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Research Article
Mengye Zhu1, Daying Zhang1, Sicong Peng2, Nana Liu2, Jing Wu2, Haixia Kuang2, Tao Liu2,3
1Department of Pain,First Affiliated Hospital of Nanchang University, 2Department of Pediatrics,First Affiliated Hospital of Nanchang University, 3Center for Laboratory Medicine,First Affiliated Hospital of Nanchang University
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Erratum Notice
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Retraction Notice
The article Assisted Selection of Biomarkers by Linear Discriminant Analysis Effect Size (LEfSe) in Microbiome Data (10.3791/61715) has been retracted by the journal upon the authors' request due to a conflict regarding the data and methodology. View Retraction Notice
여기, 우리가 시험관에서 척수 조각에서 신경 세포 substantia gelatinosa (SG)에서 만든 전체 셀 패치 클램프 기록에 대 한 필수 단계 설명 합니다. 이 메서드는 기본 막 속성, 시 냅 스 전송 및 공부 SG 뉴런의 형태학 상 특성을 수 있습니다.
신경 세포 substantia gelatinosa (SG)에서 최근 전체 셀 패치 클램프 연구는 큰 신체의 감각 전송, nociceptive 규정과 만성 통증이 나 가려움 개발 기본 척추 메커니즘에 대 한 정보를 제공 합니다. 신경 속성에 대 한 우리의 이해 및 sg에서 지역 회로의 구성에 추가 형태학 연구 급성 척수 조각의 유틸리티에 따라 함께 electrophysiological 녹음의 구현 향상 되었습니다. 여기, 우리는 척수 조각 및 쇼 대표 전체 세포 기록 및 형태학 결과의 준비에 대 한 상세 하 고 실용적인 가이드를 제시. 이 프로토콜 이상적인 신경 보존을 허용 하 고 어느 정도 조건 vivo에서 모방 수 있습니다. 요약 하자면, 척수 조각의 생체 외에서 준비 얻을 수 안정 된 전류와 전압 클램프 녹음을 가능 하 게 수 따라서 용이 하 내장 막 속성, 로컬 회로에 대 한 자세한 조사와 다양 한 실험 방법을 사용 하 여 신경 구조입니다.
Substantia gelatinosa (SG, lamina 척추 등 경적의 II) 전송 하 고 규제 하는 감각 정보에 대 한 논의 여지가 없 중요 한 릴레이 센터 이다. 그것은 기본 구심 섬유, 지역 수 및 생 내림차순 억제 시스템1에서 입력을 받아 흥분 성의 억제 수 구성 됩니다. 최근 수십 년간, 급성 척수 조각 준비의 개발 및 전체 셀 패치 클램프 기록의 출현 설정한 SG 뉴런2, 의 본질적인 electrophysiological 및 형태학 속성에 대 한 다양 한 연구 3 , 4 뿐만 아니라 SG5,6에 로컬 회로의 연구. 또한, 생체 외에서 척수 조각 준비를 사용 하 여 연구원 신경 excitabilities7,8에 변화를 해석할 수 있는, 이온의 기능9,10, 채널 및 시 냅 스 활동11,12 다양 한 병 적인 조건 하에서. 이러한 연구 개발에 재생 SG 신경 역할에 대 한 우리의 이해 및 만성 통증과 neuropathic 가려움증의 유지 보수 깊 어 있다.
기본적으로, 이상적인 전체 셀 패치 급성 척수 조각을 사용 하 여 신경 소마의 명확한 시각화를 달성 하기 위해 핵심 필수 건강 하 고 패치되지 뉴런 얻어질 수 있다 조각의 우수한 품질을 보장 하기 위해입니다. 그러나, 척수 조각 준비 복 부 laminectomy 수행 하 고 건강 한 조각을 얻기에 장애물이 될 수 피아-거미 집 모양의 막 제거 등의 여러 단계가 포함 됩니다. 그것은 척수 조각 준비 하기 쉬운, 척수 조각에 녹음에서 시험관에서 수행는 여러 가지 장점이 있습니다. 셀 문화 준비에 비해, 척수 조각 순수 관련 조건에는 고유한 시 냅 스 연결을 부분적으로 보존할 수 있습니다. 또한, 전체 셀 패치 클램프 척수 조각을 사용 하 여 녹음 더블 패치 클램프13,14, 형태학 연구15,16 단일 셀 RT-PCR 등의 다른 방법을 결합 될 수 있는 17. 따라서,이 특정 지역 내에서 해 부와 유전 다양성을 특성화에 더 많은 정보를 제공 합니다 기술과 지역 회로의 구성의 조사에 대 한 수 있습니다.
