Siamo grati al Dipartimento di Fisiologia e membrana Biologia, Università di California Davis per averci fornito servizi e un ambiente eccellente per lo studio dei canali ionici.

1. Preparazione di riposo linfociti T umani <ol><li> Utilizzando Cocktail RosetteSep umani arricchimento cellule T e Medium Density RosetteSep, purificare le cellule T da campioni di sangue umano secondo le istruzioni del produttore. La popolazione cellulare risultante dovrebbe contenere 95% di cellule T CD3 + riposo. Noi purificare i linfociti T umani da campioni di sangue periferico raccolti da volontari sani in conformità al protocollo approvato dal Consiglio di UC Davis interno Review. </li><li> Dopo l&#39;isolamento, risospendere riposo le cellule T ad una densità di 0,5 x 10 6 cellule / ml nel terreno di coltura contenente RPMI-1640 medium con la glutamina e HEPES, integrati da siero di vitello fetale del 10%, 2% GlutaMAX-I, 1% RPMI 1640 vitamina soluzione, 1% RPMI 1640 aminoacidi soluzione, piruvato di sodio 1% e 0,03% β-mercaptoetanolo. </li><li> Luogo sospensione di cellule in fiasche di coltura cellulare e di mantenere a 37 ° C in un incubatore umidificato al 5% di CO 2 fino a 24 ore prima dell&#39;esperimento. </li></ol> 2. Preparazione della Camera di registrazione <ol><li> I seguenti sono necessari per preparare camere di registrazione: a) al silicio O-ring, b) rotondo, 25 mm coprioggetto pulito con etanolo al 70% e distillata H 2 O, c) miscelato Sylgard184, preparati secondo le istruzioni del produttore e d) due 60 x 15 mm Petri. </li><li> Luogo ~ 0,5 mL di misto Sylgard184 in un 60x15 mm piastra di Petri. </li><li> Immergere la parte inferiore della O-ring nel pinze Sylgard184 utilizzando. </li><li> Rimuovere l&#39;eccesso Sylgard184 dal bordo della O-ring mettendo l&#39;O-ring su una superficie pulita, come un altro piatto di Petri. </li><li> Posizionare l&#39;anello sul coprioggetto e premere verso il basso. </li><li> Curare la Sylgard184 dal riscaldamento delle camere a 85 ° C per 40-60 minuti o fino a quando il Sylgard184 è polimerizzato. </li><li> Memorizzare le camere di registrazione in un contenitore privo di polvere. </li></ol> 3. Preparazione del Pipette Patch <ol><li> Il giorno dell&#39;esperimento, tirare pipette con diametro punta ~ 2-micron utilizzando vetro capillari e un estrattore pipetta. Utilizziamo tubi in vetro borosilicato con filamento (OD: 1,5 mm e ID: 1,10 mm). Pipette conservare in un luogo privo di polvere. </li><li> Cappotto puntali con Sylgard184 o HIPEC rivestimento protettivo Semiconductor R6101, secondo una procedura standard 9. </li><li> Delicatamente fuoco lucidare le pipette prima dell&#39;esperimento. </li></ol> 4. Patch Morsetto Preparazione installazione <ol><li> Configurare e salvare le macro per la formazione gigaseal nel software di controllo del vostro patch-clamp amplificatore. Usiamo un EPC-10 amplificatore supportata da Windows XP e software Pulse per l&#39;acquisizione dei dati. Abbiamo impostato il &quot;set-up&quot;, &quot;a-cella&quot;, e &quot;a cellula intera&quot; macro secondo la EPC-10 manuale e utilizzarli per tutti gli esperimenti. </li><li> Preparare le soluzioni di bagno e soluzioni pipetta elencati nella tabella 1 prima l&#39;esperimento e conservarli a 4 ° C per un massimo di 1 settimana. </li></ol><table border="1"><tbody><tr><td> Prodotti chimici </td><td colspan="3"> Soluzioni per vasca