Ten protokół pokazuje, jak przeprowadzić zapis klamry całokomórkowej na neuronach siatkówki z preparatu do montażu płaskiego.
Artykuł metodologiczny
Ten protokół pokazuje, jak przeprowadzić zapis klamry całokomórkowej na neuronach siatkówki z preparatu do montażu płaskiego.
Siatkówka ssaków to warstwowa tkanka złożona z wielu typów neuronów. Aby zrozumieć, w jaki sposób sygnały wzrokowe są przetwarzane w skomplikowanej sieci synaptycznej, zapisy elektrofizjologiczne są często wykorzystywane do badania połączeń między poszczególnymi neuronami. Zoptymalizowaliśmy preparat do montażu płaskiego do rejestracji patch clamp genetycznie oznaczonych neuronów zarówno w GCL (warstwa komórek zwojowych), jak i INL (wewnętrzna warstwa jądrowa) siatkówki myszy. Nagrywanie neuronów INL w płaskich mocowaniach jest preferowane w stosunku do plasterków, ponieważ zarówno połączenia pionowe, jak i boczne są zachowane w poprzedniej konfiguracji, co pozwala na badanie obwodów siatkówki z dużymi komponentami bocznymi. Zastosowaliśmy tę procedurę do porównania odpowiedzi neuronów współpracujących z lustrem w siatkówkach, takich jak cholinergiczne komórki amakrynowe gwiazdoskrzydłe (SAC).
Jako łatwo dostępna część ośrodkowego układu nerwowego, siatkówka przez dziesięciolecia była użytecznym modelem w badaniach neurobiologicznych. Znakowanie genetyczne neuronów pozwoliło na szczegółową charakterystykę połączeń synaptycznych w siatkówce. Dzięki wielu dostępnym metodologiom badania funkcji i morfologii neuronów siatkówki, technika zapisu patch clamp odegrała zasadniczą rolę w naszym obecnym zrozumieniu pionowo przesyłanych sygnałów w siatkówce. Sygnały te pochodzą z absorpcji fotonów w fotoreceptorach i są wysyłane do ośrodków wzrokowych mózgu poprzez pobudzanie komórek zwojowych siatkówki (RGC). Pomimo dużej ilości zgromadzonej do tej pory wiedzy, różnorodność neuronalna w unaczynionej siatkówce ssaków pozostaje nierozwiązana i utrudnia pełne zrozumienie obwodów siatkówki, które służą normalnemu widzeniu. Dzieje się tak częściowo dlatego, że większość nagrań została wykonana na wycinkach siatkówki, aby zamienić integralność obwodu bocznego na dostęp do bardziej proksymalnych neuronów siatkówki1-3. Aby uzyskać kompleksowy obraz tego, w jaki sposób siatkówka oblicza sygnały wzrokowe, pożądane jest rejestrowanie neuronów w płaskich mocowaniach, w których połączenia boczne, duże i małe, mogą być lepiej zachowane.
Gdy transmisja synaptyczna z fotoreceptorów do komórek dwubiegunowych zostaje przerwana z powodu wadliwego szlaku sygnałowego metabotropowego receptora glutaminianu 6 (mGluR6) w depolaryzujących komórkach dwubiegunowych4-6 lub po prostu w wyniku utraty fotoreceptorów w zdegenerowanych siatkówkach7-10, wiele RGC wykazuje aktywność oscylacyjną. Oscylacje te pochodzą z wielu źródeł, jednak ta obejmująca sprzężenie szczelinowe między komórkami amakrynowymi AII (AII-AC) a depolaryzującymi stożkowymi komórkami bipolarnymi (DCBC) przyciągnęła najwięcej uwagi i dlatego jest najlepiej rozumiana1,7,11. Znaleźliśmy inne źródło, które utrzymuje się pod farmakologiczną blokadą wspomnianej sieci AII-AC/DCBC i napędza oscylacje SAC typu OFF u myszy RhoΔCTA i Nob z bezkofeinowymi siatkówkami7,8,12. Tutaj szczegółowo opisujemy nasz protokół przygotowania płaskich mocowań siatkówki do rejestracji neuronów INL. Podejście to wykorzystuje komercyjne linie myszy (numer magazynowy Jax 006410 i 007905) do oznaczania cholinergicznych neuronów siatkówki za pomocą ekspresji białka fluorescencyjnego (tdTomato), którą można zidentyfikować pod mikroskopem fluorescencyjnym wyposażonym w optykę wzmacniającą kontrast. Niektóre wyniki eksperymentalne uzyskane za pomocą tego podejścia zostały wcześniej zgłoszone4,5,7,13.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Zgoda etyczna – procedury z udziałem zwierząt zostały przeprowadzone zgodnie z zasadami i przepisami wytycznych National Institutes of Health dla zwierząt badawczych, zatwierdzonych przez instytucjonalną komisję ds. opieki nad zwierzętami i ich wykorzystania w Baylor College of Medicine.
