Articolo metodologico

Preparazioni e protocolli per l'intera cella Patch Clamp registrazione dei neuroni Tectal Xenopus laevis

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DOI:

10.3791/57465

15 marzo 2018

In questo articolo

Sommario

In questa carta, discutiamo tre preparazioni di cervello usate per la registrazione di tutta la cella patch clamp per studiare il circuito retinotectal di girini di Xenopus laevis . Ogni preparazione, con i suoi specifici vantaggi, contribuisce alla trattabilità sperimentale il girino di Xenopus come modello per studiare la funzione del circuito neurale.

Abstract

Il circuito di retinotectal girino di Xenopus , comprende le cellule retiniche del ganglio (RGCs) nell'occhio che formano le sinapsi direttamente sui neuroni nel tectum ottica, è un modello popolare di studiare circuiti neurali come auto-assemblarsi. La capacità di svolgere tutta la cella le registrazioni del morsetto di patch da neuroni tectal e per registrare le risposte evocate RGC, entrambi in vivo o usando una preparazione di tutto il cervello, ha generato un grande corpo dei dati ad alta risoluzione circa i meccanismi di fondo normale e anormale, circuito formazione e funzione. Qui descriviamo come eseguire la preparazione in vivo , la preparazione originale di tutto il cervello, e più recentemente sviluppato preparazione di fetta di cervello orizzontale per ottenere le registrazioni a cellula intera patch clamp da neuroni tectal. Ogni preparazione ha vantaggi unici sperimentali. La preparazione in vivo permette di registrare la risposta diretta dei neuroni tectal agli stimoli visivi proiettato sull'occhio. Permette la preparazione di tutto il cervello per gli assoni RGC deve essere attivata in modo altamente controllato, e la preparazione di fetta di cervello orizzontale permette la registrazione da attraverso tutti gli strati del tectum.

Introduzione

Il circuito di retinotectal è il componente principale del sistema visivo anfibio. Si compone di RGCs nell'occhio, che proiettano i loro assoni al tectum ottica dove formano connessioni sinaptiche con neuroni postsinaptici tectal. Il circuito di retinotectal girino Xenopus è un popolare modello di sviluppo per studiare la funzione e la formazione di circuiti neurali. Ci sono molti attributi del circuito retinotectal di questo girino che lo rendono un potente modello sperimentale1,2,3. Un attributo importante e il focus di questo articolo, è la capacità di effettuare ....

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Protocollo

Tutti i metodi descritti qui sono stati approvati dal istituzionale Animal Care e uso Committee (IACUC) dell'Università del Wyoming. Tutte le procedure, comprese le registrazioni elettrofisiologiche, sono effettuate a temperatura ambiente, circa 23 ° C. Tutti i metodi descritti qui sono ottimizzati per la registrazione di neuroni tectal da girini tra fase inerente allo sviluppo 42 e 49 (rappresentata nel secondo Neiuwkoop e Faber15).

1. preparazione in Vivo

  1. Anestetizzare il girino.
    1. Posizionare il girino in un piccolo piatto di Petri contenente soluzione di Steinberg con 0.01% MS-222 per cir....

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Risultati

Per registrare le risposte evocate luce un lampo di tutto il campo di luce viene proiettato la retina, mentre la risposta risultante viene registrata da singoli neuroni tectal (Figura 4A). Questo particolare protocollo è progettato per misurare sia la risposta del neurone alla luce accensione ("On" risposta) e quindi spegnendo 15 s più tardi per misurare la "risposta fuori." Neuroni tectal esibiscono tipicamente robusto e disattivare le rispo.......

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Discussione

Tutti i metodi descritti in questo lavoro sono ottimizzati per la registrazione di neuroni tectal da girini tra fase inerente allo sviluppo 42 e 49 (rappresentata nel secondo Neiuwkoop e Faber15). Dalla fase 42, i girini sono sufficientemente grandi e sufficientemente sviluppati affinché i perni degli insetti possono essere posizionati su entrambi i lati del cervello per le registrazioni in vivo e di eseguire la dissezione del cervello intero. Nelle fasi precedenti, quando i girini sono e.......

