Burada, farklı sinaptik bölmelere ait proteinleri izole etmek için sağlam bir prosedürü temsil eden bir beyin zar fraksiyonasyon protokolünü sunuyoruz.
Bu içeriği görüntülemek için JoVE aboneliğiniz gereklidir. Giriş yapın veya ücretsiz denemenizi bugün başlatın.
Yöntem makalesi
* These authors contributed equally
Burada, farklı sinaptik bölmelere ait proteinleri izole etmek için sağlam bir prosedürü temsil eden bir beyin zar fraksiyonasyon protokolünü sunuyoruz.
Sinaptik protein kompozisyonunun ve fonksiyonunun değerlendirilmesi sinirbiliminde önemli bir zorluk oluşturmaktadır. Bununla birlikte, sinapslarda oluşan sinir iletimini değerlendirmek kolay değildir çünkü dinamik protein-protein etkileşimleri ve fosforilasyon olayları tarafından yüksek derecede düzenlenir. Buna göre, sinaptik bulaşmayı incelemek için herhangi bir yöntem kullanıldığında, bu geçici fizyolojik değişiklikleri korumak temel hedeftir. Burada, farklı sinaptik bölmelere ait proteinleri izole etmek için sağlam bir prosedürü temsil eden bir beyin zar fraksiyonasyon protokolünü sunuyoruz. Başka bir deyişle, protokol, presinaptik, postsinaptik ve extrasinaptik bölmelerden protein zenginleştirmesini gerçekleştirmek için bir biyokimyasal metodoloji açıklamaktadır. Birincisi, sinaptozomlar veya sinaptik terminaller, kesintili bir sükroz gradyeni aracılığıyla tüm sinaptik bölmeleri içeren sinir hücrelerinden elde edilir. Not, bu başlangıç sinaptik zar hazırlığının kalitesi critical. Ardından farklı subynaptik bölmelerin izolasyonu, diferansiyel pH koşullarında hafif deterjanlar kullanılarak hafif çözünürlükle elde edilir. Bu gradyan ve izopiklik santrifüjlerle ayrılmaya izin verir. Son olarak, farklı subjunaptik bölmelerdeki protein zenginleştirmesi ( yani, öncesi, sonrası ve ekstrasinaptik membran fraksiyonları), iyi karakterize edilmiş sinaptik protein işaretleyicileri ( örn., SNAP-25, PSD-95 ve sinaptofizin) kullanılarak imünoblot analizi ile doğrulanır Sırasıyla), böylece belirli bir nöronal proteininin sinaptik dağılımının doğrudan değerlendirilmesini sağlar.
Sinaptik yayın, sinapsın fiziksel bütünlüğüne, Foster ve Sherrington'ın 1897'de erken öngördüğü bir kavrama dayanır. Bu nedenle, hem normal hem de patolojik koşullardaki sinaptik fonksiyonu aydınlatmak için temel sinir iletim bileşenlerini ( örn. Iyon kanalı, reseptör vb. ) Dağılımını anlamak önemlidir. Elektron mikroskobu (EM), prototipik merkezi sinir sistemi (CNS) sinapslarının mevcut ultrastrüktürel görüşüne muazzam katkılarda bulunmuştur. Öyle ki, EM, oldukça düzgün bir mesafeden (~ 25 nm) 2 bir yarık ile ayrılan pre-ve postsinaptik yoğunluklar arasındaki farkları ince bir şekilde belirledi. İlginç olarak, postsinaptik aparat, plazma membranının altında, postsinaptik yoğunluk veya PSD 2 olarak adlandırılan nispeten sürekli, elektron-yoğun bir kalınlaşma sergilemektedir. Tersine, presinaptik cihazda,E süreksiz sitomatrix ağı, sinaptik veziküllerin plazma membran aktif bölgesine 3 hizalanması ve docklanması için gerekli plazma membranının hemen altında düzenlenmiştir. Bu nedenle, EM, yapısal olarak korunmuş SSS sinapsları içindeki protein dağılımını araştırmak için altın deneysel yaklaşımı oluşturmaktadır. Bununla birlikte, elektron mikrografları tarafından sağlanan bilgiler statiktir. Gerçekten de, biriken kanıtlar in vivo sinapsların son derece dinamik olduğunu ve böylece sürekli sinaptik bulaşmada dramatik yapısal değişikliklerin yaşandığını göstermektedir. Buna ek olarak, sinapsların morfolojisi ve bileşimi, farklı CNS bölgelerinde ve gelişim, olgunlaşma, yaşlanma ve nöropatolojik koşulların gelişimi üzerine değişebilir. Genel olarak, fizyolojik koşullarda farklı sinaptik bölmelere ait proteinlerin izole edilmesine odaklanan bir protokol, sinaptik işleyişin daha kapsamlı bir çalışması için değerli bir araçtır.
