$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Известно, что изменения в экспрессии генов происходят в нейронах как следствие синаптической сигнализации. Передача сигналов возбуждающим нейромедиатором глутаматом может деполяризовать потенциал нейронной мембраны, что в конечном итоге приводит к транскрипции и трансляции генов1,2. Активация ионотропных рецепторов глутаматом позволяет внеклеточным ионам кальция проникать в клетку, что, как полагают, играет важную роль в качестве второго посредника в активации транскрипции генов. Оценка взаимосвязи между электрической активностью мембраны, такой как частота возбуждения потенциала действия, и изменениями внутриклеточной концентрации кальция требует комбинации двух методов - зажима целого клеточного участка и количественной визуализации флуоресцентных зондовкальция 3-5, что позволяет изучить взаимосвязь в отдельных нейронах. Метод записи одиночных клеток позволяет регистрировать активность отдельных нейронов в идентифицируемых частях мозга. Метод записи всей клетки позволяет контролировать напряжение или ток мембраны, что позволяет экспериментально манипулировать определенными токами ионных каналов. Использование микропипеток, наполненных флуоресцентными зондами кальция, также гарантирует, что нейрон хорошо заполнен зондом кальция. Этот метод имеет явное преимущество при работе с препаратами срезов мозга из препаратов срезов взрослого человека, поскольку эти нейроны особенно трудно загрузить с помощью более распространенных зондов, пермированных клетками, и снижает потенциальные проблемы фоновой флуоресценции6-8.
Свет - это основной способ, которым млекопитающие настраивают свои циркадные часы, которые расположены в гипоталамическом супрахиазматическом ядре (SCN). Световая информация, передаваемая в сетчатке, передается 9-11 через ретиногипоталамический тракт (RHT), где глутамат высвобождается в SCN12,13. Глутамат открывает ионотропные рецепторы NMDA и AMPA, расположенные на нейронах SCN, вызывая приток кальция и натрия и инициируя внутриклеточный сигнальный каскад, который в конечном итоге приводит к изменению экспрессии семейства часовых генов14-17 и сдвигам в фазе циркадных часов18-20. Тем не менее, кальций может проникать в нейроны либо непосредственно через ионотропные глутаматные рецепторы, либо через деполяризацию мембраны и активацию потенциал-зависимых кальциевых каналов (VDCC)21. Поэтому мы разработали экспериментальный протокол для изучения взаимосвязи между внутриклеточной концентрацией кальция и мембранной электрической активностью в нейронах СХЯ, которая происходит при возбуждении потенциала действия и от синаптического входа22.