A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.
Method Article
אנו מתארים של assay אופטי עבור שלפוחית סינפטית (SV) מיחזור בנוירונים בתרבית. שילוב פרוטוקול זה עם תרביות תאים כפול לבטא סמן presynaptic וחלבון עניין מאפשר לנו לאתר אתרי presynaptic, שלהם שלפוחית סינפטית מיחזור קיבולת, ולקבוע את תפקידו של החלבון עניין.
ב- active presynaptic קצות עצבים היקפיים, הסינפטיות עוברים מחזורים של מסכות, אנדוציטוזה. במהלך מיחזור, התחומים luminal של חלבונים transmembrane SV הופכים חשופים על פני התא. אחד החלבונים האלה הוא Synaptotagmin-1 (Syt1). נוגדן נגד תחום luminal של Syt1, פעם נוספו המדיום תרבות, הוא נלקח במהלך מחזור exo-endocytotic. זו תפיסה פרופורציונלית לכמות SV מיחזור, ניתן לכמת דרך immunofluorescence. כאן, אנו משלבים את ספיגת נוגדן Syt1 עם תרביות תאים כפול של נוירונים בהיפוקמפוס בתרבית. זה מאפשר לנו (1) בתרגום אתרי presynaptic המבוססים על ביטוי של סמן רקומביננטי presynaptic Synaptophysin, (2) לקבוע את הפונקציונליות שלהם באמצעות ספיגת Syt1 ו- (3) לאפיין את המיקוד ואת ההשפעות של חלבון של עניין, GFP-Rogdi.
לומד שלפוחית סינפטית מיחזור חשוב בקביעת כיצד לשנות מאפיינים presynaptic, במהלך הפלסטיות הסינפטית או בתגובה ההפרעות בתפקוד סינפטית. נוגדן ספיגת לומד Synaptotagmin-1 (Syt1) מספק שיטה אחת של מד-SV מיחזור. Syt1 הוא חלבון SV-הקשורים משמש חיישן2 + Ca, הוא הכרחי עבור שחרור exocytotic של הנוירוטרנסמיטר1,2. . זה חלבון טראנסממברנלי עם תחום cytoplasmic C-מסוף מחוץ ה-SV, תחום luminal של N-מסוף בתוך SV3... במהלך אקסוציטוזה, תחום luminal של Syt1 הופך להיות חשוף למדיום החיצוני. למדיום החיצוני זה, אנו מוסיפים נוגדנים נגד קבוצת המחשבים cytoplasmic, אשר הופך הפנימו במהלך אנדוציטוזה. נוגדנים אלו יכולים להיות שגם מראש מצומדת עם fluorophores או immunostained עם נוגדנים משניים4,5,6,7. עוצמת קרינה פלואורסצנטית immunosignal שנוצר הוא יחסי לסכום של SV מיחזור. גישה זו יכול לשמש כדי לקבוע SV מכוננת והן דפולריזציה-induced מיחזור6,8.
מבחני ספיגת Syt1 יכול להתבצע לאחר העברה גנטית וירוס בתיווך על כמעט כל התאים בצלחת או לאחר תרביות תאים דליל של מספר קטן של תאים. השיטה שלנו משלב וזמינותו עם תרביות תאים זוגיים דלילה של נוירונים בהיפוקמפוס העיקרי באמצעות סידן פוספט9. אנו משתמשים חלבון רקומביננטי סמן ידוע לצבור ב presynapses, Synaptophysin fluorescently מתויגות, לאיתור מסופי presynaptic של overexpress שלנו חלבון של עניין, Rogdi. זה מאפשר לנו לבדוק אם לאו Rogdi מטרות פונקציונלי synapses ומשפיע SV מיחזור. הגן קידוד Rogdi זוהה במקור ב מסך למוטאנטים דרוזופילה מאופיין זיכרון לקוי10. בבני אדם, מוטציות בגן Rogdi לגרום מחלה נדירה ולא הרסניות הנקראת תסמונת Kohlschütter-Tönz. חולים הסובלים אמייל השיניים מומים pharmacoresistant אפילפסיה, העיכובים psychomotor; עם זאת, ההתאמה subcellular של המוצר הגן נשאר חמקמק11. לפיכך, וזמינותו ספיגת Syt1 סיפק ראיות מפתח עבור ההתאמה של GFP מתויג Rogdi הסינפסות פונקציונלי9.
טכניקה זו ספיגת יש מספר יתרונות. ראשית, SV מיחזור יכול להיות שנצפו הן בזמן אמת על ידי ביצוע חי7,הדמיה12, ואחרי קיבוע6,9 על ידי מדידת עוצמת קרינה פלואורסצנטית של התווית זריחה Syt1. בנוסף, פותחו גרסאות שונות של נוגדן Syt1. ישנם גרסאות לא מתויגות ניתן שכותרתו עם נוגדנים משניים בעקבות פרוטוקול סטנדרטי immunostaining לאחר קיבוע, וכל הווריאנטים מצומדת מראש עם תווית פלורסצנטיות כבר מצורף. לבסוף, זריחה נוגדן מבוססי היא יתרון בשל מבחר עשיר של צבעים משניים או מצומדת זמינים מסחרית שניתן להשתמש בהם.