여기, 우리는 급성 척수 조각을 준비 하 고 전체 셀 패치 클램프 기록 SG 뉴런에서 인수에 대 한 우리의 방법의 기본과 상세한 설명을 제공 합니다.
모든 실험 프로토콜 설명 동물 윤리 위원회의 남 창 대학 (난창, 홍보 중국, 윤리적인 No.2017-010)에 의해 승인 되었다. 모든 노력이 스트레스와 실험 동물의 고통을 최소화 하기 위해 만들어졌다. 여기 수행 electrophysiological 녹음 실 온 (RT, 22-25 ° C)에서 실행 되었다.
1입니다. 동물
2입니다. 솔루션 및 자료 준비
3. 급성 척수 슬라이스 준비
참고: 가로 또는 parasagittal 척수 조각 준비 이전 설명된18,,1920.
4. 전체 셀 패치 클램프 기록
5. 형태학 연구
급성 척수 조각 그림 1에 표시 된 다이어그램에 따라 준비 되었다. 조각화 및 복구, 후 척수 조각 녹음 실로 옮겨 졌다. 건강 한 신경 소마 모양 IR DIC 현미경을 사용 하 여에 따라 확인 되었다. 다음, SG 뉴런의 활동 전위 전류 펄스 (1 s 기간) depolarizing의 시리즈에 의해 elicited 했다 신경 RMP에서 열렸다. 보이는 것 처럼 그림 2설명 되어 있고 이전 연구에 의해 분류 한 SG 신경 포함 토 닉-발사, 지연 발사에서에서 관찰된, 간격-발사, 초기 버스트, phasic 파열, 단일-스파이크와 꺼 려 발사, 발사 패턴.
이 준비를 구현, 우리 또한 기록 subthreshold 전류 및 자발적으로 나타나는 전류 전압 클램프에. Subthreshold 전류, hyperpolarization-활성화 전류 등의 대표적인 흔적 (내가h), T-타입 칼슘 현재 (IT)와 A 형 칼륨 현재 (IA), 그림 3A에서 제공 됩니다. 이 현재-50에서 셀을 눌러 가져온 mV 및 점차 강화 10 mV 감소에서-60에서-120 mV. 내가h 전압 단계를 hyperpolarizing에 의해 활성화 되었다. 그러나, 나는T 와 나 는 hyperpolarizing prepulses depolarized 전압에 따라 비활성화에서 해제 하 여 활성화 했다. 그림 3B 3 C 대표 자연 EPSCs (sEPSCs) 및 Ipsc (sIPSCs) SG 뉴런에서 각각 기록 표시. 진폭과 주파수의 이러한 시 냅 스 이벤트 미니 분석 소프트웨어를 사용 하 여 오프 라인으로 분석 될 수 있습니다.
신경 형태학 기능 특성, parasagittal 슬라이스 SG 신경의 대부분이 크게 수지상 나무의 rostrocaudal 확산 및 neurobiotin 488 세포내 솔루션에 추가 되었습니다 때문에 적용 되었다. 신경 소마와 넓이의 크기와 그들의 수지상 프로세스의 크기는 confocal 현미경 이미징 후 평가 했다. 이전에 보고 된, SG 뉴런 형태소 구분을 표시 하 고 중앙 셀, 방사형 셀, 수직 셀, 작은 섬 세포 및 분류 되지 않은 세포로 분류 될 수 있습니다. 이러한 셀의 대표 현미경 그림 4에 나와 있습니다.

