망막 뉴런 사이의 간격 접합 추적 커플링의 범위를 결정하는 쉽고 편리한 방법을 설명합니다. 이 기술 하나는 서로 다른 조명 조건과 낮과 밤의 다른 시간대에있는 그대로 망막에있는 뉴런 사이의 전기 시냅스의 기능을 조사 수 있습니다.
방법 논문
망막 뉴런 사이의 간격 접합 추적 커플링의 범위를 결정하는 쉽고 편리한 방법을 설명합니다. 이 기술 하나는 서로 다른 조명 조건과 낮과 밤의 다른 시간대에있는 그대로 망막에있는 뉴런 사이의 전기 시냅스의 기능을 조사 수 있습니다.
화학 시냅스 전송뿐만 아니라, 갭 분기점에 의해 연결된 뉴런은 전기 시냅스 전송을 통해 빠른 속도로 통신할 수 있습니다. 증거를 늘리면 간격 분기점뿐만 아니라 전류 흐름과 서로 결합하거나 세포 사이의 동기 활동을 허용함을 나타냅니다지만, 결합 세포 사이의 강도 또는 전기 통신의 효율성 좋은 정도의 1,2에 변조된 수 있습니다. 또한, 많은 간격 연결 채널의 큰 내경 (~ 1.2 nm의)는 간격 분기점은 또한 신진 대사 및 화학 통신을 중재 수 있도록, 세포내 신호 분자와 상호 세포 사이의 작은 metabolites의 보급에도 전류 흐름뿐만 아니라 수 있지만, . 뉴런과 신경 전달 물질 및 기타 요인에 의해 자사의 변조 사이의 간격 junctional 통신의 강도가 동시에 전기 결합 세포에서 기록하여 및 t를 결정하여 연구 수하나의 세포에 주입 iontophoretic 다음 그 간격 접합 투과 아르 추적 분자의 확산 범위 아니지만 막 투과. 그러나 이러한 절차는 그대로 신경 조직의 작은 somata와 뉴런에서 수행하는 매우 어려울 수 있습니다.
다섯 망막 신경 세포 유형의 각각 전기 격차 분기점 3,4로 연결되어 있기 때문에 전기적 시냅스 및 전기 통신의 변조에 대한 많은 연구는 척추 망막에서 실시되었습니다. 증가 증거는 빛의 자극에 망막 및 변경에 circadian (24 시간) 시간은 3-8을 결합 간격 접합을 조절하는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 최근 작품은 망막 circadian 시계 D2 수용체 활성을 줄임으로써 증가 도파민 D2 수용체의 활성화에 의해 낮에는로드 및 원뿔 photoreceptor 세포 사이의 간격 접합 커플링을 감소하고, 극적으로 야간로드 - 원뿔형 커플링을 증가시킬 수있다는 것을 보여주었다 여기, 우리는 서로 다른 조명 조건과 낮과 밤의 다른 시간대에 망막 뉴런 사이의 간격 접합 추적 커플링의 범위를 결정하는 직접적인 방법을 제시한다. 이 컷 - 로딩 기술은 열 간격 접합 채널을 통해 색소로드 및 확산을 기반으로 9-12 다쳤고, 로딩의 수정입니다. 긁어로드는 그대로 망막으로 두꺼운 조각에서 교양 세포에서 잘 작동하지만,하지 않습니다. 컷 - 로딩 기술은 그대로 생선과 포유 동물 망막 7, 8,13에 photoreceptor 커플링을 연구하는 데 사용되었으며, 사이 커플링 공부하는 데 사용할 수 있습니다여기에 설명된 다른 망막 뉴런.
1. 금붕어, 쥐 및 토끼에 대한 완전한 신경 망막의 준비
2. 잘라내기 - 로딩
3. ImageJ를 사용하여 추적 커플링의 부량
4. 대표 결과
컷 - 로딩에 의해 결정된 커플링 photoreceptor 세포 추적의 대표 예는 그림 2와 3 (생선)와 그림 4 (토끼)에서 제공됩니다. 공촛점 이미지 컷에서 거리의 함수로 꾸몄다 이상 번호 3.8에 표시된 지수 함수에 의해 장착되었습니다 비교 (그림 2A - C와 그림. 4A - C) 및 형광 강도에 대해 동일한 설정을 사용하여 찍은 (그림 2D 및 그림. 4D). 각 조건에 대한 공간 상수 값간격 접합 추적 커플링의 범위는 컷 로딩 기법을 사용하여 계량 수 보여주는, 2E 및 4E 통계에 표시됩니다. 또한, 그 결과는 매우 재현할 수 있습니다. 간격 접합 추적 커플링의 범위를 quantifying의 수단으로 컷 로딩 기법의 사용이 또한 형광 강도는 모든 경우에 컷에서 거리의 함수로 기하 급수적으로 감소 면요에 의해 검증 것은 (또한 무화과를 참조하십시오. 7,8 검사를 neurobiotin 다른 망막 사이트에서 레이저 컷이 아닌 통해 photoreceptors를 입력한 나타내는 여기에 2D 및 4D). 또한, photoreceptor 세포 추적 커플링의 질적 유사한 주 / 야 차이점은 하나의 원뿔로 추적 주사와 금붕어와 컷로드 7 관찰 photoreceptor 커플링의 범위를 측정 비교적 정확한 방법으로 절단 로딩 substantiates.
컷 - 난oading 기술은 또한 망막에 전기 시냅스의 다른 유형을 조사하는 데 사용할 수 있습니다. 예를 들어, 그림 5는 토끼 A - 타입 (그림의 5A)와 B 타입 (그림의 5B) 수평 세포 추적이 결합 동종 전시회를 보여줍니다 다음 절단 하중과 어두운 조건에서 적응 neurobiotin의 확산.
| 화합물 | 물고기 | 마우스 | 토끼 |
| NaCl | 130 | 120 | 117 |
| NaHCO 3 | 20 | 25 | 30 |
| 아니 2 PO 4 | - | 일 | 0.5 |
| KCL | 2.5 | 5 | 3.1 |
| 포도당 | 10 | 10 | 10 |
| MgCl 2 | 일 | - | - |
| MgSO 4 7H 2 O | - | 일 | 1.2 |
| 글루타민 | - | 0.1 | 0.1 |
| CaCl 2 | 0.7 | 이 | 이 |
표 1 : 금붕어, 마우스 및 토끼 망막에 대한 울리는의 솔루션 구성. 농도는 MM로 표시됩니다. 벨소리의 솔루션 5 % CO 2 / 95% O 2 부풀어 오른 22 ° C (생선) 또는 36 ° C (포유류)에서 유지됩니다. "-"이 종족에 대한 벨소리에 포함되지 않습니다.