1. Rozwiązania zewnętrzne i wewnętrzne
2. Przygotowanie do Dnia Nagrania
3. Rozwarstwienie siatkówki
4. Nagrywanie z użyciem clampu krosowego całej komórki z płaskiej siatkówki
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Reprezentatywne nagrania SAC typu ON i OFF z bezkofeinowej siatkówki myszy są pokazane na rysunku 1. Komórki cholinergiczne zarówno w GCL, jak i INL można niezawodnie zidentyfikować za pomocą fluorescencji tdTomato i ukierunkować na zapis klamry krosowej całej komórki pod DIC (ryc. 1A), aby ujawnić oscylacje ich potencjałów błonowych (górne ślady) i prądy synaptyczne, które je napędzają (dolne ślady, ryc. 1B). Hamujące i pobudzające prądy...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Wiele laboratoriów rejestrowało z neuronów GCL w preparacie flat mount15-18, ale nasze procedury pozwalają na nagrywanie z neuronów INL. Niniejszym kładziemy nacisk na kilka kroków, które mają kluczowe znaczenie dla udanych rutynowych nagrań.
Świeżość i płaskość siatkówki są ważne dla jej penetracji pipetą rejestrującą. W związku z tym najważniejsze jest mocne przymocowanie siatkówki do dziurkowanej błony nitrocelulozowej i osiąga się je poprzez przejściowe wchłanianie roztworu, a n...
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
Dziękujemy Joung Jang i Xin Guan za pomoc techniczną. Dziękujemy dr Rory'emu McQuistonowi z Virginia Commonwealth University za ustawienie naszego pierwszego zestawu do zacisków krosowych i porady dotyczące procedur eksperymentalnych. Dziękujemy dr Samuelowi Wu za sugestie dotyczące nagrywania cęgów napięciowych. Prace są wspierane przez granty NIH EY013811, EY022228 oraz grant na realizację projektu vision core EY002520. C-KC jest prezesem Fundacji Badawczej Siatkówki im. Alice R. McPherson w Baylor College of Medicine.
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
| Nazwa | Firma | Numer katalogowy | Komentarze |
|---|---|---|---|
| Mikroskop fluorescencyjny o stałym stopniu z mikromanipulatorami DIC | Olympus | BX51-WI | |
| Sutter | MP-225 | ||
| Wzmacniacz z zaciskiem krosowym | A-M System | AM2400 | |
| Konwerter AD | Instrument | NI-USB-6221 | |
| Sterownik grzałki | Warner Instrument | TC-324B | |
| Inline grzałka | Warner Instrument | SC-20 | |
| Pompa perystaltyczna | Ściągacz | Rainin Dynamax | |
| Sutter Instrument | P-1000 | ||
| Szklana rurka z żarnikiem | King Precision Glass | Dostosowany | |
| stymulator | A.M.P.I. | Master-8 | |
| Biocytin | Sigma | B4261 | |
| NaCl | Sigma | S6191 | |
| KCl | Sigma | P5405 | |
| NaHCO3 | Fisher | BP328-1 | |
| Na2HPO4 | Sigma | S0876 | |
| Na2HPO4 | Sigma | S5011 | |
| CaCl2 | Sigma | C5670 | |
| MgSO4 | Sigma | M1880 | |
| D-glukoza | Sigma | G6152 | |
| K-glukonian | Sigma | G4500 | |
| ATP-Mg | Sigma | A9187 | |
| Li-GTP | Sigma | G5884 | |
| EGTA | Sigma | E0396 | |
| HEPES | Sigma | H4034 | |
| KOH | Sigma | P5958 | |
| Cs-metanosulfonian | Sigma | C1426 | |
| CsOH | Sigma | 232041 | |
| Filtr strzykawkowy | Nalgene | 171 | |
| ml strzykawka | Rainin | ||
| 10 μ l końcówka do pipet | Genesee Scientific | 24-130RL | |
| Streptawidyna-488 | ThermoFisher | S-11223 | |
| 10x PBS | Lonza | 17-517Q |
Dostęp ograniczony. Zaloguj się lub rozpocznij wersję próbną, aby wyświetlić tę treść.
Poproś o pozwolenie na ponowne wykorzystanie tekstu lub ilustracji tego artykułu JoVE
Poproś o pozwolenie