A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
التحلل الضوئي للمركبات في قفص يسمح للإنتاج زيادات سريعة ومحلية في مختلف تركيز المركبات النشطة من الناحية الفسيولوجية. هنا ، وتبين لنا كيفية الحصول على التصحيح ، المشبك التسجيلات جنبا إلى جنب مع التحليل الضوئي في مخيم في قفص أو قفص كاليفورنيا لدراسة تنبيغ الشمية في الخلايا العصبية الشمية فصل الماوس الحسية.
التحلل الضوئي للمركبات في قفص يسمح للإنتاج زيادات سريعة ومحلية في مختلف تركيز المركبات النشطة فسيولوجيا 1. المركبات التي هي عبارة عن جزيئات في قفص خاملة من الناحية الفسيولوجية عن طريق قفص الكيميائية التي يمكن كسرها ومضة من الضوء فوق البنفسجي. هنا ، وتبين لنا كيفية الحصول على التصحيح ، جنبا إلى جنب مع تسجيلات المشبك التحلل الضوئي للمركبات في قفص لدراسة تنبيغ الشمية في الخلايا العصبية الشمية فصل الماوس الحسية. عملية تنبيغ الشم (الشكل 1) يحدث في الخلايا العصبية الحسية الأهداب الشمية ، حيث ملزم لمستقبلات الرائحة يؤدي إلى زيادة في مخيم الذي يفتح بوابات دوري النوكليوتيدات (CNG) قنوات 2. كاليفورنيا الدخول من خلال القنوات CNG تنشيط قنوات الكالسيوم تنشيط الكلورين. نعرض كيفية فصل الخلايا العصبية من الماوس ظهارة شمية (3) وكيفية تفعيل قنوات الغاز الطبيعي المضغوط أو تنشيط قنوات الكالسيوم الكلور بواسطة التحلل الضوئي في مخيم قفص 4 أو 5 في قفص كا </ سوب>. نستخدم مصباح فلاش 6،7 لتطبيق ومضات الأشعة فوق البنفسجية إلى المنطقة الهدبية إلى مخيم uncage أو الكالسيوم في حين تؤخذ التصحيح ، المشبك تسجيلات لقياس التيار في تكوين الجهد المشبك خلية كاملة 11/08.
1. Instrumentation
2. Preparing solutions
Dissection
Patch-clamp recording solutions
Extracellular solutions
Intracellular solutions
Always prepare and use caged compound solutions in dim light to avoid degradation of caged compounds from ambient light. Protect containers from light using aluminum foil.
Caged cAMP:
Caged Ca:
We prepare intracellular solutions containing 3 mM DMNP-EDTA5 50% loaded with 1.5 mM Ca.
Notes: During experiments, protect caged compound solutions from light using aluminum foil and keep them on ice. Sterile filter the intracellular solution.
3. Dissociation of mouse olfactory sensory neurons
Animals were handled in accordance with the Italian Guidelines for the Use of Laboratory Animals (Decreto Legislativo 27/01/1992, no. 116) and European Union guidelines on animal research (No. 86/609/EEC).
4. Recording
5. Representative results:
You should be able to produce local uncaging of caged cAMP or of caged Ca in the ciliary region of an isolated olfactory sensory neuron and record the current response in the whole-cell voltage-clamp configuration.
Figure 4 shows a typical inward current elicited by a UV flash producing photolysis of caged cAMP, recorded at a voltage of -60 mV in the presence of an extracellular low Ca Ringer’s solution. In this condition the inward current is due to Na entry through CNG channels. The rising phase of the current was fast and was fitted by a single exponential function with a time constant of 3.4 ms.
Figure 5A-B show the responses of another olfactory sensory neuron in low Ca and in Ringer’s solution with 1mM Ca. The rising phase of the current at -60 mV became much slower and multiphasic (Figure 5 A-B). This is due to the action of Ca entering the cilia through CNG channels and activating a secondary Cl current10. The earlier cationic current component, due to activation of CNG, is smaller in 1mM Ca Ringer solution than in low Ca solution because of the block due to the permeating Ca ions that reduce the overall current.