Burada, farklı sinaptik membran bölmelerinin, yani ekstra, ön ve postsinaptik zar alanlarının hazırlayıcı biyokimyasal zenginleşmesine izin veren, bu tür tamamlayıcı deneysel yaklaşımı açıklıyoruz. Bu membran fraksiyonasyon yöntemi, önce Philips ve ark . (2001) 4 , pre ve postsinaptik aparat içinde oluşan yapışkan etkileşimleri zayıflatan bir pH kaymasına dayalıdır. İlk olarak, pH 6.0'da hafif deterjanlar kullanarak, pre ve postsinaptik aparatı tutan ve çözünürleştirilen ve böylelikle sinaptik kontaklardan ekstraksiyona tabi tutulabilen ekstrasinaptik membran alanından muhafaza edilen adherens kavşağını ayırt etmek mümkündür. Daha sonra, yumuşak deterjanlar varlığında pH'ı 6.0'dan 8.0'a yükseltmek, presynaptik aktif bölgeyi postsinaptik yoğunluğa sıkıca bağlayan adherens bileşkesinin mukavemetini zayıflatır. Bu nedenle, presinaptik bölme öyleYağlanmış ve çoğunlukla korunan postsinaptik yoğunluktan ayrılabilir, çünkü kullanılan deterjan konsantrasyonu çözünürlüğünü arttırmaz 4 . İlginç bir şekilde, fraksiyonasyon etkinliği, sonunda% 90'dan daha yüksek olarak, farklı alt sinaptik belirteçler tarafından teyit edilebilir: i ) presinaptik aktif bölgeden sinaptozomal bağlantılı protein 25 (SNAP-25); Ii ) synaptophysin, extrasinaptik fraksiyondan ( yani, aktif bölge dışındadır ve mikrozomlar dahil); Ve iii ) postsinaptik yoğunluğa göre postsinaptik yoğunluk proteini 95 (PSD-95). Özellikle, bu beyin zar fraksiyonasyon yöntemi başarıyla kullanılmıştır. Buna göre, alfa-amino-3-hidroksi-5-metil-4-izoksazolpropionik asit (AMPA) reseptörleri 5 , adenosin A 1 reseptörü (A 1 R) 6 gibi farklı reseptörlerin alt sinaptik lokalizasyonunu kesin olarak saptamak mümkün olmuştur ,Adenosin A 2A reseptörü (A 2A R) 7 , adenosin trifosfat (ATP) P2 reseptörleri 8 , nikotinik asetilkolin reseptör altbirimleri 9 ve Parkinson hastalığına bağlı reseptör GPR37 10'dur . Bununla birlikte, birtakım sınırlamalar, belirli bir nöronal proteinin sinaptik dağılımının doğru bir şekilde değerlendirilmesini engelleyebilir. Dolayısıyla, bu prosedürde, tüm protokolü tam olarak tanımlamakla kalmamakla birlikte, oldukça fazla miktarda doku, düşük protein verimliliği ve verimliliğin doğrulanması için zorunlu gereksinim gibi dikkate alınması gereken bazı kritik noktaları vurguluyoruz Kesin ayrımı yapmadan önce her ayrım.
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tüm hayvanlara ait deneysel prosedürler, Laboratuar Hayvanlarının Bakımı ve Kullanımı için Rehber 11 ve Avrupa Topluluğunun 86/609 / EEC sayılı kanunları uyarınca, Hayvan Kullanım ve Bakım Komitesi (CEEA) tarafından University of Barcelona tarafından onaylanmıştır. CCE, FELASA ve ARRIVE kuralları. Böylece, fareler gıda ve suya ad libitum erişimi olan standart kafeslerde barındırılır ve kontrollü standart koşullar altında tutulur (7:30 AM, 22 ° C sıcaklık ve% 66 nemden başlayan 12 saat karanlık / hafif döngü).
1. Kesintili Bir Şeker Gradyan Kullanarak Fare Beyin Synaptosomları Alınması
Not: Bu yöntem daha önce 10 bildirildi.
2. Pre-, Post- ve Ekstrasinaptik-izolasyon
3. Membran fraksiyonlamasını doğrulamak için numuneleri immunoblot ile analiz edin
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Tanımlanan metodoloji genel olarak sinirsel proteinlerin alt sinaptik analizi için ve özellikle sinaptik reseptörlerin 5 , 6 , 7 , 8 , 9 izolasyonu ve biyokimyasal olarak karakterize edilmesi için büyük ölçüde kullanılmaktadır. İlginçtir, burada gösterilen temsili sonuç, yetim bir G proteinine bağlı reseptörün, yani Parkinson ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Burada sunulan protokol, herhangi bir beyin bölgesindeki spesifik proteinlerin subsinaptik dağılımının incelenmesi için güçlü bir biyokimyasal araç oluşturur. Bununla birlikte, tekniğin doğasında bulunan ve burada vurgulanmayı hak eden bazı dezavantajlar vardır. Örneğin, ana sınırlamalardan biri, tüm subsinaptik fraksiyonların immünoblot analizini gerçekleştirmek için makul miktarda proteini saflaştırmak için gereken nispeten büyük miktarda dokudur. Bu sorun, sinapsların (yani sinaptozomların) toplam hipokampal ...