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Dichiarazioni

Gli autori non hanno nulla a rivelare.

Ringraziamenti

Supportato dalla concessione NIH SBC COBRE 1P20GM121310-01.

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Materiali

Elenco dei materiali utilizzati in questo articolo
NomeAziendaNumero di catalogoCommenti
Stemi Stereo 508Zeiss495009-0006-000 Microscopio da dissezione
MS-222 "Tricane"FinquelARF5GAnestetico generale anfibio
Cloruro di sodio (NaCl)Fisher ScientificS271-3Utilizzato per preparare la soluzione di Stienberg e la soluzione esterna
Cloruro di potassio (KCl)Fisher ScientificP217-500Utilizzato per preparare la soluzione di Stienberg e la soluzione esterna
HEPESSigma-AldrichH3375-1KGUtilizzato per preparare la soluzione di Stienberg e la soluzione esterna
Tetrairato di nitrato di calcio (Ca(NO3)&toro; 4H2O)Sigma-Aldrich237124-500GUtilizzato per preparare la soluzione di Stienberg   
Solfato di magnesio (MgSO4)Mallinckrodt Chemicals6066-04Utilizzato per preparare la soluzione di Steinberg
Cloruro di calcio (CaCl2)Sigma-AldrichC5080-500GUtilizzato per preparare la soluzione di registrazione esterna
Cloruro di magnesio (MgCl2)J.T. Baker2444-01Utilizzato per preparare la soluzione di registrazione esterna
D-glucosio anidroMallinckrodt Sostanze chimiche6066-04Utilizzato per preparare la soluzione di registrazione esterna
Tubocurarina cloridrato pentaidratoSigmaT2379Antagonista nicotinico del recettore dell'acetilcolina
Perni per insetti Strumenti discienza fine 26002-10Perni in acciaio inossidabile di diametro 0,1 mm Kit
elastomero siliconico Sylgard 184Dow Corning761028Kit monomero e agente indurente prepesato
Piastra di Petri sterile in polistirene - 60x15mmFisher ScientificAS4052Piccole piastre di Petri
Ago PrecisionGlide 25Gx5/8 (0,5 mm X 16 mm)BD305122Aghi per siringhe
1mL Slip Tip Siringa di tubercolina BD309659Siringhe sterili monouso Pipetta in
vetro borosilicatoStrumento SutterBF150-86-10HPTirato secondo le specifiche desiderate utilizzando la macchina per l'estrazione delle pipette
Estrattore per micropipette fiammeggiante/marroneSutter InstrumentsP-97Fabbrica micropipette per la registrazione elettrofisiologica
Kimwipes SalvietteKimtech Kimberly-Clark34120Delicate
Axon Instruments MultiClamp 700B Headstage CV-7BMolecular Devices1-CV-7BPinza amperometrica e pinza di tensione
Headstage MP-285 Manipolatore motorizzato con controller da tavoloSutter InstrumentMP-285/TControllo per headstage su impianto di elettrofisiologia
LED accoppiato a fibra (verde)ThorlabsM530F2Cavo in fibra ottica abbinato a LED verde
Elettrodo bipolare a grappolo (25µ FHC30207Elettrodo stimolante bipolare
Stimolatore ISO-FlexA.M.P.I. (Israele) Contatta il produttoreIsolatore di stimolo flessibile
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Digidata 1322A digitalizzatoreMolecular Devices2500-135Sistema di acquisizione dati per la registrazione elettrofisiologica
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Riferimenti

  1. Pratt, K. G., Khakhalin, A. S. Modeling human neurodevelopmental disorders in the Xenopus tadpole: from mechanisms to therapeutic targets. Dis. Model Mech. 6, 1057-1065 (2013).
  2. Pratt, K. G. Finding Order in Human Neurological Disorder Using a Tadpole. Curr. Pathobio. Rep. 3 (2), 129-136 (2015).
  3. Liu....

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