Artykuł metodologiczny

Ustanawianie opaski krosowej całej komórki do zapisu elektrofizjologicznego z siatkówki myszy z płaskim mocowaniem

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Źródło: Tu, H., et al. Nagrywanie komórek amakrynowych Starburst w płaskim preparacie bezkofeinowej siatkówki myszy. J. Vis. Exp. (2016).

Ten film demonstruje technikę całokomórkowego patch-clamp do elektrofizjologicznego zapisu z płaskiej siatkówki myszy. Cienka szklana pipeta z elektrodą służy do zbliżania się do gwiazdotwórczych komórek amakrynowych (SAC) w siatkówce. Po uformowaniu uszczelki stosuje się ssanie w celu pęknięcia membrany i utworzenia konfiguracji zacisku krosowego całej komórki. Na koniec mierzy się przepływ jonów przez receptory synaptyczne SAC za pomocą konfiguracji.

Protokół

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Wszystkie procedury związane z pobieraniem próbek zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi instytutu IRB.

1. Rozwiązania zewnętrzne i wewnętrzne

  1. Roztwór Ringera należy stosować u ssaków podczas rozwarstwiania siatkówki oraz jako roztwór zewnętrzny w późniejszym zapisie elektrofizjologicznym. Przygotować roztwór Ringera ssaków z 10-krotnego roztworu podstawowego (bez wapnia) w dniu rejestracji i dodać kroplami CaCl2 po 15 minutach karbonowania (95%O2 i 5% CO2 ). Końcowy roztwór 1x zawiera (w mM): 120 NaCl, 5 KCl, 25 NaHCO3, 0,8 Na2HPO4, 0,1 NaH2PO4, 2 CaCl2, 1MgSO4 i 10 D-glukozy.
  2. Użyj dwóch wewnętrznych rozwiązań, aby scharakteryzować oscylacje SAC. Zbadać przydatność przygotowanych roztworów w przedłużonych zapisach klamer krosowych całokomórkowych na dorosłych komórkach siatkówki myszy (RGC) i przechowywać zweryfikowane partie w podwielokrotnościach o objętości 500 μl w temperaturze -20 °C do czasu użycia.
    1. Do rejestrowania oscylacji potencjału błonowego należy użyć wewnętrznego roztworu na bazie potasu, który zawiera (w mM): 125 K-glukonian, 8 NaCl, 4-adenozynotrifosforan (ATP)-Mg, 0,5 trifosforan Li-guanozyny (GTP), kwas tetraoctowy 5-glikolu etylenowego (EGTA), 10 kwas 4-(2-hydroksyetylo)-1-piperazynoetanosulfonowy (HEPES) i 0,2% biocytyny (w/v). Dostosuj pH do 7,3 za pomocą KOH.
    2. Do rejestrowania pobudzających i hamujących prądów postsynaptycznych należy użyć wewnętrznego roztworu na bazie cezu, który zawiera (w mM): 100 Cs-metanosulfonianu, 8 NaCl, 4 ATP-Mg, 0,5 Li-GTP, 5 EGTA, 10 HEPES i 0,2% biocytyny (w/v). Dostosuj pH do 7,3 za pomocą CsOH.

2. Przygotowanie do Dnia Nagrania

  1. Aby przygotować membranę nitrocelulozową z otwartymi otworami, należy ręcznie przebić membranę za pomocą specjalnego dziurkacza wykonanego z igły strzykawkowej 16 G i spłaszczyć membranę między dwiema czystymi szklanymi płytkami. W przypadku siatkówki z pełnym mocowaniem wykonaj centralny otwór o średnicy 0,2 mm i otocz go 4 większymi otworami o średnicy 1-1,2 mm.
  2. Aby uzyskać niestandardowy filament do wypełniania do ładowania roztworu wewnętrznego do elektrod, stopić końcówkę pipety o pojemności 10 μl na środku i delikatnie wydłużyć stopioną część, aż ostygnie i stwardnieje. Tuż przed użyciem użyj czystej żyletki, aby przyciąć filament, aż będzie nieco dłuższy niż pipety z plastrem.
  3. Wyciągnij pipety plastrowe w programowalnym ściągaczu z rurki ze szkła borokrzemianowego z wewnętrznym żarnikiem. Mikropipety należy wyprodukować w dniu eksperymentu i natychmiast je zużyć.
    nuta: Do nagrywania SAC używamy następującego ustawienia ściągacza: ciepło: 484; uciąg: 0; prędkość: 25; czas opóźnienia: 1; Ciśnienie: 400 i wartość rampy 462. Średnica zewnętrzna (OD) i średnica wewnętrzna (ID) rur borokrzemianowych wynosi odpowiednio 1,65 mm i 1,0 mm. Rezystancja pipet wynosi 10-14 MΩ.
  4. Na godzinę przed pobraniem tkanek rozmrozić probówkę z roztworem wewnętrznym, potrząsając nią na wirze przez >30 min.

