10 września 2016
Tutaj opisujemy fizjologiczne podejście, które pozwala na identyfikację i dogłębną analizę zdefiniowanej populacji neuronów czuciowych w ostrych wycinkach tkanki koronalnej mysiego narządu lemieszowo-nosowego za pomocą nagrań z całych komórek.
Ogólnym celem tej procedury jest przeprowadzenie jednokomórkowej analizy elektrofizjologicznej określonej populacji neuronów czuciowych w ostrych wycinkach tkanek z mysiego narządu lemieszowo-nosowego. Metoda ta może pomóc w wyjaśnieniu kluczowych kwestii w dziedzinie chemosensacji, takich jak mechanizmy wykrywania substancji chemicznych niewidocznych. Główną zaletą tej techniki jest to, że rejestrując z neuronów czuciowych w ostrych wycinkach tkanki, komórki te można badać w ich naturalnym środowisku.
Aby rozpocząć tę procedurę, po złożeniu zwierzęcia w ofierze, usuń jego dolną szczękę, wkładając parę dużych nożyczek chirurgicznych przez jamę ustną i przetnij osobno kości żuchwy i mięśnie z każdej strony. Następnie usuń skórę górnej szczęki i wokół czubka nosa za pomocą średnich kleszczy, aby uzyskać lepszy dostęp do siekaczy. Następnie użyj nożyczek do kości, aby odciąć największą część siekaczy pod kątem 45 stopni w kierunku rostralnym, aby ułatwić usunięcie kapsułki VNO z jamy nosowej.
Nie należy przecinać korzenia zęba, aby zapobiec uszkodzeniu końcówki kapsułki VNO. Następnie chwyć sztywną górną część podniebienia za jej rostralną część średnimi kleszczami i ostrożnie oderwij z powrotem w jednym kawałku pod płaskim kątem. Kilkakrotnie przepłukać jamę morską lodowatym roztworem S2. Następnie za pomocą nożyczek mikrosprężynowych przeciąć wysięk kostny między końcem kości lemieszowej a szczęką.
Włóż końcówki nożyczek tak, aby zakrzywiona część była skierowana na zewnątrz VNO. I ostrożnie przetnij kość małymi krokami zarówno po lewej, jak i prawej stronie, po stronie torebki VNO. Aby usunąć kapsułkę VNO, przeciąć kość lemieszową w części ogonowej i ostrożnie wyjąć kość lemieszową z jamy nosowej za pomocą średnich kleszczy.
Natychmiast przenieś VNO na małą szalkę Petriego pod mikroskopem stereoskopowym na opakowaniu z żelu do lodu, gdzie należy wykonać pozostałe etapy sekcji. Następnie opłucz VNO w niewielkiej ilości lodowatego S2, aby zapobiec wysychaniu tkanki. Następnie oddziel chrzęstne kapsułki, które zawierają tkanki miękkie VNO, chwytając tylną część kości lemieszowej średnimi kleszczami.
W tym celu ustaw kapsułę w widoku grzbietowym, tak aby widoczna była przerwa między oboma VNO. Użyj końcówki cienkich kleszczy, aby oddzielić obie chrzęstne kapsułki VNO od kości środkowej, jednocześnie utrzymując kość lemieszową przygwożdżoną w tylnej części. Upewnij się, że ściana chrząstki przyśrodkowej, która była wcześniej przyczepiona do kości lemiosła, została usunięta.
Podczas usuwania chrząstki wokół VNO należy używać kleszczyków tylko na krawędzi torebki chrząstki. I bądź bardzo ostrożny, aby nie uszkodzić delikatnego nabłonka czuciowego. Aby usunąć pozostałą chrząstkę, obróć VNO zakrzywioną boczną stroną do dna naczynia i bezpiecznie przyciśnij chrząstkę z jednej strony za pomocą kleszczy.
Następnie ostrożnie przesuń drugie cienkie kleszcze od tyłu pod bardzo płaskim kątem między chrząstką a VNO, aby poluzować połączenie między tkanką a chrząstką. Aby uniknąć uszkodzenia nabłonka czuciowego, powoli oderwij VNO od chrząstki, trzymając ją za końcówkę ogonową. Po wyciągnięciu VNO z kapsułki usuń wszystkie pozostałe małe części chrząstki, ponieważ wszelkie pozostałe kawałki chrząstki oderwą tkankę od otaczającej agarozy podczas procesu krojenia.
Następnie umieść małą kroplę lodowatego S2 na pierwszym wypreparowanym VNO, aby zapobiec uszkodzeniu tkanki. Aby osadzić VNO, napełnij obie małe szalki Petriego po brzegi stopionym S3. Następnie zanurz każdy VNO w agarozie i kilkakrotnie przesuń go poziomo do przodu iz powrotem, aby usunąć warstwę roztworu zewnątrzkomórkowego, a także wszelkie pęcherzyki powietrza z jego powierzchni. Ustaw VNO pionowo, z końcówką rostralną skierowaną w stronę dna naczynia.
Następnie umieść obie potrawy na żelowym woreczku z lodu i poczekaj, aż agaroza zastygnie. Nie zmieniaj orientacji VNO, gdy agaroza zacznie krzepnąć, ponieważ spowoduje to oderwanie tkanki od otaczającej agarozy. W tej procedurze użyj małej szpatułki, aby usunąć blok agarozy z małego naczynia do pokrywki dużej szalki Petriego i odwróć agarozę do góry nogami, pozostawiając rostralną końcówkę VNO skierowaną do góry.
