Subskrypcja JoVE jest wymagana do oglądania tego materiału. Zaloguj się lub rozpocznij bezpłatny okres próbny.

Artykuł metodologiczny

Rejestrowanie prądów całokomórkowych za pomocą GABA Puffing w wycinku mózgu myszy

784 wyświetleń

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Źródło: Feng, Y. et al., Prądy całokomórkowe wywołane zaciągnięciem GABA w wycinkach mózgu.J. Vis. Exp. (2017)

Ten film demonstruje zapis prądów całych komórek indukowanych przez kwas gamma-aminomasłowy, czyli GABA, w wycinku mózgu myszy w korze przedczołowej. Kontrolowane dostarczanie GABA otwiera kanały chlorkowe w neuronach postsynaptycznych, generując hamujące prądy postsynaptyczne lub IPSC. Te IPSC zwiększają się wraz z wyższymi stężeniami GABA, co odzwierciedla hamującą aktywność GABA na przekaźnictwo synaptyczne.

Protokół

Wszystkie procedury dotyczące próbek zwierzęcych zostały sprawdzone i zatwierdzone przez odpowiednią komisję ds. oceny etycznej zwierząt.

1. Przygotowanie roztworów

  1. Przygotuj 500 ml standardowego sztucznego płynu mózgowo-rdzeniowego (ACSF) zawierającego składniki opisane w naszej opublikowanej pracy, jak wymieniono w Tabeli 1.
    1. Użyj czystych szklanych zlewek z wodą dejonizowaną, aby przygotować świeży roztwór ACSF. Wyczyść szpatułki wodą dejonizowaną i wysusz przed użyciem do dodania chlorku sodu (NaCl), chlorku potasu (KCl), diwodorofosforanu sodu (NaH2PO4), wodorowęglanu sodu (NaHCO3), siarczanu magnezu (MgSO4), D-glukozy i dodaj chlorek wapnia (CaCl2) po przepuszczeniu roztworu z 95%O2 / 5% CO2mieszanina przez ~20 minut (jak wyszczególniono w tabeli 1) do 500 ml wody dejonizowanej. Mieszaj aż do całkowitego rozpuszczenia.
    2. Upewnij się, że ACSF jest całkowicie przezroczysty bez żadnych opadów. Następnie dostosuj pH do 7,2-7,4. Bąbelek z mieszaniną gazów o składzie 95%O2 i 5% CO2 przez ~20 min.
  2. Przygotować 250 ml roztworu do krojenia plastrów zawierającego substancje chemiczne opisane w Tabeli 2.
    1. Dodać KCl, chlorek magnezu (MgCl2), NaH2PO4, NaHCO3, cholinę ·Cl i D-glukozę i dodać chlorek wapnia (CaCl2) jako ostatni, jak wskazano w 1.1.1, do 250 ml wody dejonizowanej i rozpuścić zgodnie z opisem w 1.1.1 i 1.1.2.
    2. Po bulgotaniu 95% O2/5% CO2 umieścić roztwór w zamrażarce na 15-20 minut, aby roztwór do krojenia stał się lodowaty i częściowo zamrożony.
      nuta: Używamy tego roztworu do krojenia podczas robienia plastrów z 1-2 miesięcznych myszy; Formuła może się różnić w przypadku myszy starszych niż 2 miesiące.
    3. Przygotuj roztwór lipopolisacharydu (LPS), rozpuszczając go w sterylnej, wolnej od endotoksyn soli fizjologicznej (0,9% NaCl). LPS podaje się dootrzewnowo (0,5 mg/kg) i rozpoczyna się zapis po 2 godzinach.

