Artykuł metodologiczny

Zewnątrzkomórkowy zapis aktywności elektrycznej w ośrodkowym układzie nerwowym Drosophila

8 lipca 2025

W tym artykule

Streszczenie

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

Źródło: Swale, D. R., et al. Elektrofizjologiczny zapis aktywności ośrodkowego układu nerwowego Drosophila melanogaster w trzecim stadium rozwojowym. J. Vis. Exp. (2018)

Wideo demonstruje zewnątrzkomórkowy zapis aktywności neuronalnej z ośrodkowego układu nerwowego (OUN) larw Drosophila. Przecięty OUN jest umieszczany w komorze rejestracyjnej, a aktywność elektryczna z nerwu zstępującego jest rejestrowana w celu ustalenia podstawowej częstotliwości wypalania. Następnie wprowadza się czynnik testowy i rejestruje się zmianę częstotliwości wypalania w celu określenia działania pobudzającego lub hamującego czynnika.

Protokół

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

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

1. Wypreparuj i przygotuj larwy OUN Drosophila

UWAGA: Metody rozbioru ośrodkowego układu nerwowego larw są wyraźnie zilustrowane przez Hafera i Schedla, ale te wcześniej opublikowane metody zmniejszają długość zstępujących neuronów, które są ważne dla pomiaru częstotliwości skoków. W tym miejscu przedstawiono dodatkową metodę wycinania larwalnego OUN, który utrzymuje długie, nienaruszone neurony zstępujące.

  1. Przygotowanie soli fizjologicznej.
    1. Przygotować rozbiór i zapis soli fizjologicznej do następujących ilości w mM: 157 NaCl, 3 KCl, 2 CaCl2, 4 kwas 2-[4-(2-hydroksyetylo)piperazyno-1-ylo]etanosulfonowy (HEPES); miareczkować pH do 7,25.
  2. Wypreparuj larwę Drosophila CNS.
    1. Zidentyfikuj i wyekstrahuj wędrującego Drosophila melanogaster w trzecim stadium z fiolki hodowlanej i umieść w 200 μl soli fizjologicznej (ryc. 1A).
    2. Chwyć haczyki do ust parą cienkich kleszczy i chwyć brzuch robaka drugą parą kleszczy (ryc. 1B).
      nuta: Nie wywieraj zbyt dużego nacisku na brzuch, ponieważ może to spowodować rozerwanie cienkiej warstwy kutykularnej robaka.
    3. Delikatnie pociągnij haczyki do ust i brzuch w różnych kierunkach, aby oddzielić ogonowy koniec robaka od obszaru głowy i odsłonić wnętrzności robaka (ryc. 1C).
      nuta: Ośrodkowy układ nerwowy będzie spleciony z tchawicą i przewodem pokarmowym. Nie odcinaj OUN od żadnej tkanki, aby zapobiec przecięciu zstępujących nerwów obwodowych.
    4. Usunąć OUN z przewodu pokarmowego i tchawicy za pomocą kleszczy (ryc. 1D).
    5. W razie potrzeby przerwij barierę krew-mózg, ręcznie przecinając OUN tylnie do płatów mózgowych za pomocą nożyczek sprężynowych Vannas.
      nuta: Należy to zrobić w oparciu o właściwości fizykochemiczne stosowanej substancji chemicznej. Czerwona linia na rysunku 2A to sugerowany punkt przecięcia i przecięty OUN z nienaruszonymi zstępującymi pniami nerwów obwodowych pokazanymi na rysunku 2B. Przecięty OUN jest gotowy do eksperymentów po wykonaniu kroku 1.2.5.

