Здесь мы описываем физиологический подход, который позволяет идентифицировать и глубоко анализировать определенную популяцию сенсорных нейронов в срезах острой корональной ткани вомероназального органа мыши с использованием записей целых клеток.
Методическая статья
Здесь мы описываем физиологический подход, который позволяет идентифицировать и глубоко анализировать определенную популяцию сенсорных нейронов в срезах острой корональной ткани вомероназального органа мыши с использованием записей целых клеток.
У большинства млекопитающих вомероназальный орган (VNO) представляет собой хемосенсорную структуру, которая обнаруживает как гетеро-, так и конвидифедиальные социальные сигналы. Вомероназальные сенсорные нейроны (VSN) экспрессируют определенный тип рецептора, связанного с G-белком (GPCR), по крайней мере, из трех различных семейств генов хеморецепторов, что позволяет обнаруживать чувствительные и специфичные хемосенсорные сигналы. Эти семейства включают в себя семейства генов V1r и V2r, а также семейство предполагаемых генов хеморецепторов, связанных с формильным пептидным рецептором (FPR) (Fpr-rs). Чтобы понять физиологию вомероназальных рецептор-лигандных взаимодействий и нисходящей сигнализации, важно определить биофизические свойства, присущие каждому конкретному классу VSN.
Описанный здесь физиологический подход позволяет идентифицировать и глубоко анализировать определенную популяцию сенсорных нейронов с использованием трансгенной линии мыши (Fpr-rs3-i-Venus). Использование этого протокола, однако, не ограничивается этой конкретной линией и, таким образом, может быть легко распространено на другие генетически модифицированные линии или диких животных.
Большинство животных в значительной степени зависят от их химических чувств, чтобы взаимодействовать с окружающей средой. Обоняние играет существенную роль в поиске и оценке пищи, избегая хищников и поиск подходящих брачных партнеров. У большинства млекопитающих, обонятельная система состоит из по меньшей мере четырех анатомически и функционально различных периферийных подсистем: основной обонятельный эпителий 1,2, в Грюнеберг ганглии 3,4, септального органа MASERA 5,6 и вомероназального органа. ВНО включает периферическую сенсорную структуру вспомогательной обонятельной системы (АОС), которая играет важную роль в выявлении химические сигналы , которые передают информацию о личности, пола, социального положения и сексуального состояния 7-10. ВНО расположен у основания носовой перегородки, прямо над неба. У мышей, это двусторонний слеп окончание трубки , заключенный в хрящевую капсулу 11-13. Орган состоит как серповидным медиальной сенсорной epitheлиево, что таит в VSNs и не-сенсорной части на боковой стороне. Между обоими эпителий лежит слизистая заполненный просвет , который соединен с носовой полостью через узкий сошниково трубопровод 14. Большой боковой кровеносный сосуд в несенсорных ткани обеспечивает сосудистый насосный механизм для облегчения ввода относительно крупных, в основном нелетучих молекул , таких как пептиды или небольшие белки в просвет ВНО через отрицательное давление 15,16. Структурные компоненты ВНО присутствуют при рождении и орган достигает взрослого размера незадолго до полового созревания 17. Тем не менее, является ли грызун AOS уже функционирующий в несовершеннолетних все еще является предметом для обсуждения 18-20.
VSNs отличаются как их эпителиальной местоположения и типа рецепторов они выражают. VSNs показывают биполярную морфологию с немиелинизированных аксона и одного верхушечного дендрита, который выступает в направлении просвета и заканчивается в microvillous дендритных ручки. ВСН топорДополнения , чтобы сформировать расположенный пучком вомероназальный нерв , который покидает хрящевую капсулу в дорсо-каудального конца, восходит по перегородке, проходит решетчатой пластины и проекты к вспомогательной обонятельной луковице (АОВ) 21,22. Вомероназального чувствующий эпителий состоит из двух слоев: верхушечный слой расположен ближе к стороне просвету и гаваней как V1R- и все, кроме одного типа РСП-RS-экспрессирующих нейронов. Эти нейроны coexpress G-белок α-субъединицы G αi2 и проект в передней части АОБ 23-25. Чувствительные нейроны , расположенные в более базального слоя экспресс V2Rs или РСП-RS1 наряду с G αo и отправить свои аксоны в задней области АОБ 26-28.
Вомероназальные нейроны, вероятно , активируются сравнительно небольшими semiochemicals 29-33 (V1Rs) или белковыми соединениями 34-38 (V2Rs), которые секретируются в различных телесных жидкостей , таких как моча, слюна и слезной жидкости 37,39-41 . В экспериментов на месте показали , что VSNs также активируются формилируют пептидов и различных антимикробных / воспаление-сшитый соединений 25,42. Кроме того, гетерологично выразили FPR-RS белки имеют агонистических спектры с FPRs выраженными в иммунной системе, что указывает на потенциальную роль в качестве детекторов для болезни в конспецификов или испорченными источников пищи 25 (см ссылку 43).
Фундаментальный для понимания рецептор-лиганд отношения и вниз по течению сигнальных каскадов в конкретных группах населения ВСН является детальная оценка их основных биофизических характеристик в родной среде. В прошлом, анализ клеточной сигнализации значительно извлек выгоду из генетически модифицированных животных , которые отмечают определенную популяцию нейронов путем совместной экспрессии флуоресцентного белка в качестве маркера 30,44-49. В этом протоколе, трансгенная линия мышь, которая выражает FPR-RS3 вместе с флуоресцентным маркером (FPR-RS3-я-Венера) используется.Такой подход иллюстрирует, как использовать такой генетически модифицированный штамм мыши, чтобы выполнить электрофизиологических анализ оптически идентифицируемой популяции клеток с использованием одного нейрона записи патч-зажим в острых корональных срезов ткани ВНО. Воздуха под давлением управляемый мульти-ствольной системы перфузии для сенсорных стимулов и фармакологических агентов позволяет быстро, обратимо и фокусного нейронную стимуляцию или торможение во время записи. записи цельноклеточная в срезами препаратов позволяют детальный анализ внутренних свойств, проводимостей напряжения активированные, а также действий потенциальных моделей разряда в родной среде клетки.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Все процедуры на животных были в соответствии с местным и Европейским Союзом законодательства о защите животных, используемых для экспериментальных целей (Директива 86/609 / EEC) и с рекомендациями, выдвинутое Европейской федерации лабораторных животных науки ассоциаций (FELASA). Оба мышей C57BL / 6 и у мышей Fpr-RS3-I-Венера были размещены в группах обоих полов при комнатной температуре на 12 ч цикле свет / темнота с пищей и водой , доступными по желанию. Для экспериментов были использованы молодые люди (6-20 недель) или другого пола. Не наблюдалось никаких явных гендерных различий зависит.
1. Получение раствора
2. Подготовка рабочего пространства
3. ВНО Вскрытие и встраивание
4. Корональные ВНО ткани нарезка
5. Одноклеточные Электрофизиологические Записи
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Для того, чтобы получить представление о биофизических и физиологических свойств определенных клеточных популяций, мы проводим острые коронарные срезы ткани мыши ВНО (Рисунок 1 - 2). После рассечения, ломтики можно хранить в ледяном окисленной внеклеточный раствор (S 2) в течение нескольких часов. При установке записи, постоянный обмен со свежим насыщенным кислородом раствором (рис 2D) обеспечивает жизнеспособность тканей в те...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
ВНО является хемосенсорных структура, которая обнаруживает semiochemicals. На сегодняшний день большинство вомероназальных рецепторов остается быть deorphanized, как было выявлено лишь несколько пар рецептор-лиганд. Среди тех, V1rb2 был описан быть специально активирован мужского мочевого феромонов 2-гептаноне 30, V2rp5 быть активирован для самцов феромонов ESP1 57, а также V2r1b и V2rf2 быть активированы с помощью пептидов ГКГ SYFPEITHI 48 и SEIDLILGY 58, соответственно. Пред...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Авторам нечего раскрывать.
Мы благодарим Ивана Родригеса и Бенуа фон дер Вейда за создание линейки мышей FPR-rs3-i-venus, их конструктивную критику и плодотворные дискуссии. Работа финансировалась за счет грантов Фонда Volkswagen (I/83533), Deutsche Forschungsgemeinschaft (SP724/6-1) и Excellence Initiative федерального правительства и правительств земель Германии. Магистр наук является профессором Фонда Фольксвагена.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| <сильно>Химикаты | |||
| Агароза (низкая температура желирования) | PeqLab | 35-2030 | |
| АТФ (Mg-АТФ) | Sigma-Aldrich | A9187 | |
| Бис (2-гидроксиэтил)-2-аминоэтансульфоновая кислота (BES) | Sigma-Aldrich | B9879 | |
| Хлорид кальция | Sigma-Aldrich | C1016 | |
| Этиленгликоль тетрауксусная кислота (EGTA) | Sigma-Aldrich | E3889 | |
| Глюкоза | Sigma-Aldrich | G8270 | |
| GTP (Na-GTP) | Sigma-Aldrich | 51120 | |
| (2-гидроксиэтил)-1-пиперазинэтансульфоновая кислота (HEPES) | Sigma-Aldrich | H3375 | |
| Магния хлорид | Sigma-Aldrich | M8266 | |
| Хлорид калия | Sigma-Aldrich | P9333 | |
| Гидроксид калия | Sigma-Aldrich | 03564 | |
| Хлорид натрия | Sigma-Aldrich | S7653 | |
| Гидрокарбонат натрия | Sigma-Aldrich | S5761 | |
| Гидроксид натрия | Sigma-Aldrich | S8045 | |
| Name | Company< | strong>Номер в каталоге | Комментарии |
| >Хирургические инструменты и расходные материалы | |||
| Большая чашка Петри, | обезглавливание 90 мм VWR | ||
| Маленькая чашка Петри, | VWR | 35 мм для вскрытия VNO, чашка для встраивания в агарозу | |
| Острые большие хирургические ножницы | Fine Science Tools | обезглавливание, удаление нижней челюсти | |
| Прочные костные ножницы | Fine Science Tools | режущие резцы | |
| Средние щипцы, пинцет Dumont #2 | Fine Science Tools | для снятия кожи и неба | |
| Микропружинные ножницы, 8,5 см, изогнутые, лезвия 7 мм | Fine Science Tools | вырезает VNO | |
| Две пары тонких щипцов, пинцет Дюмон #5 | Fine Science Инструменты | для рассечения VNO из хрящевой капсулы | |
| Малый шпатель из нержавеющей стали Fine | Science Инструменты | для работы с агарозным блоком и срезами тканей | |
| Хирургический скальпель | для разрезания агарозного блока в пирамидальную форму | ||
| Name | Company | Каталожный номер | Комментарии |
| Оборудование | |||
| Усилитель | HEKA Elektronik | EPC-10 | |
| Капилляры из боросиликатного стекла (1,50 мм OD/0,86 мм ID) | Научные продукты | ||
| Leica Microsystems | DFC360FX | ||
| Фильтр кубический, возбуждение: BP 450-490, подавление: LP 515 | Leica Microsystems | I3 | |
| Люминесцентная лампа | Leica Microsystems | EL6000 | |
| Нагревательная пластина магнитная мешалка | Snijders | 34532 | |
| Microforge | Микроманипулятор Narishige | MF-830 | |
| Луигс и Neumann | SM-5 | ||
| Съемник микропипеток, вертикальный двухступенчатый | Narishige | PC-10 | |
| Микроскоп | Leica Microsystems | CSM DM 6000 SP5 | |
| Шумоподавление 50/60 Гц (HumBug) | Quest Scientific | ||
| Objective | Leica Microsystems | HCX APO L20x/1,00 Вт | |
| Осциллограф | Tektronik | TDS 1001B | |
| Осмометр | Gonotec | Osmomat 030 | |
| Перфузионная система 8-в-1 | AutoMate Scientific | ||
| pH-метр пять легких | Mettler Toledo | ||
| Банка для хранения пипеток | World Precision Instruments | e212 | |
| Записывающая камера | Луигс и Мини-камера | Slice | |
| Бритвенные лезвия | Wilkinson Sword GmbH | Wilkinson Sword Classic | |
| Кислородная камера для хранения ломтиков; альтернативными коммерческими камерами являются: e., BSK1 Brain Slice Keeper (Digitimer) или предварительная камера (BSC-PC; Warner Instruments) | изготовленный | ||
| стереомикроскоп | Leica Microsystems | S4E | |
| Триггерный интерфейс | HEKA Elektronik | TIB-14 S | |
| Вибратом | Leica Microsystems | VT 1000 S | |
| Водяная баня | Меммерт | WNB 45 |
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Запросить разрешение на повторное использование текста или иллюстраций этой статьи JoVE
Запросить разрешение