Холинергическая модуляции возбудимости цепи способствует фундаментальных аспектов познания, и изменены холинергическая модуляции особенностью нейродегенеративных и психоневрологических расстройств, включая болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, шизофрения и наркомании 1-4. Установлен механизм холинергической облегчению синаптической передачи в ЦНС с помощью прямой активации nAChRs, локализованных на пресинаптических сайтов. Активация этих пресинаптических рецепторов приводит к увеличению внутриклеточного Са 2+ ([Ca 2+] I), в пресинаптических терминалах - как непосредственно, из-за относительно высокой проводимости кальция определенных подтипов нАХР, так и косвенно, через внутриклеточные сигнальные каскады 5, тем самым повышая высвобождение нейромедиаторов. В самом деле, активация пресинаптических nAChRs был связан с изменениями в выпуске широкого спектра нейротрансмиттеров, включая глутамат, ГАМК, ацетилхолина,й допамина 6-10. Хотя этот процесс был изучен с помощью электрофизиологических косвенно методы в различных синапсов, оптические репортеры [Са 2+] я и переработка синаптических пузырьков позволяют более прямой и временно точное измерение пресинаптических явлений.
Пресинаптических локализации nAChRs была убедительно показал, с прямым иммуно-золота маркировки nAChRs на электронно-микроскопических (ЭМ) уровне 11,12. Некоторые другие методы также были использованы для решения локализацию Nachr косвенно, в том числе определения местоположения nAChRs subunit- флуоресцентный белок химер в культивируемых нейронах 13,14, электрофизиологические записи нАХР токов в синаптических окончаний 15,16, мониторинг никотина индуцированных изменений в [Са 2+] я в синаптических нервных терминалов по живого изображения клеток 17 и косвенного контроля высвобождения нейромедиатора в синаптической терминала поживые методы визуализации клеток с люминесцентными показателей, в том числе экзоцитоза синаптических пузырьков просмотренных стириловых амфипатических красителей FM (FM1-43 и FM4-64) и / или synapto-pHluorin и конкретных флуоресцентных нейромедиаторов журналистами, таких как CNiFERs для АХ и iGluSnFr для глутамата 18-20. В целом, эти современные подходы для выявления пресинаптических локализации nAChRs сложны и требуют специальных систем и методов, чтобы надежно идентифицировать и физиологического мониторинга до синаптической активности.
Здесь мы опишем протоколов и оборудование для в пробирке сокультуры системы брюшной гиппокампа (vHipp) - прилежащем ядре (ССАС) цепи, которая обеспечивает прямой доступ для определения и анализа пред- и пост-синаптические компоненты синаптической передачи. Мы показываем примеры пресинаптической локализации nAChRs и живых клеток визуализации нАХР опосредованной Са 2+ сигнализации и нейромедиатор релиз Алонг vHipp аксоны. Естественно (и простой) расширение протокола, представленного здесь подготовка пред- и пост-синаптических контактов, состоящих из нейронов разных генотипов. Таким образом вклад конкретного генного продукта в пред- и / или постсинаптических механизмов модуляции может быть оценена непосредственно.