3. Rozwarstwienie siatkówki

  1. Znieczulij zwierzę 4% izofluranem w tlenie, aż zwierzę straci reakcję na uszczypnięcie palca u nogi. Złóż zwierzę w ofierze przez zwichnięcie szyjki macicy.
  2. Odetnij obie gałki oczne od nerwów wzrokowych w odległości 1-2 mm od główek nerwu wzrokowego za pomocą nożyczek do tęczówki z prostym zakończeniem.
  3. Rzuć gałki oczne na czysty ręcznik papierowy, aby usunąć krew, a następnie zanurz je w roztworze Ringera karbogenowanych ssaków. Przebij otwór w rąbku igłą 23 G i przetnij gałki oczne, przecinając wzdłuż rąbka mikronożyczkami. Usuń rogówkę i soczewkę za pomocą drobnych kleszczyków.
    1. W przypadku całego montażu siatkówki delikatnie oderwij całą siatkówkę od pigmentowanego nabłonka za pomocą cienkich kleszczyków i wykonaj cztery 1,5-2 mm ortogonalne nacięcia od krawędzi w kierunku głowy nerwu wzrokowego.
  4. Zanurz dziurkowaną membranę nitrocelulozową w naczyniu i delikatnie przeciągnij po niej siatkówkę warstwą komórek zwojowych (GCL) do góry. Umieść głowę nerwu wzrokowego w środkowym otworze podczas przygotowywania całej siatkówki. Przenieś błonę z siatkówką do innego czystego naczynia. Delikatnie spłaszcz siatkówkę cienkim pędzlem, aby wyglądała jak krzyż maltański i połóż wszystkie cztery krawędzie na otworach.
    1. Jeśli jednorazowo ma być badana część siatkówki, należy przeciąć każdą muszlę oczną przygotowaną z kroku 3.3 na 3-4 części za pomocą żyletki z przyczepionymi resztkami pigmentowanego nabłonka. Niewykorzystane kawałki należy chronić przed światłem w karbogenicznym roztworze zewnętrznym i zużyć w ciągu 12 godzin.
  5. Osusz membranę nitrocelulozową kawałkiem suchej bibuły filtracyjnej i usuń szklistą i wewnętrzną membranę ograniczającą za pomocą kleszczy i pędzla.
  6. Upewnij się, że wszystkie krawędzie siatkówki są całkowicie przymocowane do membrany przed przeniesieniem zespołu do komory nagrywającej z uszczelnionym szklanym szkiełkiem nakrywkowym na dole. Przymocuj membranę smarem próżniowym do szkiełka nakrywkowego i ponownie nawodnij siatkówkę roztworem zewnętrznym. Uważaj, aby nie uwięzić żadnych pęcherzyków powietrza pod zespołem.
  7. Ustaw komorę na stoliku mikroskopu pionowego. Ukrwić komorę ciepłym (34-35 °C) karbogenicznym roztworem zewnętrznym w ilości ~3 ml na minutę.
  8. Najpierw zbadaj siatkówkę pod soczewką obiektywu 10x, a następnie użyj soczewki zanurzonej w wodzie 60x, aby zobaczyć neurony GCL i wewnętrznej warstwy jądrowej (INL) pod wpływem kontrastu interferencyjnego różnicowego (DIC) i/lub epifluorescencji. Aby uwidocznić SAC wykazujące ekspresję tdTomato, należy użyć źródła światła z białą diodą elektroluminescencyjną (LED) w połączeniu z filtrem wzbudzenia o długości fali 554 nm i filtrem emisyjnym o długości fali 581 nm.

