갇힌 화합물의 광분해는 다양한 생리학 활성 화합물의 농도에 신속하고화된 증가의 생산 수 있습니다. 여기, 우리는 갇힌 캠프의 광분해와 함께 또는 dissociated 마우스 후각 감각 뉴런의 후각 전달 연구를위한 CA를 갇힌 패치 - 클램프 녹음을 얻는 방법을 보여줍니다.
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갇힌 화합물의 광분해는 다양한 생리학 활성 화합물의 농도에 신속하고화된 증가의 생산 수 있습니다. 여기, 우리는 갇힌 캠프의 광분해와 함께 또는 dissociated 마우스 후각 감각 뉴런의 후각 전달 연구를위한 CA를 갇힌 패치 - 클램프 녹음을 얻는 방법을 보여줍니다.
갇힌 화합물의 광분해는 다양한 생리학 활성 화합물 1의 농도에 신속하고화된 증가의 생산 수 있습니다. 갇힌 화합물은 자외선의 플래시에 의해 부러진 수있는 화학 케이지에 의해 만들어진 분자 생리학 비활성됩니다. 여기, 우리는 dissociated 마우스 후각 감각 뉴런의 후각 전달의 연구 갇힌 화합물의 광분해와 함께 패치 - 클램프 녹음을 얻는 방법을 보여줍니다. 후각 전달의 과정 (그림 1) 수용체에 바인딩 odorant는 주기적 염기 - 게이트 (CNG) 채널 2를 열어 캠프의 증가로 연결 후각 감각 뉴런의 속눈썹에서 열립니다. CNG 채널을 통해 CA 항목은 CA - 활성화 망할 CIA 채널을 활성화한다. 우리는 마우스 후각 상피 3 방법에 갇힌 CAMP 4 광분해 또는 칼슘 5 갇힌하여 CNG 채널 또는 CA - 활성화 망할 CIA 채널을 활성화에서 신경을 떼어 놓다하는 방법을 보여 </>를 한모금. 우리는 패치 - 클램프 녹음이 전체 셀 전압 클램프 구성 8-11에서 전류를 측정하기 위해 이동하는 동안 우리에서 내놓다 캠프 CA에 ciliary 지역 자외선 섬광을 적용하기 위해 플래시 램프 6,7을 사용합니다.
1. 기기 및 장비
2. 용액 준비
해부
패치 클램프 기록 용액
세포외 용액
세포 내 용액
주변 빛으로 인한 케이지 화합물(caged compound)의 분해를 방지하기 위해, 케이지 화합물 용액은 항상 어두운 곳에서 준비하고 사용하십시오. 알루미늄 호일을 사용하여 용기를 빛으로부터 보호하십시오.
케이지형 cAMP:
케이지형 Ca:
1.5 mM Ca가 50% 적재된 3 mM DMNP-EDTA5를 포함하는 세포 내 용액을 준비합니다.
참고: 실험 중에 caged 화합물 용액이 빛에 노출되지 않도록 알루미늄 호일로 감싸고 얼음 위에 보관하십시오. 세포 내 용액은 멸균 필터링하십시오.
3. 생쥐 후각 감각 신경세포의 분리
동물 실험은 실험동물 사용에 관한 이탈리아 가이드라인(Decreto Legislativo 27/01/1992, no. 116) 및 동물 연구에 관한 유럽 연합 가이드라인(No. 86/609/EEC)을 준수하여 수행되었습니다.
4. 기록
5. 대표 결과:
분리된 후각 신경세포의 섬모 부위에서 caged cAMP 또는 caged Ca의 국소적 uncaging을 유도하고, whole-cell voltage-clamp 구성으로 전류 반응을 기록할 수 있어야 합니다.
그림 4는 세포 외 저농도 Ca Ringer 용액 존재 하에 -60 mV 전압에서 기록한, caged cAMP의 광분해를 유도하는 UV 플래시로 인해 유발된 전형적인 내향 전류를 보여줍니다. 이 조건에서 내향 전류는 CNG 채널을 통한 Na 유입에 의해 발생합니다. 전류의 상승기는 빠르게 나타났으며, 시상수 3.4 ms의 단일 지수 함수로 피팅되었습니다.
그림 5A-B는 낮은 Ca 농도와 1mM Ca가 포함된 링거액(Ringer’s solution)에서 또 다른 후각 감각 뉴런의 반응을 보여줍니다. -60 mV에서의 전류 상승 단계가 훨씬 더 느려지고 다상성(multiphasic)으로 변했습니다(그림 5 A-B). 이는 Ca가 CNG 채널을 통해 섬모로 유입되어 2차 Cl 전류를 활성화시키기 때문입니다10. CNG 활성화로 인해 발생하는 초기 양이온 전류 성분은, 투과되는 Ca 이온에 의한 차단으로 전체 전류가 감소하기 때문에 낮은 Ca 용액에서보다 1mM Ca 링거액에서 더 작게 나타납니다.
섬모 내 Ca 증가를 억제하는 또 다른 방법은 뉴런을 +60 mV로 클램핑하는 것입니다 (그림 5 C-D). +60 mV에서 cAMP 언케이지닝에 의한 반응의 상승기는 시정수가 6.7 ms인 단일 지수 함수로 잘 설명되었으며, 이는 단 하나의 전류 성분만이 존재함을 나타냅니다.
후각 감각 뉴런의 섬모 내부에서 Ca를 광방출시키면 빠르게 상승하는 전류를 측정할 수 있어야 합니다. 이 전류는 Cl 이온에 의해 운반됩니다. 그림 6 A는 다양한 강도의 UV 플래시로 케이지드 Ca를 광방출시켰을 때 -50 mV에서 유도된 내향 전류를 보여줍니다. Ca 활성 Cl 전류의 상승 단계는 3.8에서 5 ms 사이의 시간 상수를 가진 단일 지수 함수로 잘 설명되었습니다(그림 6 B).

