We beschrijven de ontleding van het zenuwstelsel van het mariene zeehaas Aplysia Na de anesthesie, de isolatie van neuronen voor de korte termijn-weefselkweek, en de opnames van enkele cel ionstromen via de patch clamp techniek.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
We beschrijven de ontleding van het zenuwstelsel van het mariene zeehaas Aplysia Na de anesthesie, de isolatie van neuronen voor de korte termijn-weefselkweek, en de opnames van enkele cel ionstromen via de patch clamp techniek.
De marine buikpotigeweekdier Aplysia californica heeft een eerbiedwaardige geschiedenis als een model van de werking van het zenuwstelsel, met bijzondere betekenis in studies van leren en geheugen. De typische voorbereidingen voor dergelijke studies zijn die waarin de sensorische en motorische zenuwcellen intact worden gelaten in een minimaal ontleed dier, of een technisch ingewikkelde neuronale co-cultuur van individuele sensorische en motorische zenuwcellen. Minder vaak voorkomende is de geïsoleerde neuronale preparaat waarin kleine clusters van nominaal homogene neuronen kunnen worden gescheiden in afzonderlijke cellen in korte termijn cultuur. Dergelijke geïsoleerde cellen zijn bruikbaar voor de biofysische analyse van ionen stromen met patch clamp technieken en doelgerichte modulatie van deze geleidingen. Een protocol voor het bereiden van dergelijke culturen wordt beschreven. Het protocol maakt gebruik van de gemakkelijk te herkennen glutamatergic sensorische neuronen van de pleura en buccale ganglia, en beschrijft hun dissociatie en minimaal onderhoud in cultuur voor meerdere dagen zonder serum.
De marine opistobranch weekdier, Aplysia, is een nuttig neurobiologische model voor vele decennia. Het is het best bekend als een model van gewenning en klassieke conditionering 7, 8. Studies over leren en geheugen in dit model won de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde in 2000 voor Eric R. Kandel, in een prijs die hij met Arvid Carlsson en Paul Greengard 10 gedeeld. Deze onderzoeken met elektrische opnames van verminderde preparaten, waarbij elementen van het zenuwstelsel van de invertebrate worden ontleed uit het dier met zenuwen en spieren laat zitten, hebben geholpen verduidelijken de rol van individuele neuronen in Aplysia. Identificatie van precieze moleculaire mechanismen die leren in Aplysia vormen echter vaak gebruikt een andere techniek, langdurige co-kweken van een sensorisch neuron en een motorisch neuron, verkregen een voor een individuele donor dieren mogen een synaps vormen in de kweekschaal 21 .
Wij en anderen 1, 3, 6, 14, 15, 16 hebben het gemak waarmee geïdentificeerde neuronen kan worden gericht in dit model en de duurzaamheid op lange termijn experimenten gedissocieerde korte termijn kweken clusters van nominaal homogene neuronen benut waarin bestuderen we ionenstromen onder spanning klem in de patch clamp configuratie. Veel Aplysia neuronen opstaan om herhaalde rondes van patch klemmen om tijd te geven voor een langdurige experimentele manipulaties. De techniek is nuttig voor neuronen zoals neuro-zak cellen van de abdominale ganglion en de sensorische neuronen van de pleurale buccale ganglia waarvan dissociatie hier bedoeld maar niet voor zeer grote neuronen> 60 urn diameter, zoals L7 of R2 van de buik ganglion. We hebben geen gebruik Aplysia serum in onze culturen, in tegenstelling tot de sensorische motoneuron co-kweken elders beschreven. De meeste neuronen verkregen met deze werkwijze zal worden zonder processen thij voor het eerst 48 uur in de cultuur, het vergemakkelijken van whole cell voltage-opname, maar zal dan ontkiemen en uitwerken axonen en andere processen gedurende ongeveer 14 dagen alvorens te sterven door gebrek aan voedingsstoffen en / of groeifactoren.