2. Zewnątrzkomórkowy zapis OUN Drosophila.

  1. Przygotuj CNS do nagrywania.
    1. Wyciągnąć szklaną elektrodę pipetową z kapilar ze szkła borokrzemianowego do rezystancji 5-15 mΩ.
    2. Włożyć przecięty OUN do komory woskowej zawierającej 200 μl soli fizjologicznej. Clamp niepowlekaną szpilkę przeciw owadom z zaciskiem krokodylkowym przylutowanym do przewodu uziemiającego i włóż szpilkę do soli fizjologicznej, aby zakończyć obwód.
    3. Za pomocą mikromanipulatorów skieruj elektrodę na ogonowy koniec przeciętego OUN. Wyeliminuj nagrywanie szumów tła, dostosowując poziom progowy w oprogramowaniu do akwizycji/analizy przed kontaktem z obwodowymi pniami nerwowymi.
    4. Wciągnąć wszelkie dogodne nerwy obwodowe do elektrody ssącej, wywierając lekki podnacisk na strzykawkę.
      nuta: Podstawowa częstotliwość wystrzeliwania jest skorelowana z liczbą neuronów wciągniętych do elektrody, gdzie więcej neuronów często powoduje zwiększoną rezystancję elektrody.
  2. Rozpocznij zewnątrzkomórkowy zapis aktywności nerwów zstępujących do OUN.
    1. Rozpocznij nagrywanie w oprogramowaniu do akwizycji danych i monitoruj częstotliwość wypalania linii bazowej. Pozwól, aby szybkość ognia zrównoważyła się przez 5 minut przed zebraniem danych dotyczących podstawowej szybkości ognia.
    2. Odrzucić preparat i zapis, jeżeli schemat odpalania środka kontrolnego nie jest schematem rozrywania podobnym do pokazanego na rysunku 3A.
      nuta: Zmieniony wzorzec odpalania sugeruje nieprawidłową lub niestabilną aktywność centralnego generatora wzorców, co może zmienić funkcję neuronalną.
    3. Po 5 minutach dodaj 200 μl soli fizjologicznej + nośnik, aby zwiększyć całkowitą objętość komory do 400 μl, aby rozpocząć rejestrację kontrolnej szybkości wypalania.
    4. Po ustaleniu linii podstawowej (3-5 min) pobrać 200 μl soli fizjologicznej i dodać 200 μl czynnika doświadczalnego rozpuszczonego w roztworze soli fizjologicznej.
      nuta: Dimetylosulfotlenek (DMSO) jest zalecanym rozpuszczalnikiem dla związków lipofilowych i nie powinien przekraczać 0,1% v/v.
    5. Stosuj stężenia leku w sposób ciągły (od niskich do wysokich stężeń) i rejestruj każde stężenie przez wybrany okres czasu (określony przez badacza na podstawie właściwości chemicznych leku). Oznacz ten punkt czasowy aplikacji leku w oprogramowaniu do akwizycji/analizy, dołączając komentarz zawierający lek i końcowe stężenie.
      nuta: Aktywność wypalania OUN zmniejszy się o około 10-20% po 30-50 minutach od rozwarstwienia, dlatego należy przeprowadzić odpowiednie kontrole bez leczenia, a leczenie farmakologiczne nie powinno przekraczać tego czasu.

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

Wyniki

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

figure-results-1
Ryc. 1: Metoda wycinania OUN z larw w trzecim stadium rozwojowym. orazNienaruszony robak zanurzony w 200 μl soli fizjologicznej. Strzałka wskazuje haczyki na usta, które są używane do oddzielania ściany ciała. (B) Dwie pary kleszczy umieszcza się w środku robaka i na hakach gębowych, aby rozpocząć oddzielanie ściany ciała. (C) Ściana ciała jest oddzielana przez zast...

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
Drosophila melanogaster (szczep OR)Centrum Akcji Bloomington Drosophila2376
Stół wibroizolacyjnySystemy kinetyczneSeria 9200
Klatka FaradayaSystemy kinetyczneN/a
Mikroskop preparacyjny na wysięgnikuNikonSMZ800NMożna używać wielu lunet; stojak wysięgnika ma kluczowe znaczenie
Wzmacniacz różnicowy AC/DCInstrumenty ADInstrumentsAM3000HModel 1700 może być używany zamiast modelu 3000
Monitor dźwiękuInstrumenty ADInstrumentsZobacz materiał AM3300
Eliminator szumów robakówSystemy A-MNumer telefonu 726300
System Akwizycji Danych (PowerLab)Instrumenty ADInstrumentsZobacz materiał PL3504Można używać wielu modeli PowerLab.
Oprogramowanie Lab Chart ProInstrumenty ADInstrumentsNie dotyczy - Pobierz online
Światła światłowodoweEdmund Optyka89-740Można stosować różne źródła światła, ale najbardziej elastyczne są światłowody
MikromanipulatorŚwiatowe instrumenty precyzyjneZobacz materiał M325
Uchwyt mikroelektrodyŚwiatowe instrumenty precyzyjneMEH715Dopuszczalne są różne modele
Przewody BNCŚwiatowe instrumenty precyzyjneWielokrotność w zależności od rozmiaru
Szklane kapilaryŚwiatowe instrumenty precyzyjnePG52151-4
Ściągacz mikroelektrodInstrumenty SutterZobacz materiał P-1000Może również używać Narashige PC-100
woskZaopatrzenie biologiczne Karoliny974228
Szpilki do owadów niepowlekane, rozmiar #2ŻyciorysNumer katalogowy 1208S2
Kleszcze Fince'aNarzędzia naukoweNumer katalogowy: 11254-20
Vannas Nożyczki sprężynoweNarzędzia naukoweNumer katalogowy: 15000-03
TGL TGLI powiedział:

Przedruki i uprawnienia

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

Poproś o pozwolenie

Tagi

OUN Drosophilacz stotliwo wy adowaelektroda ss caaktywno bazowasubstancja badanaefekt pobudzaj cyefekt hamuj cyakwizycja danychnerw obwodowy

Powiązane artykuły