그림 1: 급성 척수 조각 준비에 대 한 다이어그램. 깊이 urethan (i.p.)와 취 되 고, 후 쥐는 transcardially 얼음 carbogenated 자당-실제와 함께 끼얹는다입니다. 척추는 다음 신속 하 게 해 부, 그리고 복 부 laminectomy 수행 됩니다. Meninges, 피아-거미 집 모양의 막과 연결 된 척추 신경 뿌리는 제거 됩니다. 그런 다음, 척수 견본 agarose 블록에 장착 됩니다. 필요에 따라 가로 또는 parasagittal 슬라이스는 vibratome와 절단 됩니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 2: SG 뉴런의 패턴을 발사. 1의 시리즈를 주입 하 여 발사 패턴 결정 s RMP에 SG 신경에 전류 펄스를 depolarizing. 로 토 닉-발사, 지연 발사, 간격-발사, 초기 버스트, phasic 파열, 단일-스파이크, 및 꺼 려 발사 발사 패턴 분류 될 수 있습니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 3: SG 뉴런에서 전압 클램프 녹음. (A) 대표 추적 hyperpolarizing로 분류 하는 현재 분사에 대 한 응답을 보여주는h, IA 와 IT. 하단 패널 전압 클램프에 하위 임계값 전류에 대 한 차분한 프로토콜을 보여 줍니다. (B) sEPSCs의 대표적인 흔적-70에서 SG 뉴런에서 기록 부재 및 50 μ M APV의 존재에 mV 및 20 μ M CNQX. 하기 전 (왼쪽) 확장된 시간 척도에 표시 되는 연속 추적 내리고 APV CNQX의 액션 바 차트 기록 아래에 표시 된 기간에 해당 하는 (오른쪽)에서. (C) sIPSCs의 대표적인 흔적 부재 및 10 μ M bicuculline 및 0에서 1 μ M strychnine에 SG 뉴런에서 기록 mV. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.

그림 4: 쥐 SG 뉴런의 대표적인 형태. 소마 크기와 모 수석 속성 confocal 현미경 이미지에 표시 된, SG 신경 중앙 셀 (A), 방사형 셀 (B), 수직 셀 (C), 작은 섬 세포 (D) 및 분류 되지 않은 셀 (E 로 분류 될 수 있습니다. ). 된 복 부; D: 등 쪽; R: rostral; C: 꼬리. 눈금 막대 = 50 µ m. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭 하십시오.
| 구성 요소 | 분자량 | 농도 (mM) | g/L |
| NaCl | 58.5 | 117 | 6.84 |
| KCl | 74.5 | 3.6 | 0.27 |
| NaH2포4·2H2O | 156 | 1.2 | 0.19 |
| CaCl2·2H2O | 147 | 2.5 | 0.37 |
| MgCl2·6H2O | 203 | 1.2 | 0.24 |
| NaHCO3 | 84 | 25 | 2.1 |
| D-포도 당 | 180 | 11 | 1.98 |
| 의약품 | 198.11 | 0.4 | 0.08 |
| 나트륨 pyruvate | 110 | 2 | 0.22 |
표 1: 실제에 대 한 제조 법입니다.
| 구성 요소 | 분자량 | 농도 (mM) | g/L |
| NaCl | 58.5 | 117 | 6.84 |
| KCl | 74.5 | 3.6 | 0.27 |
| NaH2포4·2H2O | 156 | 1.2 | 0.19 |
| CaCl2·2H2O | 147 | 2.5 | 0.37 |
| MgCl2·6H2O | 203 | 1.2 | 0.24 |
| NaHCO3 | 84 | 25 | 2.1 |
| D-포도 당 | 180 | 11 | 1.98 |
| 의약품 | 198.11 | 0.4 | 0.08 |
| 나트륨 pyruvate | 110 | 2 | 0.22 |
표 2: 자당-실제에 대 한 제조 법입니다.
| 구성 요소 | 분자량 | 농도 (mM) | mg/100 mL |
| K-글 루 콘 산 | 234.2 | 130 | 3044.6 |
| KCl | 74.5 | 5 | 37.28 |
| 나2-Phosphocreatine | 453.38 | 10 | 453.38 |
| EGTA | 380.35 | 0.5 | 19.02 |
| HEPES | 238.31 | 10 | 238.3 |
| Mg-ATP | 507.18 | 4 | 202.9 |
| 리-GTP | 523.18 | 0.3 | 15.7 |
표 3: 길목 K+-세포내 솔루션을 기반으로.
| 구성 요소 | 분자량 | 농도 (mM) | mg/100 mL |
| CsMeSO4 | 228 | 92 | 2097.6 |
| CsCl | 168.36 | 43 | 723.95 |
| 나2-Phosphocreatine | 453.38 | 10 | 453.38 |
| 차-Cl | 165.71 | 5 | 82.86 |
| EGTA | 380.35 | 0.5 | 19.02 |
| HEPES | 238.31 | 10 | 238.3 |
| Mg-ATP | 507.18 | 4 | 202.9 |
| 리-GTP | 523.18 | 0.3 | 15.7 |
표 4: 길목 Cs+-세포내 솔루션을 기반으로.