Another way to reduce the increase of Ca in the cilia is to clamp the neuron at +60 mV (Figure 5 C-D). The rising phase of the response due to cAMP uncaging at +60 mV was well described by a single exponential with a time constant of 6.7 ms, indicating the presence of only one current component.
By photoreleasing Ca inside the cilia of an olfactory sensory neuron you should be able to measure a rapidly rising current. This current is carried by Cl ions. Figure 6 A shows inward currents at -50 mV induced by photorelease of caged Ca in response to UV flashes of different intensities. The rising phase of the Ca-activated Cl currents was well described by a single exponential with time constants varying between 3.8 to 5 ms (Figure 6 B).
Figure 1. Olfactory transduction in the cilia of olfactory sensory neurons. Odorant molecules bind to odorant receptors (OR) activating a G protein that in turns activates adenylyl cyclase (ACIII) producing an intracellular increase in cAMP. cAMP opens cyclic nucleotide-gated (CNG) channels allowing the entry of Na and Ca ions. The intracellular Ca increase activates Ca-activated Cl channels. Caged cAMP or caged Ca can be introduced in the cilia diffusing through a patch pipette. A flash of UV light produces photolysis of the caged compound (Modified, with permission, from Pifferi et al. 20062).
Figure 2. The patch-clamp recording and flash photolysis system. The set-up components include a patch-clamp amplifier, a computer, a digitizer, an epifluorescence microscope, a Xenon flash lamp, a CCD camera and a monitor. Blue and violet lines indicate respectively the visible and UV light path.
Figure 3. Xenon flash lamp. (A) Light source used for flash photolysis of caged compounds. (B) Photodiode module used to evaluate the intensity of the light flash. (C) The light guide from the flash lamp was connected to the input of the photodiode and the output was visualized onto an oscilloscope. One of the three available capacitance values (C1, C2 or C3) was selected on the front panel switch of the flash lamp and the voltage was changed turning the knob on the front panel. The output voltage from the photodiode in response to different flash intensities was plotted versus the applied voltage for each capacitance value: C1 = 1000 μF, C2 = 2000 μF, or C3 = 3000 μF. A 600 μm diameter light guide was used.
Figure 4. Patch-clamp recording in response to photolysis of caged cAMP in low extracellular Ca solution. (A) Whole-cell current response induced in an isolated olfactory sensory neuron by photolysis of caged cAMP localized to the cilia. A UV flash was released at the time indicated by the arrow. The holding potential was -60 mV. (B) The current rising phase was well fitted with a single exponential function (dotted line) with a time constant of 3.4 ms.
Figure 5. Current responses induced by photolysis of caged cAMP in low Ca and in Ringer solutions. (A) An olfactory sensory neuron was bathed in Ringer solution containing 1 mM Ca or in low Ca solution at the holding potential of -60 mV. A UV flash was released at the time indicated by the arrow. (B) Current responses plotted on an expanded timescale showed a multiphasic rising phase in Ringer, while the rising phase was well fitted with a single exponential function (dotted line) with a time constant of 3.5 ms for the response recorded in low Ca solution. (C) Currents responses from the same neuron shown in (A) bathed in Ringer’s solution at the holding potential of -60 and +60 mV. (D) Current responses plotted on an expanded timescale displayed a multiphasic rising phase at -60 mV, whereas at +60 mV the rising phase was well fitted by a single exponential with a time constant of 6.7 ms (dotted line).
Figure 6. Responses to photolysis of caged Ca. (A) Whole-cell currents induced by photolysis of caged Ca at -50 mV. UV flashes were released at the time indicated by the arrow. Flash intensities were varied with neutral density filters. (B) Expanded timescale shows the rapid increase in the current after Ca photorelease. Currents were well fitted by a single exponential function (dotted lines), with time constants of 5, 4.8, 3.8 ms. (Reproduced, with permission, from Boccaccio & Menini, 200710).
