2012년 1월 12일
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.
다음 절단 하중 실험의 전반적인 목표는 제어된 조명 조건에서 손상되지 않은 망막의 뉴런 간 간극 접합 추적기 결합 정도를 조사하는 것입니다. 첫 번째 단계는 세포막이 아닌 열린 간극 접합 채널을 통해 확산될 수 있는 추적 분자인 뉴로 비오틴(neuro biotin) 용액에 담근 날카로운 칼날로 망막을 절단하는 것입니다. 두 번째 단계에서는 망막을 ringer's solution에서 배양하여 열린 간극 접합 채널을 통해 추적자 확산을 가능하게 합니다.
간극연접 결합이 약한 경우, neuro biotin 형광은 절단 부위 근처에 있는 망막 뉴런으로 제한됩니다. 반대로, 간극연접 결합이 강하면 절단된 부분에서 멀리 떨어진 망막 뉴런에서 형광이 감지됩니다. 기존 기술에 비해 절단 로딩의 주요 장점은 손상되지 않은 신경 망막 조직에 있는 작은 세포체를 가진 뉴런에서 수행하는 것이 더 쉽다는 것입니다.
또한 손상되지 않은 망막 조직의 단일 뉴런에 대한 전기생리학적 연구보다 절단 하중 중에 조명 조건을 제어하는 것이 더 쉽습니다. 전기 기록 중에 사용되는 빛의 자극은 그 자체로 간극연접 결합의 변화를 일으킬 수 있기 때문에 이 기술을 시연하는 것은 제 연구실의 박사후 연구원인 Chu Choi 박사가 될 것입니다. 이 절차에서 금붕어는 수술 전 최소 1시간 동안 낮에 일정한 어둠 속에 보관되며, 망막 조직이 고정될 때까지 다음 단계를 모두 낮에는 지속적인 어둠 속에서 수행되며 수족관 물에 1리터당 150mg의 메탄 설포네이트를 첨가하여 금붕어를 깊이 마취합니다.
그런 다음 연방 및 대학 지침에 따라 금붕어를 희생하고 눈알을 조심스럽게 제거하십시오. 다음으로 각 안구의 앞부분을 제거합니다. 그런 다음 눈의 뒤쪽 부분 위에 여과지 조각을 놓고 여과지와 눈을 뒤집어 여과지가 눈의 뒤쪽 부분 아래에 오도록 합니다.
이제 어둡게 적응한 금붕어의 공막과 색소 상피를 포함한 눈 뒤쪽을 부드럽게 제거합니다. 망막은 가는 가위로 시신경을 절단했습니다. 신경 금붕어, 망막 배향 광수용체 면이 위로 향하게 하여 이제 적출 전에 여과지에 부착해야 하며, 물고기는 눈의 뒤쪽 부분에서 온전한 신경 망막을 해부한 후 6개의 웰 플레이트의 각 웰에 테스트 약물의 유무에 관계없이 탄산염 기반 링거 용액에 의해 산소화되는 5밀리리터에서 마취를 받아야 합니다.
어둠이 계속되는 동안 망막을 우물로 옮깁니다. 그런 다음 파라폼으로 웰을 밀봉하고 조직을 30분 동안 배양합니다. 망막을 절단하기 직전에 0.5%neuro biotin을 ringer 용액에 용해시켜 100마이크로리터의 추적 용액을 준비합니다.
다음으로, 뉴로 비오틴 용액을 유리 페트리 접시에 추가합니다. 그런 다음 망막이 부착된 여과지를 종이 타월로 가볍게 두드립니다. 여분의 링거를 제거하려면 면도날을 신경 비오틴 용액에 담그고 망막과 여과지를 수직 방사형으로 절단합니다.
그런 다음 면도날을 신경 비오틴 용액에 다시 담그고 망막을 두 번째로 자릅니다. 망막당 최대 4컷까지 이 작업을 반복합니다. 이 단계에서 망막을 새로운 링거로 옮기고, 15분 동안 시험 약물이 있거나 없는 배지로 옮겨 로딩 및 확산을 허용합니다.
새 링거로 3회 세척하고, 시험 약물을 유무로 매달아 각각 5분씩 세척합니다. 그런 다음 0.1 몰 인산염 완충 용액에 4 % 파라 포름 알데히드로 망막을 실온에서 1 시간 동안 고정합니다. 그 후, 0.1 어금니 PBS로 망막을 섭씨 4도에서 하룻밤 동안 세척하여 다음 날 냉장고에 넣습니다.
0.1 어금니 PBS 및 0.3% Triton X 100에 2% 스트렙타비딘 Alexa 4 88을 넣고 최종 농도인 밀리리터당 10마이크로그램으로 망막을 반응시키고 섭씨 4도에서 밤새 배양합니다. 다음 날. 0.1 몰 PBS로 망막을 3회 세척하고 매번 10분 동안 실온에서 세척합니다.
PBS의 여과지에서 망막을 분리합니다. 그런 다음 미세한 브러시를 사용하여 망막 광수용체 쪽을 위로 향하게 하여 벡터 쉴드 장착 매체가 있는 슬라이드에 장착합니다. 슬라이드를 레이저 스캐닝 컨포칼 현미경으로 전송하고 모든 실험 조건에 대해 동일한 배율 해상도와 설정으로 사진을 촬영하여 갭 기능 추적 장치 결합 정도에 대한 다양한 실험 조건의 영향을 비교할 수 있습니다.