Deze techniek produceert primaire culturen van 50-100 neuronen per gerecht uit fysiologisch gedocumenteerde regio's van de buccale en pleura ganglia. Dit protocol is nuttig voor onderzoekers bestuderen aspecten van enkele cel fysiologie in experimenten die vereisen talrijke experimentele duplo's per dier. Het produceert twee dezelfde culturen vanwege de anatomische scheiding van doelcellen in linker en rechter hemiganglia, waardoor studies die profiteren matched behandeling en controle culturen.
Het protocol richt buccale S cluster (BSC) neuronen van de buccale ganglion, en pleurale ventrocaudale (PVC) neuronen van de pleura ganglion. Deze cellen zijn een geschikte grootte voor gehele cel spanning opnamen en weergave Robust glutamatergic reacties. De besproken werkwijze is geschikt voor de meeste ganglia in het Aplysia zenuwstelsel.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
1. Cell Preparation
2. Elektrofysiologie
De methode is standaard patch klemmen die is beschreven in talrijke teksten (bijvoorbeeld Neher en Sakmann, 1995) 16. Dit protocol zal werken op cellen ≤ 100 pF condensator, of cellen <60 micrometer diameter tijdens dag 3 en 4 van het protocol. Cellen zonder processen optimaal voor opname. De volgende speciale ONDERZOEKionen van toepassing:
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De locaties van de sensorische neuronen in de ganglia die bij een dergelijk protocol worden de BSC en PVC neuronen in figuur 1. De BSC neuronen bevinden zich in 2 symmetrische ovale clusters aan de buikzijde van de buccale ganglion, de oppervlakte die is afgekeerd van de buccale massa in de intacte ganglion (Figuur 1A). De PVC-neuronen vormen bilaterale, V-vormige clusters die rond het dorsale oppervlak van de pleura ganglion naar de centrale as (Figuur 1B). Deze sensor...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De dissociatie hier beschreven technieken opleveren sensorisch neuron kweken die 50-100 geïsoleerde neuronen afgewisseld met kleine aantallen glia en andere niet-geïdentificeerde cellen. De meest kritische stappen in het protocol zijn de tijd de ganglia blijven enzymoplossing en vegen, de dissociatie van de gedigereerde cel clusters splitsen de cluster in individuele cellen. Enzym digestie (stap 1.8) moet worden geoptimaliseerd op beschikbare temperatuur. Bij 23 ° C onder langzaam schudden 13 uur is voldoende voor diges...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs verklaren dat zij geen concurrerende financiële belangen.
Gefinancierd door NIH P40 OD010952, de Korein Foundation, een universiteit van Miami Fellowship naar SLC en een Maytag fellowship aan ATK. De auteurs zeer erkentelijk voor het personeel van de National Resource voor Aplysia, evenals Lauren Simonitis en Hannah Peck, die microfoto van een cijfer voorzien.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| Artificial seawater ASW | Sigma-Aldrich | assorted | (mM): 417 NaCl, 10 KCl, 10 CaCl2 (2 H2O), 5MgCl2 (6H2O), 15 HEPES-NaOH, pH 7.6 |
| Intracellular solution | Sigma | assorted | (mM): 450 KCl, 2.9 CaCl2 (2 H2O), 2.5 MgCl2 (6 H2O), 5 Na2ATP, 10 EGTA, and 40 HEPES-KOH, pH 7.4 |
| Poly-D-lysine | Sigma | P6407 | |
| penicillin/streptomycin toegevoegd aan ASW bij 1:100 | Lonzo Walkersville, Inc. | 17-603E | 5.000 eenheden/ml penicilline plus 5.000 mg/ml streptomycine |
| Neutral dispase II | Roche Diagnostics | 10165859001 | |
| hyaluronidase | Sigma-Aldrich | H4272 | |