2. Przygotowanie warstwy kory przedczołowej

  1. Wyjmij roztwór do krojenia z zamrażarki i homogenizuj, aby uzyskać błoto pośniegowe. Umieść roztwór na lodzie i stale bąbelkuj 95% O2/5% CO2 .
  2. Używając dużych, ostrych nożyczek, szybko odetnij głowę myszy zgodnie z opisem i natychmiast włóż głowę do zlewki wypełnionej lodowatym (0-4°C) roztworem do cięcia.
  3. Przetnij górną część czaszki wzdłuż linii środkowej w kierunku od ogona do nosa cienkimi nożyczkami i usuń boczne części czaszki. Usuń mózg cienką szpatułką i wrzuć do lodowatego roztworu do cięcia.
    nuta: Kroki 2.2-2.3 należy wykonać szybko (najlepiej < 1 minutę).
  4. Umieść mózg na pokrywie 9-centymetrowej szalki Petriego wypełnionej lodem. Opłucz mózg lodowatym roztworem do cięcia. Odetnij móżdżek i opuszkę węchową żyletką.
  5. Nałóż klej cyjanoakrylowy na uchwyt próbki wibratomu. Ostrożnie umieść blok mózgu na kropli kleju, rostralną stroną do góry i natychmiast zanurz w lodowatym roztworze do cięcia.
  6. Ustaw uchwyt ostrza wibratomu pod kątem 15° w stosunku do płaszczyzny poziomej i przygotuj 350-μm koronalne wycinki mózgu (częstotliwość wibracji ostrza = 85 Hz, prędkość = 0,1 mm/s).
  7. Za pomocą pipety przenieść plastry do komory odzysku wypełnionej ACSF, inkubować przez 1 godzinę (w temperaturze pokojowej) przy stałym bulgotaniu 95% O2/5% CO2 .

3. Nagrywanie łatek z całej komórki

  1. Szklane mikropipety borokrzemianowe należy wykonać do użytku jako elektrody rejestrujące lub mikropipety do zaciągania się zgodnie ze szczegółowymi wytycznymi zawartymi w instrukcji obsługi ściągacza. Do rejestracji elektrod rezystancje końcówek mieszczą się w zakresie 4-6 MΩ, natomiast mikropipety zaciągowe mają średnice końcówek w zakresie 2-5 μm.
  2. Dodać bloker kanału Na+ (tetrodotoksyna (TTX), 1 μM), w celu zablokowania szybkiego kanału Na+, a tym samym potencjałów czynnościowych, do ACSF i utrzymać stałe natężenie przepływu tego roztworu wynoszące 2-3 ml / min w komorze rejestracyjnej, poprzez pompę perystaltyczną do komory i zasysanie z niej. Stale bąbelkować ACSF 95% O2/5% CO2, aby zapewnić żywotność plastrów.
  3. Przenieś wycinek mózgu do komory nagraniowej za pomocą zmodyfikowanej pipety Pasteura, której cienka końcówka została przycięta tak, aby pasowała do rozmiaru wycinka. Przykryj plasterek platynową kotwą z równoległymi nylonowymi nitkami w odstępach ≥2 mm, aby utrzymać plasterek na platformie.
  4. Napełnić mikropipetę rejestrującą roztworem wewnętrznym (Tabela 3), a mikropipety zaciągnięte kwasem gamma-aminomasłowym (GABA) o stężeniach 10 μM, 50 μM i 100 μM (rozpuszczonym w ACSF) lub ACSF jako kontrola nośnika.
  5. Aby zapobiec zablokowaniu przez zanieczyszczenia, przed zanurzeniem elektrody rejestrującej w ACSF należy zastosować lekkie nadciśnienie za pomocą strzykawki o pojemności 1 ml. Za pomocą mikromanipulatora pod mikroskopem (soczewka obiektywu 4x) ustaw elektrodę rejestrującą i mikropipetę zaciągającą się tak, aby końcówki znalazły się na środku obrazu wideo na monitorze (rysunek 1A).
  6. Wyreguluj ostrość mikroskopu (soczewka obiektywu 40x), stopniowo obniżając mikropipetę puff i umieść ją nad neuronem rejestrującym pod kątem 45°. Odległość między końcówką mikropipety zaciągającej się a neuronem powinna wynosić od 20 do 40 μm (ryc. 1B). Powoli i ostrożnie zbliż się do neuronu z elektrodą rejestrującą, a następnie zwolnij nadciśnienie. Zastosuj słabe i krótkie ssanie przez rurkę podłączoną do uchwytu elektrody, aby uzyskać uszczelnienie giga-omowe.
  7. Utrzymuj napięcie na poziomie 0 mV. Po utworzeniu uszczelki giga-omowej należy skompensować szybką i wolną pojemność ręcznie lub automatycznie. Następnie zastosuj krótkie i mocne ssanie przez wspomniane powyżej rurki, aby przejść w tryb całej komórki.
  8. Nagrywaj eIPSC w trybie cęgów napięciowych. Zastosuj niskie ciśnienie gazu (azot, 4 - 6 psi) do mikropipety pufowej za pomocą Picospritzera sterowanego przez generator krokowy napięcia Master 8, aby dostarczyć pojedyncze lub sparowane zaciągnięcia GABA (Rysunek 2).

