마그네슘 (MgCl₂), andydrousSigma-AldrichM8266
    MPII 미니 연동 펌프, 115/230 VAC, 50/60 HzHarvard Apparatus70-2027
    pAAV.Syn.GCaMP6f.WPRE.SV40Addgene100837-AAV1Titer: 1.00E+13 gc/ml
    염화칼륨(KCl), 무수sigma-aldrich746436
    MPII용 펌프 헤드 튜빙 조각Harvard Apparatus55-4148
    염화나트륨(NaCl), 무수Sigma-Aldrich746398
    임신 여성 C57BL/6 마우스Texas A&M Institue for Genomic Medicine
    td style='padding:0px 3px;vertical-align:bottom;'>필터 시스템, PES 22UM 250MLtd style='padding:0px 3px;vertical-align:bottom;'> td style='padding:0px 3px;vertical-align:bottom;'>

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