Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.

Методическая статья

Запись токов в целых клетках с помощью ГАМК-пыхтения в срезе мозга мыши

784 просмотров

8 июля 2025 г.

В этой статье

Аннотация

Источник: Feng, Y. et al., Токи целых клеток, индуцированные затяжным нанесением ГАМК в срезы мозга.J. Vis. Exp. (2017)

Это видео демонстрирует запись токов целых клеток, индуцированных гамма-аминомасляной кислотой, или ГАМК, в префронтальном корковом срезе мозга мыши. Контролируемая доставка ГАМК открывает хлоридные каналы в постсинаптическом нейроне, генерируя тормозные постсинаптические токи, или IPSC. Эти IPSC увеличиваются с более высокими концентрациями ГАМК, что отражает ингибиторную активность ГАМК в отношении синаптической передачи.

Протокол

Все процедуры, связанные с образцами животных, были рассмотрены и одобрены соответствующим комитетом по этической экспертизе животных.

1. Приготовление растворов

  1. Приготовьте 500 мл стандартной искусственной спинномозговой жидкости (ACSF), содержащей компоненты, описанные в нашей опубликованной работе, как указано в таблице 1.
    1. Используйте чистые стеклянные стаканы с деионизированной водой для приготовления свежего раствора ACSF. Промойте шпатели деионизированной водой и высушите перед использованием, чтобы добавить хлорид натрия (NaCl), хлорид калия (KCl), дигидрофосфат натрия (2PO4), бикарбонат натрия (NaHCO3), сульфат магния (MgSO4), D-глюкозу и добавьте хлорид кальция (CaCl2) после пузырькового раствора с 95%O2 / 5% CO2смесь в течение ~20 мин (как подробно описано в таблице 1) до 500 мл деионизированной воды. Перемешайте до полного растворения.
    2. Убедитесь, что ACSF полностью прозрачный без каких-либо осадков. Затем отрегулируйте pH до 7,2-7,4. Пузырь с газовой смесью, состоящей из 95%О2 и 5%СО2 в течение ~20 мин.
  2. Приготовьте 250 мл раствора для резки срезов, содержащего химические вещества, описанные в таблице 2.
    1. Добавьте KCl, хлорид магния (MgCl2),2PO4, NaHCO3, холин·Cl и D-глюкозу и добавьте хлорид кальция (CaCl2) в последнюю очередь, как указано в 1.1.1, в 250 мл деионизированной воды и растворите, как описано в пунктах 1.1.1 и 1.1.2.
    2. После барботирования с 95% O2/5% CO2 поместите раствор в морозильную камеру на 15-20 минут, чтобы режущий раствор стал ледяным и частично ><замерзшим. заметка: Этот режущий раствор мы используем при изготовлении срезов от 1-2-месячных мышей; Формула может отличаться для мышей старше 2 месяцев.
    3. Приготовьте раствор липополисахарида (ЛПС), растворив его в стерильном изотоническом растворе, не содержащем эндотоксинов (0,9% NaCl). ЛПС вводят внутрибрюшинно (0,5 мг/кг) и начинают регистрировать через 2 ч.

2. Подготовка среза префронтальной коры головного мозга

  1. Достаньте раствор для резки из морозилки и гомогенизируйте до получения слякоти. Поместите раствор на лед и постоянно пузыритесь с 95% O,2/5% CO2.
  2. С помощью больших острых ножниц быстро обезглавьте мышь, как описано, и немедленно положите голову в стакан, наполненный ледяным (0-4°C) раствором для резки.
  3. Разрежьте верхнюю часть черепа по средней линии в каудальном направлении к носу тонкими ножницами и удалите боковые части черепа. Извлеките мозг тонким шпателем и опустите в ледяной раствор для резки. <бр/> заметка: Шаги 2.2-2.3 должны быть выполнены быстро (в идеале < 1 мин).
  4. Поместите мозг на крышку 9-сантиметровой чашки Петри, наполненной льдом. Промойте мозг ледяным раствором для резки. Срежьте мозжечок и обонятельную луковицу лезвием бритвы.
  5. Нанесите цианоакрилатный клей на держатель образца вибратома. Аккуратно поместите мозговой блок на каплю клея ростральной стороной вверх и сразу же погрузите в ледяной раствор для резки.
  6. Отрегулируйте держатель лезвия вибратома под углом 15° относительно горизонтальной плоскости и подготовьте 350-мкм корональные срезы мозга (частота колебаний лопасти = 85 Гц, скорость = 0,1 мм/с).
  7. С помощью пипетки перенесите срезы в камеру восстановления, заполненную ACSF, инкубируйте в течение 1 ч (при RT) с постоянным барботированием 95%O2/5% CO2.