4. Nagrywanie z użyciem clampu krosowego całej komórki z płaskiej siatkówki

  1. Przefiltruj roztwór wewnętrzny przez filtr strzykawkowy do niestandardowego filamentu do wypełniania.
  2. Włóż filament do świeżo wyciągniętej mikropipety i dozuj roztwór wewnętrzny w pobliżu końcówki, aż roztwór pokryje srebrny drut elektrody na >5 mm. Zamocuj mikropipetę na uchwycie elektrody z kijkiem ssącym, za pomocą którego można regulować ciśnienie wewnątrz elektrody, popychając lub pociągając tłok plastikowej strzykawki o pojemności 10 ml podłączonej do rurki.
  3. Znajdź pipetę pod obiektywem i zejdź ją do ~100 μm powyżej siatkówki. W trybie wtórnika prądowego (I = 0) użyj przesunięcia DC, aby wyzerować stojący sygnał napięcia DC. Zmierz rezystancję pipety w trybie cęgów prądowych (IClamp), wstrzykując prądy o fali prostokątnej o stałej amplitudzie przez pipetę, gdy znajduje się ona w kąpieli, i zneutralizuj różnicę, obracając pokrętło Raccess. Użyj odczytu na pokrętle Raccess, aby obliczyć rezystancję pipety zgodnie z prawem Ohma.
  4. Powoli ustaw elektrodę na wysokości ~10 μm nad siatkówką. Zastosuj nadciśnienie do elektrody. Obserwuj, jak zmienia się odbicie w pobliżu końcówki pipety, gdy zbliża się ona do siatkówki. Szybko, ale delikatnie wepchnij pipetę do GCL i natychmiast zmniejsz nadciśnienie.
  5. Przesuń pipetę w kierunku oznakowanego neuronu. Unikaj kontaktu z innymi neuronami, naczyniami krwionośnymi i końcami nóg komórek Müllera. W razie potrzeby zastosuj większe nadciśnienie, aby zapobiec zatkaniu elektrody.
  6. Umieść końcówkę pipety w pobliżu linii środkowej znakowanego neuronu, aż będzie widoczny wgłębienie. Zwolnij nadciśnienie i pozwól, aby błona plazmatyczna odbiła się z powrotem na końcówkę pipety.
  7. Zastosuj do pipety prądy ujemne o natężeniu od 20 do 120 pA, aby pomóc w tworzeniu uszczelnienia giga-omowego. W razie potrzeby zastosuj delikatne ssanie, aby wciągnąć błonę plazmatyczną do pipety. Odczekaj 5 minut po utworzeniu uszczelnienia, aby pękła błona komórkowa. Pozwala to na usunięcie rozlanego roztworu wewnętrznego przez superfuzję. Rozerwij membranę przez delikatne zasysanie.
  8. Po pęknięciu membrany i w bieżącym trybie zacisku włącz balans mostka i wyreguluj go za pomocą pokrętła Raccess.
    nuta: W przypadku małej komórki, takiej jak SAC, potrzebna jest tylko niewielka regulacja, jeśli w ogóle. Alternatywnie, rejestruj pobudzające i hamujące prądy postsynaptyczne w trybie zacisku napięciowego (VClamp), utrzymując komórkę przy potencjałach odwrócenia odpowiednio chlorku (około -75 mV) i glutaminianu (około 0 mV). W razie potrzeby sprawdź i wyreguluj położenie pipety, aby dostosować się do sporadycznego dryfu siatkówki i/lub mikromanipulatora.
  9. Aby zarejestrować potencjał błonowy lub zmianę prądu przed, w trakcie i po leczeniu farmakologicznym, należy przygotować blokery synaptyczne (np. cyjankiksalinę [CNQX], (2R)-amino-5-fosfonopentanoinian [AP5], pikrotoksynę, tubokurarynę itp.) i modulatory kanałów (np. flupirtynę, dopaminę, kwas meklofenamowy itp.) świeże w dniu doświadczenia z zamrożonych zapasów. Rozcieńczyć leki karbogenicznym roztworem Ringera. Nakładaj je partiami poprzez perfuzję.
  10. Po nagraniu delikatnie wyjmij pipetę z somy. Przenieś zestaw z komory do czystego naczynia. Odłącz i ponownie przymocuj siatkówkę do innej spłaszczonej membrany nitrocelulozowej bez wybitych otworów, aby zapewnić płaskość siatkówki podczas mocowania.

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

Oświadczenia

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
Nie stwierdzono konfliktu interesów.

Materiały

Lista materiałów użytych w tym artykule
NazwaFirmaNumer katalogowyKomentarze
Mikroskop fluorescencyjny o stałym stopniu widzenia z DICOlympusBX51-WI
MikromanipulatorySutterZobacz materiał MP-225
Wzmacniacz z zaciskiem krosowymUkład A-MZobacz materiał AM2400
AD przetwornikInstrument KrajowyNI-USB-6221
Sterownik grzałkiInstrument WarneraTC-324B
Grzałka liniowaInstrument WarneraSC-20
Pompa perystaltycznaRaininDynamax (Dynamax
ściągacz do pipetInstrument SutteraZobacz materiał P-1000
Szklana rurka z żarnikiemSzkło King PrecisionDostosowane
StymulatorA.M.P.I.Mistrz-8
BiocytynaSigmaZobacz materiał B4261
Zawartość NaClSigmaZobacz materiał S6191
KclSigmaZobacz materiał P5405
NaHCO3rybakZobacz materiał BP328-1
Na2HPO4SigmaS0876
NaH2PO4SigmaZobacz materiał S5011
CaCl2SigmaZobacz materiał C5670
MgSO4SigmaZobacz materiał M1880
D-glukozaSigmaZobacz materiał G6152
K-glukonianSigmaKlasa G4500
ATP-MgSigmaA9187
Akumulator Li-GTPSigmaKontroler G5884
EGTA (EGTA)SigmaE0396
HEPESYSigmaZobacz materiał H4034
KohSigmaZobacz materiał P5958
Cs-metanosulfonianSigmaZobacz materiał C1426
CsOHSigma232041
Filtr strzykawkowyNalgene powiedział:171 Rozdział 171
Strzykawka 1 mlRainin17013002
Końcówka do pipet 10 ULGenesee Scientific24-130RL
10 razy więcej kanałów na sekundęLonza17-517Q
) powiedział: (wersja angielska)

Przedruki i uprawnienia

Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE

Poproś o pozwolenie

Tagi

kom rki amacrynowe typu starburstpreparaty typu flat mountoporno pipetyuszczelnienie gigaomowetryb clampy napi ciowejpomiar pr d w synaptycznychuchwyt elektrody

Powiązane artykuły