Tabela 1. Nagrywanie ACSF.

TGL TGL Czółenka jezdnego zł jezdnego TGL TGL jedn. pkt. pkt. pkt.
substancjag/molStężenie (mM)Waga (g/L)
Zawartość NaCl58.443Rozdział 1196,9547
Kcl74.551Rozdział 2.50,1864
NaH2PO4137,9910,1380
NaHCO384.007Rozdział 26,22.2010
MgSO4120 3661.30,1565
D-glukoza198,1711Nr kat. 2,1799
CaCl2110,98Rozdział 2.50,2775

Tabela 2. Roztwór do krojenia plastrów.

Czółenka jezdnego TGL TGL zł jedn. TGL pkt. TGL pkt. jedn. pkt.
substancjag/molStężenie (mM)Waga (g/L)
Kcl74.551Rozdział 2.50,1864
MgCl2Numer katalogowy 95.21170,6665
NaH2PO4137,99Wydanie orzeczenia 1,250,1725
NaHCO384.00725Nr 2,1002
Cholina·Cl139,63Rozdział 11516.0575
D-glukoza198,1771,3872
CaCl2110,980,50,0555 ziarna

Tabela 3. Wewnętrzne rozwiązanie do nagrań łatek z całych komórek.

TGL szt. TGL pkt. TGL TGL TGL jezdnego pkt. TGL KM jedn.
substancjag/molStężenie (mM)Waga (g/L)
Cs glukonianNumer katalogowy: 328.052100Numer katalogowy: 32.8052
CsCl168,3650,8418
HEPESYNumer katalogowy 238.30110Nr kat. 2,3830
MgCl2Numer katalogowy 95.211cyfra arabska0,1904
CaCl2110,9810,1110
BAPTA (Biblioteka BAPTA)Numer katalogowy: 476.433115,2408
Na2ATP551,14Klasa 2,2044
Na2GTP523,2 pkt.0,40,2093

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Wyniki

figure-results-1
Rysunek 1. Schemat mikropipety puff i elektrody rejestrującej.
(A) Odległość między zaciągnięciem a mikropipetami rejestrującymi. oraz Mikropipeta dmuchana (po lewej) i elektroda rejestrująca (po prawej) na powierzchni wycinka mózgu.

Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.

Oświadczenia

Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Szklane mikropipety borokrzemianoweInstrumenty migawkiZobacz materiał BF150-86-10 Zobacz materiał BF150-86-10Średnica zewnętrzna 1,50 mm; średnica wewnętrzna 0,86 mm
Ściągacz do mikropipetInstrumenty migawkiWZÓR P-97 Ściągacz do mikropipet płonących/brwiowych
MikromanipulatoryInstrumenty migawkiZobacz materiał MP-285
Wzmacniacz sterowany komputerowo Urządzenia molekularneZacisk wielozaciskowy 700B
Cyfrowy system akwizycji Urządzenia molekularneDigidata 1440A
Kamera do obrazowaniaNikon 2115001Aparatura inspekcyjna
mikroskopia Nikon Zaćmienie FN1
Mistrz 8A.M.P.I.Stymulator pulsu Master-8
Krajalnica do wibratomuKsięga LeicaVT 1000S
Picospritzer figure-materials-1Parker HannifinSystemy ciśnieniowe do wyrzucania objętości pikoliterów w badaniach komórkowych
żyletkaGillette74-SLATAJĄCY ORZEŁ
Monitor wideoPanasonicWV-BM 1410
502 KlejDeli7146Klej cyjanoakrylowy
Pompa perystaltycznaSzanghaj JIA PENG CorporationStacja BT100-1F
Kamera wideoOlympus America MedycznyOLY-150
Pipety transferoweBiologix (Biblioteka Biologiczna30-0138A1
szt. powiedział:

Tagi

Uk ad elektrofizjologicznyhamuj ce pr dy postsynaptyczneaktywacja kana w chlorkowychrejestracja metod clampowania napi ciatworzenie uszczelnienia gigaomowegoneuron kory przedczo owejsztuczny p yn m zgowo rdzeniowy