다음은 낮 동안 지속적인 어둠 속에서 광수용체 세포 추적자 결합의 정도와 비교하여 선택적 도파민 D 2 수용체 길항제가있는 지속적인 어둠 속에서 낮 동안의 정도입니다. 두 이미지에서 자른 면도기는 왼쪽에 있습니다. 단일 이미지에 라벨링된 모든 셀이 포함될 수 있지만 관심 영역의 Z 스택을 수집하고 표시된 단일 이미지로 축소하는 것이 좋습니다.
다음은 이러한 Zack을 통해 순차적으로 이동할 때 광수용체 세포 추적자 결합의 정도입니다. 이 이미지의 면도기 절단은 오른쪽에 있습니다. LSM 이미지 브라우저에서 트레이서 커플링의 정도를 정량화하려면 이미지를 연 다음 내보내기를 클릭하고 NIH 이미지 J 소프트웨어를 사용하여 이 TIFF 이미지에 포함된 TIF 16비트 비압축 파일 배율 막대로 그림을 저장합니다.
구멍 마운트 망막의 저배율 이미지에서 Alexa 4 88 labeled neuro biotin의 형광 강도를 측정합니다. Image J 소프트웨어를 사용하여 TIFF 파일을 연 다음 축척 막대에 해당하는 직선을 그립니다. 그런 다음 분석으로 이동하여 축척을 설정하고 알려진 거리와 길이 단위를 입력합니다.
그런 다음 확인을 클릭합니다. 이제 형광 측정값을 밀리미터와 같은 보정된 단위로 표시할 수 있습니다. 그런 다음 사각형 선택 도구를 사용하여 관심 영역을 선택합니다.
형광등의 피크는 선택 항목의 왼쪽 테두리에 위치해야 합니다. 오른쪽 테두리 근처에 형광 신호가 없는지 확인합니다. 지속적인 어둠 속에서 얻은 주간 제어 데이터에 대한 프로파일을 분석하고 플롯합니다.
지수 감소가 있는 곡선이 왼쪽에서 오른쪽으로 표시됩니다. 그런 다음 팝업 창에서 복사를 클릭하고 Excel에 붙여넣습니다. 이제 두 개의 열이 있는데, 하나는 절단부로부터의 거리를 보여주고 다른 하나는 절단부로부터의 거리의 함수로 형광 강도를 보여줍니다.
비교를 위해 위의 단계는 낮의 지속적인 어둠 속에서 얻은 데이터로 반복됩니다. spit bro가 있는 상태에서 각 원시 형광 값을 최대 형광 값으로 나누어 상대적인 형광 강도를 얻습니다. 절단부로부터의 거리와 상대 형광 강도에 해당하는 두 개의 열을 복사한 다음 원본 소프트웨어에 붙여넣습니다.
이 단계는 주간 제어와 주간 침 모두에 대해 표시됩니다. 이 시점에서 런 데이터는 결과를 지수 감소에 맞춥니다. 첫 번째 기능은 T-test 또는 Inova를 사용하여 서로 다른 실험 조건에서 공간 상수 값을 비교하는 것입니다.
비교를 위해 주간 제어, 주간 pip rone 및 야간 제어 데이터의 지수 함수 및 통계 분석이 표시됩니다. 표시. 다음은 낮 A, 밤 B, 그리고 낮에는 선택적 도파민 D 2 수용체 길항제의 존재 하에서 어두운 적응 금붕어 망막에서 광 수용체 세포 추적자 커플 링의 정도의 예입니다. 모든 컨포칼 이미지는 비교를 위해 동일한 설정을 사용하여 촬영되었습니다.
이 그래프에서 세 가지 실험 조건에 대한 형광 강도는 절단으로부터의 거리와 지수 함수에 의해 피팅된 거리의 함수로 표시됩니다. 절단 하중 기법은 세 가지 실험 조건에 대해 다음과 같이 공간 상수 값을 계산하여 간극 접합 추적기 결합의 범위를 정량화하는 데 사용됩니다. 절단 로딩 기법은 또한 망막의 다른 세포 유형과 다른 종의 세포 유형 사이의 전기 시냅스를 조사하는 데 사용할 수 있습니다.
예를 들어, 이 두 그림은 토끼, A형 및 B형 수평 세포가 어두운 적응 조건에서 신경 비오틴의 상동 추적자 결합, 절단 로딩 및 확산을 나타낸다는 것을 보여줍니다. 우리는 절단 하중 기술을 사용하여 낮과 밤에 막대와 원뿔 사이의 갭 접합을 통한 추적자 확산 정도를 연구했습니다. 또한 이 기술은 다른 망막 뉴런 간의 추적자 결합이 망막 시계에 의해 제어되는지 또는 특정 밝은 어두운 조건에 의해 제어되는지 여부를 결정하는 데 사용할 수 있습니다.
또한 다른 뇌 영역의 뉴런 간의 추적자 결합을 연구하는 데 사용할 수 있습니다.
이 기사는 망막 뉴런 간의 갭 정션 트레이서 결합의 정도를 결정하는 방법을 설명합니다. 이 기술을 통해 다양한 조명 조건에서 손상되지 않은 망막 하의 전기 시냅스를 조사할 수 있습니다.
Assessing gap junction-mediated communication in retinal neurons supports target validation in neuroscience drug discovery by enabling mechanistic de-risking of synaptic modulators. The cut-loading technique provides quantitative, spatially resolved tracer diffusion data under controlled illumination, improving predictive confidence in early-stage target engagement studies. This approach addresses a key technical barrier in studying small neuronal structures in intact tissue, facilitating reproducible assay development for pathway clarification.
The method integrates into early discovery workflows by enabling hypothesis testing of gap junction modulators prior to lead identification, with outputs directly informing target confidence and pathway analysis.