그림 1. 후각 감각 신경세포 섬모의 후각 신호 전달. 후각 분자가 후각 수용체(OR)에 결합하여 G 단백질을 활성화하고, 이는 다시 아데닐릴 시클라아제(ACIII)를 활성화하여 세포 내 cAMP 수치를 증가시킨다. cAMP는 cyclic nucleotide-gated (CNG) 채널을 열어 Na 및 Ca 이온의 유입을 가능하게 한다. 세포 내 Ca 증가로 인해 Ca-활성 Cl 채널이 활성화된다. Caged cAMP 또는 caged Ca는 패치 피펫을 통해 섬모로 확산시켜 도입할 수 있다. UV 광선을 조사하면 caged 화합물의 광분해가 일어난다 (Pifferi et al. 20062에서 수정 및 허가 받음).

그림 2. 패치 클램프 기록 및 플래시 광분해 시스템. 설정 구성 요소에는 패치 클램프 증폭기, 컴퓨터, 디지타이저, 에피형 형광 현미경, 제논 플래시 램프, CCD 카메라 및 모니터가 포함된다. 파란색과 보라색 선은 각각 가시광선과 UV 광 경로를 나타낸다.

그림 3. 제논 플래시 램프. (A) 케이지 화합물의 플래시 광분해에 사용된 광원. (B) 플래시 광도의 강도를 평가하는 데 사용된 포토다이오드 모듈. (C) 플래시 램프의 광가이드를 포토다이오드의 입력단에 연결하고 출력을 오실로스코프로 시각화하였다. 플래시 램프 전면 패널 스위치에서 세 가지 사용 가능한 정전용량 값(C1, C2 또는 C3) 중 하나를 선택하고, 전면 패널의 노브를 돌려 전압을 변경하였다. 서로 다른 플래시 강도에 따른 포토다이오드의 출력 전압을 각 정전용량 값(C1 = 1000 μF, C2 = 2000 μF, 또는 C3 = 3000 μF)에 대해 인가 전압에 대비하여 도식화하였다. 직경 600 μm의 광가이드를 사용하였다.

그림 4. 낮은 세포 외 Ca 용액에서 caged cAMP의 광분해에 대한 패치 클램프 기록. (A) 섬모에 국소화된 caged cAMP의 광분해에 의해 단리된 후각 sensory neuron에서 유도된 whole-cell 전류 반응. 화살표로 표시된 시점에 UV 플래시를 조사하였다. 유지 전위는 -60 mV였다. (B) 전류 상승기는 시상수 3.4 ms의 단일 지수 함수(점선)로 잘 적합되었다.

그림 5. 저농도 Ca 및 Ringer 용액에서 caged cAMP의 광분해로 인해 유도된 전류 반응. (A) 후각 감각 뉴런을 1 mM Ca를 함유한 Ringer 용액 또는 저농도 Ca 용액에 넣고 -60 mV의 유지 전위에서 측정하였다. 화살표로 표시된 시점에 UV 플래시를 조사하였다. (B) 확장된 시간 척도로 표시한 전류 반응에서, Ringer 용액에서는 다상 상승기(multiphasic rising phase)가 나타난 반면, 저농도 Ca 용액에서 기록된 반응의 상승기는 시상수 3.5 ms의 단일 지수 함수(점선)로 잘 적합되었다. (C) 유지 전위 -60 mV 및 +60 mV에서 Ringer 용액에 담근 (A)와 동일한 뉴런의 전류 반응. (D) 확장된 시간 척도로 표시한 전류 반응에서, -60 mV에서는 다상 상승기가 나타난 반면, +60 mV에서는 상승기가 시상수 6.7 ms의 단일 지수 함수(점선)로 잘 적합되었다.