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.
Bu çalışma, Ekonomi ve Sürdürülebilirlik Enstitüsü (SAF2014-55700-P, PCIN-2013-019-C03-03 ve PIE14 / 00034) tarafından desteklenen Institucio Catalana de Recerca Estudis Avançats (ICREA Academia-2010) tarafından desteklenmiştir. Ayrıca, X.M, VF-D ve FC, "Nörofarmakoloji ve Ağrı" akredite araştırma grubuna (Generalitat de Catalunya, 2014 SGR 1251) aittir ve FC için Innovatie kapısı Wetenschap en Technologie (SBO-140028) . Bu çalışma aynı zamanda CAPES (Brezilya )'dan FC'ye "Programa Pesquisador Visitante Especial-Ciência sem Fronteiras" tarafından da desteklendi
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.
| Ad | Şirket | Katalog numarası | Yorumlar |
|---|---|---|---|
| Sükroz | Pankreac Quí mica SL, Barselona, İspanya | 1,316,211,211 | |
| CaCl2 | Pancreac Quí mika SL, Barselona, İspanya | 2,112,211,210 | |
| MgCl2· 6H2O | Pankreas Quí mica SL, Barselona, İspanya | 1,313,961,210 | |
| Proteaz inhibitör kokteyl Set III | Millipore, Darmstadt, Almanya | 535140 | |
| Trizma Base | Sigma, St. Louis, MO, ABD | T1503 | |
| Tris-HCl | Pancreac Quí mika SL, Barselona, İspanya | 1,236,541,209 | |
| Triton X-100 | Sigma, St. Louis, MO, ABD | X100 | |
| SDS | Sigma, St. Louis, MO, ABD | L3771 | |
| Gliserol | Sigma, St. Louis, MO, ABD | G5516 | |
| Bromofenol Mavi | Pankreac Quí mica SL, Barselona, İspanya | 1,311,651,604 | |
| Dithiothreitol | Sigma, St. Louis, MO, ABD | D0632 | |
| Tween 20 | Sigma, St. Louis, MO, ABD | P2287 | |
| Yağsız kuru süt | |||
| NaCl | Pancreac Quí mica SL, Barselona, İspanya | 1,216,591,211 | |
| KCl | Pancreac Quí mica SL, Barselona, İspanya | 1,314,941,210 | |
| KH2PO4 | Merck | 4873 | |
| Na2HPO<>sub4 | Pancreac Quí mica SL, Barselona, İspanya | 1,316,781,211 | |
| Temel 20 pH | Crison, Alella, İspanya | ||
| Polytron VDI 12 Uyarlanabilir Homojenizatör | VWR, Radnor, PA, ABD. | ||
| Ultra Şeffaf Tüpler (14x89mm) | Beckman Coulter, Hospitalet de Llobregat, Barcelona | 344059 | Ultrasantrifüj nedeniyle çökmeyi önlemek için tüpler kullanıldığında neredeyse tamamen doldurulmalıdır. |
| Amicon Ultra-15 Santrifüj filtreler Ultracel -10K | Merck Millipore, Darmstadt, Almanya | UFC901008 | |
| Santrifüj 5430R | Eppendorf, Hamburgo, Almanya | ||
| Optima L-90K Ultrasantrifüj | Beckman Coulter, Hospitalet de Llobregat, Barselona | ||
| Sonifier 250 | Branson, Danbury, Connecticut | ||
| Amersham Görüntüleyici 600 | GE Healthcare Europe GmbH, Barselona, İspanya | ||
| Tek Kullanımlık Cam Pastör Pippetes 230 mm | VWR, Radnor, PA, ABD | 612-1702 | |
| Kompakt Balans EK-610 | A& D, Tokyo, Japonya | ||
| Pierce ve ticaret; BCA Protein Test Kiti | Pierce Biyoteknoloji, Rockford, IL, ABD | ||
| SuperSignal batı pico kemilüminesan substrat | Thermo Fisher Scientific Inc., Waltham, MA, ABD | ||
| GR 200 Hassas Terazi | A& D, Tokyo, Japonya | ||
| Anti-GPR37 | Francisco Ciruela Laboratuvarı'nda üretilen ve doğrulanan ev yapımı antikor anti-GPR37. | 0.250 & mu'luk bir nihai konsantrasyonda kullanılan birincil antikorlar; g / mL | |
| Anti-SNAP-25, anti-PSD-95, anti-sinaptofizin | Abcam, Cambridge, Birleşik Krallık | 1: 10.000 | |
| HRP konjuge keçi anti-fare IgG Thermo | Fisher Scientific, Waltham, MA, ABD'de | İkincil antikor seyreltilmiş 1: 10.000 | |
| HRP konjuge keçi anti-tavşan IgG | Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, ABD. | İkincil antikor 1:30.000 seyreltilmiş |
Erişim kısıtlı. Bu içeriği görüntülemek için lütfen giriş yapın veya deneme sürümünü başlatın.