3. Запись патчей для всей клетки

  1. Изготовьте стеклянные боросиликатные микропипетки для использования в качестве записывающих электродов или слоеных микропипеток в соответствии с конкретными рекомендациями в руководстве по эксплуатации пуллера. Для регистрирующих электродов сопротивление наконечника находится в диапазоне 4-6 МОм, в то время как для объемных микропипеток диаметр наконечника находится в диапазоне 2-5 мкм.
  2. Добавьте к ACSF блокатор Na+ каналов (Тетродотоксин (TTX), 1 мкМ) для блокировки быстрого Na+ канала и, следовательно, потенциалов действия, и поддерживайте постоянную скорость потока этого раствора на уровне 2-3 мл/мин в камере регистрации путем перистальтической накачки в камеру и аспирации из нее. Постоянно пузырите ACSF с 95%O2/5%CO2, чтобы обеспечить жизнеспособность ломтиков.
  3. Перенесите срез мозга в записывающую камеру с помощью модифицированной пастеровской пипетки, тонкий кончик которой был обрезан в соответствии с размером среза. Накройте срез платиновым анкером для слайсов с параллельными нейлоновыми нитями, расположенными на расстоянии ≥2 мм друг от друга, чтобы удержать срез на платформе.
  4. Заполните записывающую микропипетку внутренним раствором (Таблица 3) и заполните объемные микропипетки гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК) в концентрациях 10 мкМ, 50 мкМ и 100 мкМ (растворенной в ACSF) или ACSF в качестве управления транспортным средством.
  5. Чтобы предотвратить засорение мусором, приложите легкое положительное давление с помощью шприца объемом 1 мл перед погружением записывающего электрода в ACSF. С помощью микроманипулятора под микроскопом (объектив с 4-кратным увеличением) расположите записывающий электрод и затяжку микропипеткой так, чтобы наконечники оказались в центре видеоизображения на мониторе (рис. 1A).
  6. Отрегулируйте фокусировку микроскопа (объектив с 40-кратным увеличением), постепенно опуская пуховую микропипетку, и поместите ее над регистрирующим нейроном под углом 45°. Сохраняйте записанное расстояние между кончиком слоеной микропипетки и нейроном в пределах 20-40 мкм (рис. 1B). Медленно и осторожно подойдите к нейрону с помощью записывающего электрода, а затем отпустите положительное давление. Нанесите слабое и кратковременное всасывание через трубку, соединенную с держателем электрода, чтобы создать гигаомное уплотнение.
  7. Поддерживайте напряжение на уровне 0 мВ. После формирования гигаомного уплотнения компенсируйте быструю и медленную емкость вручную или автоматически. Затем примените короткое и сильное отсасывание через упомянутую выше трубку, чтобы перейти в режим цельных ячеек.
  8. Запись eIPSC в режиме напряжения-зажима. Подайте низкое давление газа (азот, 4–6 фунтов на квадратный дюйм) в микропипетку с помощью Picospritzer, управляемого ступенчатым генератором напряжения Master 8, для подачи одиночных или парных затяжек ГАМК (Рисунок 2).

Таблица 1. Запись ACSF.

Сталь См. г. Сталь См. См. Сталь
веществог/мольКонцентрация (мМ)Вес (г/л)
NaCl58 .4431196.9547
KCl74.5512.50,1864
2PO4137,9910,1380
НаОГС384.007 Материал 84.00726,22.2010
MgSO4120.3661.30,1565
D-глюкоза198,17112.1799
CaCl2110.982.50,2775

Таблица 2. Раствор для нарезки ломтиков.

Проч. Сталь Сталь См. Сталь
веществог/мольКонцентрация (мМ)Вес (г/л)
KCl74.5512.50,1864
MgCl295.21170.6665
2PO4137,991.250,1725
НаОГС384.007 Материал 84.007252.1002
Холин·Cl139,6311516.0575
D-глюкоза198,1771,3872
CaCl2110.980,50,0555

Таблица 3. Внутреннее решение для записи патчей по всей ячейке.

Сталь ) Сталь Кабель Проч. Сталь Тариф См. См.
веществог/мольКонцентрация (мМ)Вес (г/л)
Cs глюконат328.05210032.8052 (Английский
CsCl168,3650.8418
ХЕПЕС238.301102,3830
MgCl295.21120,1904
CaCl2110.9810,1110
БАПТА476.433115.2408
Na2АТФ551,142.2044
Na2GTP523.20,40,2093

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Результаты

figure-results-1
Рисунок 1. Схема слойной микропипетки и записывающего электрода.
(А) Расстояние между затяжной и записывающей микропипетками. (В) Слойная микропипетка (слева) и записывающий электрод (справа) на поверхности среза мозга.

figure-results-2
...

Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.

Раскрытие информации

Конфликт интересов не декларируется.

Материалы

Список материалов, использованных в этой статье
ИмяКомпанияКаталожный номерКомментарии
Стеклянные боросиликатные микропипеткиЗатворные приборыБФ150-86-10Внешний диаметр 1,50 мм; внутренний диаметр 0,86 мм
Съемник микропипетокЗатворные приборыМОДЕЛЬ-97 Пуллер для микропипеток для бровей
МикроманипуляторыЗатворные приборыМП-285
Усилитель с компьютерным управлением Молекулярные приборыМультизажим 700B
Цифровая система сбора данных Молекулярные приборыDigidata 1440А
ВидеокамераКомпания Nikon 2115001Инспекционное оборудование
микроскопия Компания Nikon Затмение FN1
Мастер 8A.M.P.I.Мастер-8 Пульсовый стимулятор
Вибратомный слайсерЛейкаВТ 1000С
Picospritzer figure-materials-1Паркер ХаннифинСистемы давления для выброса пиколитровых объемов в исследованиях клеток
лезвиеДжиллетт74-СЛЕТЯЩИЙ ОРЕЛ
ВидеомониторПанасоникВВ-БМ 1410
502 Клейгастроном7146Цианоакрилатный клей
Перистальтический насосШанхайская корпорация JIA PENGБТ100-1Ф
видеокамераОлипус Америка МедикалОЛИ-150
Переносные пипеткиБиология30-0138А1

Теги