그림 1 :. 컷 로딩 절차를 보여주는 플로우 차트. 절연 O 후F 손상 신경 망막은 여러 가지 방사형 상처가 처음 0.5 % neurobiotin 솔루션있었습니다 칼날에 의해 만들어졌다. 망막은 추적로드 및 확산을위한 incubated 후 0.1M 인산 버퍼 (PB)에 4 % paraformaldehyde (PFA)로 고정하기 전에 세탁했습니다. 추적기 커플링은 알렉사 - 488 streptavidin - 복합 사용하여 조사되었다.

그림 2. 금붕어의 photoreceptor 추적 커플링에 주간 야간 차이는 컷 로딩 기술에 의해 드러났습니다. Photoreceptor 셀 갭 접합 neurobiotin 추적 커플링 제어 조건 (A)에 따라 하루에없는 spiperone (10 μm의), 선택적 도파민 D 2 수용체 길항제 (C) 응용 프로그램의 다음과 박 (B)에서, 하루에 광범위한했지만. 상처 (AC에 화살표로 표시)에서 거리의 함수로 D) 표준화 상대 형광 강도. E) 우주 상수 발D 및 기타 실험 (n은 = 4)에있는 데이터에서 얻은 ues. *** P <0.001.

그림 3. neurobiotin와 rhodamine dextran 모두 솔루션 절단 하중에 따라 야간에 어두운 적응 금붕어 망막의 photoreceptor 세포 레이어에 형광을 보여주는 대표적인 예라고 할 수 있습니다. 높은 분자량 (> 10,000 MW), 컷 근처에만 표시 세포에 의한 열 간격 접합 채널을 통해 확산되지 않습니다 Rhodamine dextran (빨간색 표시). 반면, 갭 분기점을 통해 확산 neurobiotin (녹색 표시)와이 멀리 컷에서 photoreceptor 세포에서 볼 수 있습니다. 절단의 위치는 각 패널에있는 화살표로 표시됩니다. 스케일 바 : 200 μm의.