그림 6. caged Ca의 광분해에 대한 반응. (A) -50 mV에서 caged Ca의 광분해로 유도된 whole-cell 전류. UV 플래시는 화살표로 표시된 시점에 방출되었다. 플래시 강도는 중성 밀도 필터를 사용하여 조절하였다. (B) 확대된 시간축은 Ca 광방출 후 전류의 급격한 증가를 보여준다. 전류는 시상수 5, 4.8, 3.8 ms의 단일 지수 함수(점선)로 잘 적합되었다. (Boccaccio & Menini, 200710로부터 허가 하에 재수록).
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패치 - 클램프 녹음과 함께 갇힌 화합물의 플래시 광분해은 생리학적으로 활성 분자 내부와 외부에서 세포 모두의 농도에 신속하고 현지 점프를 얻을 수있는 유용한 기술입니다. 갇힌 compounds1 여러 종류의 합성되었으며,이 기술이 활성화하거나 사용 가능한 갇힌 화합물 11 일부 광분해에 의해 변조된 수있는 이온 채널을 표현 교양 세포를 포함한 세포의 다양한 유형에 적용할 수 있습니다.
갇힌 화합물의 광분해은 짧은 시간에 분자의 충분한 양의 우리에서 내놓다 근처 자외선의 높은 강도의 펄스를 필요로합니다. 다양한 광원을 사용할 수 있습니다 : 지속적으로 운영 수은 또는 크세논 아크 램프 (LED 셔터에 의해 제어 및 현미경, 지논 플래시 램프, 자외선 레이저, 그리고 최근에 개발된 고전력 자외선 발광 다이오드의 epifluorescent 포트에 결합 ). 광원의 각 유형의 장점과 disadvan있다특정 응용 프로그램 및 장치의 비용에 따라 tages. 플래시...
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 장비 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
| 현미경으로 어댑터 모듈 플래시 램프 | Rapp 광전자 | FlashCube 70 | |
| 에어 테이블 | TMC | MICRO - G 63-534 | |
| 디지타이저 | 축삭 인 스트 루먼트 | Digidata 1322A | |
| 데이터 수집 소프트웨어 | 축삭 인 스트 루먼트 | pClamp 8 | |
| 데이터 분석 소프트웨어 | WaveMetrics | 이고르 | |
| 어댑터 모듈 미러 | Rapp 광전자 | M70/100 | |
| 전극 홀더 | 축삭 인 스트 루먼트 | 1 - HL - U | |
| 패러데이의 새장 | 사용자가 만든 | ||
| 필터 큐브 | 올림포스 산 | U - MWU | 여기 필터를 제거 |
| 섬광등 | Rapp 광전자 | JML - C2 | |
| 집게 뒤몽 # 55 | 세계 정밀 계측기 | 14,099 | |
| 유리 모세관 | 세계 정밀 계측기 | PG10165 - 4 | |
| 유리 바닥 요리 | 세계 정밀 계측기 | FD35 - 100 | |
| 조명기 | 올림포스 산 | 하이라이트 3100 | |
| 거꾸로 현미경 | 올림포스 산 | IX70 | |
| Micromanipulators | Luigs & 노이만 | SM I | |
| Micropipette 풀러 | Narishige | PP - 830 | |
| 모니터 | HesaVision | MTB - 01 | |
| 중성 농도 필터 | 오메가 광학 | 다양 | |
| 목표 100X | 자이스 혈구 | Fluar 440,285 | 자이스 혈구 또는 Olympu 중의 |
| 목표 100X | 올림포스 산 | UPLFLN 100XOI2 | 자이스 혈구 또는 올림푸스 중 |
| 광학 UV 필터 shortpass | Rapp 광전자 | SP400 | |
| 패치 - 클램프 증폭기 | 축삭 인 스트 루먼트 | Axopatch 200B | |
| 포토 다이오드 조립 | Rapp 광전자 | PDA | |
| 석영 라이트 가이드 | Rapp 광전자 | 다양 | 우리는 600 μm의 직경을 사용하여 |
| 실버 와이어 | 세계 정밀 계측기 | AGT1025 | |
| 실버 지상 펠릿 | 워너 악기 | 64-1309 | |
| 크세논 아크 램프 | Rapp 광전자 | XBL - JML |
| 시약 | 회사 | 카탈로그 번호 |
|---|---|---|
| BCMCM - 갇힌 CAMP | BioLog | B016 |
| 소 혈청 알부민 (BSA) | 시그마 | A8806 |
| CaCl2 표준 용액 0.1 M | Fluka | 21,059 |
| 갇힌 CA : DMNP - EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) | Invitrogen | D6814 |
| 시스테인 | 시그마 | C9768 |
| Concanavalin A 형 V (ConA) | 시그마 | C7275 |
| CsCl | 시그마 | C4036 |
| DMSO | 시그마 | D8418 |
| DNAse I | 시그마 | D4527 |
| EDTA (에틸렌 다이아 민 테트라 초산) | 시그마 | E9884 |
| EGTA | 시그마 | E4378 |
| 포도당 | 시그마 | G5767 |
| HEPES | 시그마 | H3375 |
| KCl | 시그마 | P3911 |
| 코이 | 시그마 | P1767 |
| 류펩틴 | 시그마 | L0649 |
| MgCl2 | Fluka | 63,020 |
| Papain | 시그마 | P3125 |
| 폴리 - L - 라이신 | 시그마 | P1274 |
| NaCl | 시그마 | S9888 |
| NaOH | 시그마 | S5881 |
| NaPyruvate | 시그마 | P2256 |
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