فلاش التحلل الضوئي للمركبات في قفص جنبا إلى جنب مع التصحيح ، المشبك التسجيلات هي تقنية مفيدة للحصول على القفزات السريعة والمحلية في تركيز الجزيئات النشطة من الناحية الفسيولوجية داخل وخارج الخلايا. وتم تصنيع عدة أنواع من compounds1 في قفص ، ويمكن تطبيق هذه التقنية لمختلف ...
الإعلان عن أي تضارب في المصالح.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
معدات | شركة | فهرس العدد | تعليقات |
---|---|---|---|
محول فلاش مصباح على حدة المجهر | راب الكتروضوئي | FlashCube 70 | |
الجدول الهواء | TMC | MICRO - G 63-534 | |
التحويل الرقمي | محوار الآلات | Digidata 1322A | |
الحصول على البيانات برمجيات | محوار الآلات | pClamp 8 | |
تحليل البيانات برمجيات | WaveMetrics | ايجور | |
مرآة للمحول وحدة | راب الكتروضوئي | M70/100 | |
القطب حامل | محوار الآلات | 1 - HL - U | |
قفص فاراداي | أدلى مخصص | ||
تصفية المكعب | اوليمبوس | U - MWU | فلتر إزالة الإثارة |
مصباح فلاش | راب الكتروضوئي | JML - C2 | |
ملقط دومون # 55 | العالم آلات دقيقة | 14099 | |
الزجاج الشعيرات الدموية | العالم آلات دقيقة | PG10165 - 4 | |
الزجاج قاع الطبق | العالم آلات دقيقة | FD35 - 100 | |
منار | اوليمبوس | تسليط الضوء على 3100 | |
المقلوب المجهر | اوليمبوس | IX70 | |
Micromanipulators | وLuigs نيومان | أنا SM | |
Micropipette بولير | Narishige | PP - 830 | |
رصد | HesaVision | MTB - 01 | |
مرشحات الكثافة محايدة | أوميغا البصرية | يختلف | |
الهدف 100X | زايس | Fluar 440285 | اما زايس أو Olympuق |
الهدف 100X | اوليمبوس | UPLFLN 100XOI2 | اما زايس أو أوليمبوس |
الضوئية فوق البنفسجية shortpass التصفية | راب الكتروضوئي | SP400 | |
التصحيح ، المشبك مكبر للصوت | محوار الآلات | Axopatch 200B | |
الصورة ديود الجمعية | راب الكتروضوئي | المساعد الشخصي الرقمي | |
الكوارتز ضوء دليل | راب الكتروضوئي | يختلف | نستخدم قطرها 600 ميكرون |
أسلاك الفضة | العالم آلات دقيقة | AGT1025 | |
الفضة الأرض بيليه | نذير الصكوك | 64-1309 | |
قوس مصباح زينون | راب الكتروضوئي | JML - XBL |
الكاشف | شركة | فهرس العدد |
---|---|---|
BCMCM - cAMP في قفص | BioLog | B016 |
ألبومين المصل البقري (BSA) | سيغما | A8806 |
CaCl2 القياسية حل 0.1 M | Fluka | 21059 |
قفص كاليفورنيا : DMNP - EDTA | Invitrogen | D6814 |
السيستين | سيغما | C9768 |
كونكانافالين الخامس نوع (كونا) | سيغما | C7275 |
CSCL | سيغما | C4036 |
DMSO | سيغما | D8418 |
أنا الدناز | سيغما | D4527 |
EDTA | سيغما | E9884 |
EGTA | سيغما | E4378 |
جلوكوز | سيغما | G5767 |
HEPES | سيغما | H3375 |
بوكل | سيغما | P3911 |
KOH | سيغما | P1767 |
Leupeptin | سيغما | L0649 |
MgCl2 | Fluka | 63020 |
غراء | سيغما | P3125 |
بولي - L - يسين | سيغما | P1274 |
كلوريد الصوديوم | سيغما | S9888 |
هيدروكسيد الصوديوم | سيغما | S5881 |
NaPyruvate | سيغما | P2256 |
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request PermissionThis article has been published
Video Coming Soon
Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved