Alterações de monitoramento da concentração de cálcio intracelular e eficácia sináptica no Molusco<em> Aplysia</em
Summary
Demonstramos como alterações na concentração do cálcio intracelular livre e eficácia sináptica podem ser monitorizados simultaneamente num gânglio de preparação<em> Aplysia</em>. Nós imagem de cálcio intracelular utilizando um corante fluorescente, o laranja de cálcio, e induzir e controlar a transmissão sináptica, com cortantes (intracelular) eléctrodos.
Abstract
Tem sido sugerido que alterações no cálcio intracelular mediar a indução de um certo número de importantes formas de plasticidade sináptica (facilitação, por exemplo homossináptica significa) 1. Estas hipóteses podem ser testadas simultaneamente monitorizar alterações de cálcio intracelular e alterações na eficácia sináptica. Nós demonstrar como este pode ser realizado através da combinação de imagens com as técnicas de gravação de cálcio intracelulares. Nossos experimentos são realizados em um gânglio vestibular do molusco Aplysia californica. Esta preparação tem um número de características vantajosas, experimentalmente: Ganglia pode ser facilmente removido do Aplysia e experimentos usar neurónios adultos que fazem conexões sinápticas normais e têm uma distribuição normal do canal de iões. Devido à baixa taxa metabólica do animal, e as temperaturas relativamente baixas (14-16 ° C) que são naturais para Aplysia, as preparações são estáveis durante longos períodos de tempo.
> ent "Para detectar alterações de cálcio intracelular livre, vamos utilizar a versão celular impermeante de cálcio Orange 2, que é facilmente" carregado "em um neurônio através de iontoforese. Quando este corante fluorescente de comprimento de onda longo liga ao cálcio, aumenta a intensidade de fluorescência. cálcio Orange tem rápidas propriedades cinéticas 3 e, ao contrário de corantes raciométrica (por exemplo, Fura 2), não requer nenhuma roda de filtros para imagens. É bastante foto estável e menos fototóxica do que outros corantes (por exemplo, fluo-3) 2,4. Assim como todos os não-raciométrica corantes, cálcio Laranja indica alterações relativas na concentração de cálcio. Mas, uma vez que não é possível em conta as variações na concentração de corante, devido às operações de carga e de difusão, que não pode ser calibrado para proporcionar as concentrações de cálcio absolutos.Uma posição vertical, fixo platina do microscópio composto, foi utilizado para os neurónios de imagem com uma câmara CCD capaz de gravação de cerca de 30 quadros por segundo. Em Aplysia esta resolução temporalé mais do que adequada para detectar mesmo um único pico de alteração induzida na concentração de cálcio intracelular. Eletrodos pontiagudos são simultaneamente usado para induzir e gravar a transmissão sináptica em neurônios identificados pré e pós-sináptica. Na conclusão de cada teste, um script personalizado combina eletrofisiologia e dados de imagem. A fim de assegurar a sincronização adequada usamos um pulso de luz a partir de um diodo emissor de luz montado na porta da câmara do microscópio. Manipulação dos níveis de cálcio pré-sinápticos (por exemplo, através da injeção intracelular EGTA) nos permite testar hipóteses específicas, sobre o papel do cálcio intracelular na mediação de várias formas de plasticidade.
Protocol
Discussion
Nós demonstramos técnicas que podem ser usadas para controlar simultaneamente a concentração de cálcio intracelular e avaliar a eficácia da transmissão sináptica. Estas técnicas são úteis para determinar o modo como diversas formas de plasticidade de curto prazo são mediados.
A formação de imagens é realizada com um microscópio de fluorescência e câmara CCD. Estes requisitos equipamentos são relativamente modestos quando comparados com a maioria funcionais de imagem set-up…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
A PHS Grant (MH51393) apoiaram este trabalho. Alguns dos Aplysia usamos são fornecidas pelo Nacional de Recursos para Aplysia, da Universidade de Miami, Grant RR10294 do Centro Nacional de Pesquisa de Recursos, NIH.
Materials
| Reagent Name | Company | Catalogue Number | Comment |
| Calcium Orange | Invitrogen | C-3013 | |
| EGTA | Sigma | E-4378 | |
| Calcium calibration buffer kit | Invitrogen | C-3008MP | useful for testing the sensitivity and dynamic range of the signal |
| Magnesium chloride hexahydrate | Sigma | M0250 | used in 0.33 M solution to anesthetize animal |
Table 1. Reagents used.
| Equipment Name | Company | Comment |
| FN-1 upright fluorescence microscope | Nikon Instruments | with Narishige ITS-FN1 stage |
| NMN-21 manipulators | Narishige | mounted on stage with magnets |
| CoolSNAP HQ2 CCD camera | Photometrics | |
| NIS elements AR (version 3.22) |
Nikon Instruments | imaging software used to acquire fluorescence data |
| 10X/0.3w Plan Fluor objective | Nikon Instruments | this water immersion lens has a very long working distance of 3.5 mm |
| X-Cite 120 PC metal halide lamp | EXFO | used for fluorescence imaging |
| LS-DWL halogen lamp |
Sumica | |
| ET-CY3 filter set | Chroma Technology | |
| Power 1401 A/D converter | Cambridge Electronic Design | sampling was done at 3 kHz |
| Spike II (version 7.07) |
Cambridge Electronic Design | software used to acquire electrophysiology data |
| SEC-10 LX amplifier | NPI electronics | used with a 10X headstage |
| Model 410 amplifier | Brownlee precision | used to amplify and filter the signal |
| WS-4 | minus k Technology | vibration isolation for imaging |
| cooling platform | custom made | brass plate through which ice water is pumped at a variable rate |
Table 2. Equipment used.
References
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