כאשר תיקון ו immunostaining הנוירונים, זה גם אפשרי כתם חלבונים נוספים ולבצע ניתוח colocalization. זה יכול לעזור לקבוע היכן הם ממוקמים ביחס SVs מיחזור. האינטנסיביות של התווית פלורסצנטיות היא מדד ישיר של כמות SV מיחזור. בנוסף, הנוגדנים באופן סלקטיבי תווית מבנים המכילים Syt1, וכתוצאה מכך ירידה לפרטים גבוה מעט רקע זריחה4. פרוטוקולים גירוי שונות יכולות לשמש, כגון מאגרי דפולריזציה או גירוי חשמלי פרוטוקולים9,12,13,14. עם זאת, מיחזור SV הבזליים ניתן למדוד ללא גירוי של תרבויות עצביים15.
השיטה שלנו מטפל באופן ספציפי Syt1 ספיגת נוגדן בנוירונים transfected כפול עם נוגדן משני immunolabeling לאחר קיבוע. עם זאת, אנו מתייחסים כל הווריאציות בשימוש שגרתי של וזמינותו בדיון שלנו לתת לצופים הזדמנות להתאים הפרוטוקול לצרכים הספציפיים.
אין מחקרים עם בעלי חיים נערכו. ניסויים המערבות בעלי חיים לאללה לקבל תא תרבויות אושרו על ידי רשויות מקומיות להגנת בעלי חיים (Tierschutzkommission der Universitätsmedizin גטינגן) תחת האישור למספר T10/30. הניסויים נערכו עם הפרוטוקולים המאושרים.
1. תרבית תאים בהיפוקמפוס ראשי
2. תקנים
הערה: הפרוטוקול הבא מתייחס כפול-תרביות תאים עבור 3 בארות. עם זאת, הפרוטוקול פועלת בצורה הטובה ביותר כאשר כמויות מספיקות עבור 4 בארות מוכנים.
3. Syt1 ספיגה ולניתוח
הערה: הפרוטוקול הבא חל על תפיסה 3 בארות. דפולריזציה של כל מספר אחר של בארות, להתאים את הכמויות בהתאם.
4. Immunocytochemistry
5. ניתוח מיקרוסקופי
6. ניתוח סטטיסטי
תוצאה צפויה של גישה זו היא איתור כ 50 transfected כפול נוירונים לכל coverslip ב צפיפות של נוירונים 50,000 לכל טוב. הפעולה באקסון של הנוירון כל צפוי להראות נקודות חמות מרובות של מתויג fluorescently הצטברות Synaptophysin, ומציין אשכולות ofSVs. באתרים presynaptic תפקודית, האות Synaptophysin רקומביננטי colocalizes עם זריח...
ישנם שלושה מבחני בשימוש שגרתי ללמוד שלפוחית סינפטית (SV) מיחזור. השניים הראשונים כוללים את השימוש) styryl פלורסנט צבענים כמו FM1-43 (אשר לשלב ממברנות נלקחים לתוך organelles במהלך אנדוציטוזה, משתחררים לאחר אקסוציטוזה); ו- b) fluorescently מתויג חומרים SV (אשר, על ביטוי, לשלב מכונות מיחזור proteinaceous). אם fluorophores מצורף...
המחברים אין לחשוף.
אנו מודים אירמגרד וייס לסיוע טכני מומחה. עבודה זו נתמכה על ידי DFG באמצעות האשכול המצוינות מיקרוסקופ במטווח ננומטר ופיזיולוגיה מולקולרית של המוח (CNMPB, B1-7, סמטת).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
B27 | Gibco | 17504-044 | |
BSA | Sigma | A7030-50g | |
CaCl2 | Sigma-Aldrich | C3306-100g | |
CoolSNAP HQ2 | Photometrics | ||
dH2O | Invitrogen | 15230 | |
DABCO | Merck | 8.03456.0100 | |
donkey anti mouse Alexa 647 | Jackson-Immunoresearch | 715605151 | antibody |
DMEM | Invitrogen | 41966 | |
DPBS | Gibco | 14190 | |
Eppendorf tubes | Eppendorf | 30120094 | |
multiwell 24 well | Fisher Scientific | 087721H | |
tube (50 mL) | Greiner Bio-One | 227261 | |
FBS superior | BiochromAG | S0615 | |
Glucose | Merck | 1,083,421,000 | |
HBSS | Invitrogen | 14170 | |
HEPES | Sigma | H4034-500g | |
Hera Cell 150 (Inkubator) | ThermoElectron Corporation | ||
KCL | Sigma-Aldrich | P9541-500g | |
L-Glutamin | Gibco | 25030 | |
MgCl2 | Honeywell | M0250-500g | |
microscope slides | Fisher Scientific | 10144633CF | |
Microsoft Excel | Microsoft | ||
Mowiol4-88 | Calbiochem | 475904 | |
NaCl | BioFroxx | 1394KG001 | |
Na2HPO4 | BioFroxx | 5155KG001 | |
Neurobasal | Invitrogen | 21103049 | |
OpenView Experiment Analysis Application | Free software, see comments | written by Noam E. Ziv, Technion – Israel Institute of Technology, Haifa, Israel | |
PBS (10x) | Roche | 11666789001 | |
Optimem | Invitrogen | 31985 | |
Penstrep | Gibco | 15140-122 | |
PFA | Sigma | P6148-1kg | |
safety hood | ThermoElectron | Serial No. 40649111 | |
Sucrose | neoFroxx | 1104kg001 | |
Synaptotagmin1 | Synaptic Systems | 105311 | mouse monoclonal; clone 604.2 |
Triton X-100 | Merck | 1,086,031,000 | |
Vortex Genius 3 | IKA | 3340001 | |
Water bath | GFL | 1004 | |
Zeiss Observer. Z1 | Zeiss |
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