Następnie pokrój blok w kształt piramidy za pomocą skalpela chirurgicznego i uważaj, aby nie uszkodzić osadzonej tkanki. Następnie użyj super kleju, aby przymocować blok w kształcie piramidy do środka płytki próbki wibratomu. I poczekaj około minuty, aż klej całkowicie wyschnie.
Pokrój próbkę na odcinki o grubości od 150 do 200 mikrometrów. Krótko sprawdź morfologię plastra pod mikroskopem preparacyjnym. Następnie przenieś wszystkie plastry do komory natleniającej do czasu użycia.
Na tym etapie przenieś plasterek VNO do komory obrazowania i ustal pozycję plastra za pomocą kotwy ze stali nierdzewnej okablowanej włóknami syntetycznymi o grubości jednego milimetra. Nie przykrywaj plastra chusteczki żadną z nici z włókien syntetycznych. Następnie przenieś komorę obrazowania do zestawu do nagrywania i w sposób ciągły przetapiaj plasterek z natlenionym S2 w temperaturze pokojowej.
Dopasuj kapilę ssącą do powierzchni roztworu, aby zapewnić ciągłą wymianę roztworu kąpieli. Następnie dostosuj ołówek do obfitości ośmiu w jednej z wieloma lufami powyżej i blisko nieczuciowej części plastra VNO, który zawiera naczynie krwionośne. Następnie połącz elektrodę referencyjną i roztwór kąpieli za pomocą mostka agarowego w kształcie litery L wypełnionego 150-milimolowym chlorkiem potasu.
Następnie napełnić pipetę z plastrem roztworem do pipet S4. Zamontuj pipetę na elektrodzie pokrytej chlorkiem srebra podłączonej do stopnia głowicy bez zeskrobywania powłoki i mocno zamocuj. Następnie zastosuj lekkie nadciśnienie w pipecie z plastrem przed wejściem do kąpieli. Monitoruj pipetę i upewnij się, że mieści się w zakresie od czterech megaomów do 10 megaomów.
Wizualizuj wycinek VNO za pomocą kamery CCD przy użyciu zoptymalizowanego pod kątem podczerwieni DIC i zidentyfikuj komórki eksprymujące FPR-rs3 i-Venus lub podobnie oznakowane neurony za pomocą oświetlenia fluorescencyjnego i odpowiedniej kostki filtrującej. Zbliż się do korpusu komórki za pomocą pokręteł, aby uzyskać maksymalną czułość. Ze względu na nadciśnienie niewielkie wgniecenie na błonie soma komórki staje się widoczne, gdy końcówka pipety znajdzie się w pobliżu.
Następnie zwolnij nadciśnienie i zastosuj lekkie podciśnienie, aby zassać błonę komórkową w celu uzyskania uszczelnienia o wysokiej rezystancji od jednego do 20 gigaomów. Następnie zastosuj krótkie i delikatne ssanie, aby przerwać błonę komórkową i ustalić konfigurację całej komórki. Na tym rysunku konfokalny obraz koronalnego wycinka tkanki VNO pokazuje rozkład fluorescencyjnych neuronów FPR-rs3 Tau Wenus dodatnich w nabłonku czuciowym lemieszowo-nosowym.
Neurony dodatnie FPR-rs3 Tau Venus wykazują pojedynczy dendryt wierzchołkowy zakończony strukturą przypominającą gałkę na granicy światła. Pokazane są tutaj nagrania z całego zacisku łatki komórkowej wykonane z somy VSN. Oto reprezentatywne ślady z hurtowych nagrań zacisków krosowych czułego na TTX, szybko aktywującego prądu sodowego i dodatnich VSN FPR-rs3.
Zapisy kroków napięcia w warunkach kontrolnych ujawniają zależny od napięcia szybki i przejściowy prąd wewnętrzny. Zabieg TTX na jednym mikromolarze silnie zmniejsza prąd. Pokazany tutaj cyfrowo odjęty ślad ujawnia wrażliwy na napięcie prąd sodowy bramkowany napięciem TTX.
Reprezentatywne ścieżki cęgów prądowych pokazują depolaryzację i hiperpolaryzację oraz ciągi potencjałów czynnościowych generowanych po skokowym wstrzykiwaniu prądu dodatniego i ujemnego. Po opanowaniu, cały proces sekcji i krojenia tkanek można wykonać w ciągu około jednej godziny dla obu VNO. Po tej procedurze można wykonać inne metody, takie jak zewnątrzkomórkowe zapisy luźnych plam lub obrazowanie wapnia, w celu zwiększenia przepustowości podczas analizy większych populacji neuronów.
Po obejrzeniu tego filmu powinieneś dobrze zrozumieć, jak tworzyć ostre wycinki tkanek z narządu lemieszowo-nosowego jamy ustnej i jak wykonywać jednokomórkowe nagrania elektrofizjologiczne z neuronów czuciowych lemieszowo-nosowych.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Ten artykuł opisuje fizjologiczne podejście do identyfikacji i analizy neuronów czuciowych w narządzie węchowym myszy przy użyciu nagrań patch-clamp z całych komórek. Metoda ta umożliwia dogłębną analizę elektrofizjologiczną w ostrych kawałkach tkanki, zapewniając wgląd w mechanizmy chemosensacji.
This method enables precise electrophysiological characterization of defined neuronal populations in native tissue, supporting target validation in chemosensory drug discovery. By preserving physiological context, it enhances predictive confidence in early-stage screening of compounds targeting GPCR-mediated pathways. The approach aids mechanistic de-risking for targets involved in social behavior, stress response, and neuroendocrine regulation.
The method integrates into early discovery workflows by providing functional validation of chemosensory targets prior to lead optimization.