그림 4. 일 밤 다릅니다토끼 망막의 photoreceptor 커플링 추적에 줬어는 컷 로딩 기술에 의해 드러났습니다. Photoreceptor 셀 갭 접합 neurobiotin 추적 커플링 제어 조건 (A)에 따라 하루에없는 spiperone (10 μm의) (C) 응용 프로그램의 다음과 박 (B)에서, 하루에 광범위한했지만. AC에서 컷 근처 토끼 photoreceptors의 3D 재건의 수직의 전경이 표시됩니다. 인하의 거리의 함수로 D) 표준화 상대 형광 강도. E) 우주 상수 값을 D 및 기타 실험 (N = 3)의 데이터에서 얻은. *** P <0.001.

그림 5. 잘라내기 - 로딩은 어두운 - 적응 토끼 수평 세포 추적이 결합된다 보여줍니다. A - 타입 (A)과 B 타입 모두 (B) 어두운 적응 토끼 망막의 수평 세포가 동종 neurobiotin 추적 커플링을 전시.
여기에서 설명한 컷로드 방법은 서로 다른 조명 조건과 낮과 밤의 다른 시간대에 망막 뉴런 사이의 간격 접합 추적 커플링의 범위를 결정하기 위해 유용하고 간단 방법입니다. 이 기법의 장점은 밤낮 동안 조명 조건의 다양한하에 그대로 망막 조직에서 뉴런 사이의 간격 접합 추적 커플링의 범위를 정할 작은 직경 somata을 결합하여 뉴런을 위해 그렇게 할 수있는 능력을 포함합니다. 이 일반적인 범주로 그대로 조직 가을에 갭 분기점의 연구 기법의 한계. 첫째, 개방 간격 분기점을 통해 추적 확산이의) 작은 직경이나 열린 채널과 B) 결합 세포 구획의 상대적 볼륨 1,14,15와 관련된 비용으로 인해 관찰 상대적으로 어려울 수 있습니다. 그것은 작은 세포에서 세포의 결합 큰 셀 또는 그룹 광고에 추적 확산이다큰 세포에서 작은 세포로 추적 확산에 ared, 추적 희석으로 인해 검색하는 것이 더 어려울 수 있습니다. 둘째, 어떤 생리 조건 하에서, 손상 조직의 갭 분기점을 통해 추적 확산의 범위가 정확하게 비교적 큰 추적기의 투자율에 비해 작은 전류 운반 이온의 전도성의 차이로 인해 간격 junctional 전도성의 강도를 반영하지 않을 수 있습니다 분자 1,14,15. 일반적으로 추적 커플링의 증거가 강하게 작동하는 오픈 간격 접합 채널의 존재를 암시하지만, 몇 가지 생리적 조건 하에서, 추적 확산은 electrophysiological 레코딩가 작동, 오픈 간격 분기점의 존재를 제안해도 발생하지 않거나 관찰 수 있습니다.
이것은 컷 로딩 기술은 또한 중추 신경 치세요의 다른 지역에서 그대로 조직에서 뉴런 사이의 간격 접합 추적 커플링의 범위를 조사하는 데 사용할 수있는 가능성이 보인다어디서 비롯되었을지.
관심 없음 충돌 선언하지 않습니다.
이 작품은 심폐소생술에 SCM과 EY018640에 NIH 부여 EY005102에 의해 투자되었다
| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 (옵션) |
| Tricaine의 메탄 산염 (MS222) | 시그마 - 올드 리치 | A5040 | 150 MG / 버퍼 수조 물의 L |
| 우레탄 | 시그마 - 올드 리치 | U2500 | 2g / kgloading 복용량 |
| 듀얼 튜브 나이트 비전 가글 | 야간 광학 미국 | D - 221 | |
| 필터 종이, 학년 제 4 | 워트 먼지 | 1004-090 | |
| 좋은 집게, 11cm 길이 뒤몽 번호 5, Biologie, | 파인 과학 도구 | 11295-10 | |
| 좋은 가위, 용수철, 8mm 블레이드, 직선 | 파인 과학 도구 | 15025-10 | |
| Neurobiotin | 벡터 | SP - 1120 | 0.5 % |
| Streptavidin - 복합 알렉사 488 | Invitrogen | S11223 | 2퍼센트 |
| Dextran rhodamine (높은 (> 10,000) MW) | Invitrogen | D1817 | 0.5 % |
| Vectashield 장착 매체 | 벡터 | H - 1000 | |
| 공촛점 현미경 검사 자이스 혈구 510 META 레이저 | 칼 자이스 혈구, 주식 회사 | ||
| LSM - 5 이미지 브라우저 3,2,0,115 | 칼 자이스 혈구, 주식 회사 | ||
| ImageJ 소프트웨어 | NIH | ||
| OriginPro 8.0 | OriginLab 주식 회사 |
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