저자는 관심 없음 충돌 선언합니다.
여기, 우리가 시험관에서 척수 조각에서 신경 세포 substantia gelatinosa (SG)에서 만든 전체 셀 패치 클램프 기록에 대 한 필수 단계 설명 합니다. 이 메서드는 기본 막 속성, 시 냅 스 전송 및 공부 SG 뉴런의 형태학 상 특성을 수 있습니다.
이 작품은 국립 자연 과학 재단의 중국 (No. 81560198, 31660289)에서 교부 금에 의해 지원 되었다.
| KCl | Sigma | 60130 | 의 제조에 사용되는 NaCl Sigma 60130ACSF, 자당-ACSF 및 K+ 기반 세포 내 용액 |
| NaH2PO4·의 제조에 사용됩니다. 2H2O | Sigma | 71500 | ACSF, 자당-ACSF 및 PBS |
| CaCl2·의 제조에 사용됩니다. 2H2O | Sigma | C5080 | ACSF 및 자당-ACSF |
| MgCl2·의 제조에 사용됩니다. 6H 2 < / sub>O | Sigma | M2670 | ACSF 및 자당 -ACSF |
| NaHCO의 제조에 사용 3< / sub> | Sigma | S5761 | ACSF 및 자당 -ACSF |
| D-Glucose | Sigma | G7021 | ACSF |
| Ascorbic acid | Sigma | P5280 | ACSF 및 자당 -ACSF |
| 의 제조에 사용나트륨 피루브 산 | 염시그마 | A7631 | ACSF 및 자당 -ACSF |
| 시그마 | S7903 | 자당 -ACSF | |
| K-글루코네이 | 트 제조에 사용Wako | 169-11835 | K + < / sup> 기반 세포 내 용액 |
| Na2< / sub>-Phosphocreatine | Sigma | P1937 | 제조세포 내 용액 |
| EGTA | Sigma | E3889 | 의제조에 사용 세포 내 용액 |
| HEPES | Sigma | H4034 | 의 제조에사용 세포 내 용액 |
| Mg-ATP | Sigma | A9187 | 의 제조에사용 세포 내 용액 |
| Li-GTP | Sigma | G5884 | 의 제조에사용 세포 내 용액 |
| CsMeSO4 | Sigma | C1426 | Cs+ 기반 세포 내 용액 |
| CsCl | Sigma | C3011 | Cs+ 기반 세포 내 용액 |
| TEA-Cl | Sigma | T2265 | Cs+ 기반 세포 내 제조에 사용 용액 |
| : Neurobiotin 488 | Vector | SP-1145 | 0.05 % neurobiotin 488은 형태 학적 연구에 사용될 수 |
| Agar | Sigma | A7002 | 3 % 한천 블록은 파라 |
| 포름 알데히드 | 시그마 | P6148 | 4 % 파라 포름 알데히드는 면역 조직 화학 처리에 사용되었습니다 |
| Na2< / sub>HPO4< / sub> | Hengxing Chemical | PBS | 산 Coverslipping 중간 Polyscience 18606 Urethan National Institute for Food and Drug Control 30191228 1.5 g/kg, i.p.의 제조에 사용되는 시약|
| . | |||
| 붕규산 유리 모세관 | World Precision Instruments | TW150F-4 | 1.5 mm OD, 1.12 mm ID |
| 마이크로 피펫 풀러 | 셔터 기기 | P-97 | 마이크로 피펫 준비에 사용 |
| Vibratome | Leica | VT1000S | |
| 진동 절연 테이블 | Technical Manufacturing Corporation | 63544 | |
| 적외선 CCD 카메라 | Dage-MIT | IR-1000 | |
| 패치 클램프 증폭기 | HEKA | EPC-10 | |
| Micromanipulator | Sutter Instrument | MP-285 | |
| XY 스테이지 | Burleigh | GIBRALTAR XY | |
| 직립 현미경 | Olympus | BX51WI | |
| 삼투압계 | 고급 | FISKE 210 | |
| PH 미터 | Mettler 톨레도 | FE20 | |
| Confocol 현미경 | Zeiss | LSM 700 |