| collageenase type XI | Sigma-Aldrich | C9407 | |
| L-Glutamaat (L-Glu) | Sigma-Aldrich | 49601-100G | |
| D-Aspartaat (D-Asp) | Sigma-Aldrich | 11200-10G | |
| N-methyl-D-aspartaat (NMDA) | Biomol | 100002-268 | |
| L-Asp | Sigma | A6683-25G | |
| alpha-amino-3-hydroxyl-5-methyl-4-isoxazool-propioninezuur (AMPA) | Sigma | A6816-5MG | |
| L-Glu R antagonisten | various | various | |
| agar | |||
| kynurenine | Sigma-Aldrich | 61250 | |
| APV | Sigma-Aldrich | A5282 | |
| DL-2-Amino-5-fosfonopentaanzuur (NMDAR antagonist) | |||
| 2-propanol | VWRSP | BDH1133 | |
| Chlorideringsoplossing | Sigma | assorted | 25 g FeCl3 + 25 ml geconcentreerd HCl + 50 ml H2O |
| Sylgard siliconen 2-delige polymeer | World Precision Instruments (WPI) | SYL184 | Biedt een pin-out oppervlak voor kleine dissectie schotels |
| 0-40x zoomvergroting microscoop voor dissecties | Wild | ||
| Techniquip 150 Watts Fiber Optic Illuminator | Microoptics of Florida | TQ FOI-150 | |
| RotoMix 50800 orbitale mixer | |||
| Nikon Diaphot omgekeerde fase-contrast microscoop met 4x, 20x (optioneel) & 40x objectieven | SR Research Ltd. | Eyelink II | |
| Tektronix digitale oscilloscoop | SR Research Ltd. | ||
| pClamp 10 data acquisitie en analyse software | Molecular Devices | ||
| PC met Windows XP of hoger besturingssysteem | PC Solutions | Thinkserver met solid state harde schijven (80GB) en low noise monitors | |
| Flaming/Brown P87 micropipet puller | Sutter Instruments, Novato, CA | ||
| Axon Instruments Axopatch 200B clamp versterker met een capaciteitscompensatiebereik van 1-1000 pF; preamp | Molecular Devices, Sunnyvale, CA | ||
| Axon instrumenten elektrode houder assembly voor Axopatch 200B preamp | Molecular Devices, Sunnyvale, CA | CV203BU | |
| Digidata 1200 A/D converter | Molecular Devices, Sunnyvale, CA | ||
| Picospritzer, aangedreven door N2 instelbaar voor druk en duur | Parker Hannifin, Cleveland, OH | ||
| TMC Micro-G Trillingsisolatie tafel | Ametek | ||
| Faraday kooi | op maat gemaakt | ||
| Burleigh Piezoëlektrische Clamshell Micromanipulators | Burleigh Instruments; Thorlabs | momenteel PCS-5000; -6000 serie + montages | |
| Narishige M-152 handmatige manipulators (voor perfusie systeem en picospritzer) | Narishige USA | ||
| Filament pipet glas, 1,5 mm OD, 0,84 mm ID - | WPI | 1B150-3 | |
| 3 inch lengte | |||
| Ag/AgCl halve cel | WPI | EP4 | |
| 15 ml centrifuge buizen, 35-2097 BD Falcon* Centrifuge Tubes | VWRSP | 21008-918 | |
| Schuine schaar | Fine Science Tools | 15006-09 | |
| Dumostar Fine forceps | Fine Science Tools | 11295-00 | |
| 35 mm falcon weefsel kweek schotels | VWRSP | 25382-064 | |
| falcon 150 x 25 mm weefsel kweek schotels; 1013 | VWRSP | 1013 | kan ook worden gemaakt in kleine dissectie schotels met sylgard |
| sylgard | WPI | SYL184 | |
| dier dissectie bak | various | ||
| 15 ml centrifuge buizen, 35-2097 BD Falcon | VWRSP | 21008-918 | Voor 6-boring zwaartekracht gevoed perfusie systeem |
| Aluminium clips met schroefgat uiteinden | hardware winkel | Voor perfusie systeem | |
| 23 gauge naalden (handmatig de punten af vijlen) | VWRSP | Voor perfusie systeem | |
| Polyethyleen buis 0.022"ID x 0.042"OD; 427411 | Becton-Dickinson | Voor perfusie systeem | |
| H-7 pipet stand/houder voor microcap perfusie array | Narishige USA | Voor perfusie systeem | |
| eenrichtingskleppen |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.