da bagno (mM) </td><td> Soluzioni pipetta (mM) </td></tr><tr><td></td><td> # 1 </td><td> # 2 </td><td> # 3 </td><td></td></tr></tbody><tbody><tr><td> CH 3 SO 3 Na </td><td> 130 </td><td> 110 </td><td> 125 </td><td> - </td></tr><tr><td> NaCl </td><td> 2 </td><td> 4 </td><td> 5 </td><td> - </td></tr><tr><td> Ca (OH) 2 </td><td> - </td><td> 20 </td><td> - </td><td> - </td></tr><tr><td> MgCl 2 </td><td> 3 </td><td> 1 </td><td> - </td><td> 5 </td></tr><tr><td> MgSO 4 </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> 2 </td></tr><tr><td> HEPES </td><td> 10 </td><td> 10 </td><td> 10 </td><td> 15 </td></tr><tr><td> HEDTA </td><td> - </td><td></td><td> 10 </td><td> - </td></tr><tr><td> EDTA </td><td> - </td><td> - </td><td> 1 </td><td> - </td></tr><tr><td> Cs-aspartate </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> 125 </td></tr><tr><td> Bapta </td><td> - </td><td> - </td><td> - </td><td> 12 </td></tr><tr><td> Glucosio </td><td> 10 </td><td> 10 </td><td> 10 </td><td> - </td></tr></tbody></table> Tabella 1. Soluzioni per le registrazioni CARC intera-cella corrente. Tutti i prodotti chimici sono stati acquistati da Sigma-Aldrich, St. Louis, MO. <ol start="3"><li> Determinare i potenziali di giunzione liquida (LJ) tra la soluzione di pipetta di patch e ogni soluzione da bagno 10. Salvare il valore LJ nel luogo appropriato utilizzando il software di acquisizione. Per esempio, nel programma Pulse inserire il valore LJ in controllo &quot;LJ&quot; nella finestra &quot;amplificatore&quot;. </li><li> Configurare e salvare i protocolli di stimolazione, come mostrato nella Figura 1, nell&#39;apposito spazio del vostro software di acquisizione prima che gli esperimenti. Nel programma Pulse, abbiamo impostato il protocollo di acquisizione della &quot;Generazione Pulse&quot; finestra. <img src="/files/ftp_upload/2346/2364fig1.jpg" alt="Figura 1" /> Figura 1. . Protocollo di stimolazione rampa di tensione da -120 a +100 mV di 50 ms di durata viene applicata ogni 0,2 - 2 s (5 - 0,5 Hz). Potenziale Holding (V h) tra le rampe è mantenuta a 30 mV. </li></ol> 5. Le cellule di montaggio sullo stage microscopio <ol><li> Cappotto le camere di registrazione con poli-L-lisina per ~ 20 minuti e lavare con H 2 O e poi con soluzione salina bilanciata di Hank (HBSS) prima di placcatura le cellule. </li><li> Piatto 500 microlitri di sospensione cellulare contenente 0,2-0,5 x10 6 celle nella camera e incubare per 20 minuti a 37 ° C. </li><li> Fissare la camera di registrazione con le cellule attaccato in un supporto da camera. Noi usiamo una misura porta della camera, dove la base sostiene la parte inferiore del vetrino, mentre la parte superiore leggermente preme contro la parte superiore del coprioggetto. </li><li> Posizionare il supporto da camera sul palco del microscopio invertito. </li><li> Concentrarsi sulle cellule in luce trasmessa. Usiamo un obiettivo 40X immersione in olio. </li><li> Posizionare la Ag / AgCl elettrodo di riferimento nella vasca. </li><li> Allineare l&#39;, multibarrel gravità sistema guidato perfusione. La punta del tubo di flusso deve essere posizionato ad un angolo di 45 ° fino alla fine coprioggetto al campo di vista. </li><li> Posizionare il tubo di aspirazione di fronte alla punta del tubo di afflusso. </li><li> Profumato la camera con tampone fosfato salino (PBS) o HBSS per lavare via i media di coltura cellulare e le cellule debolmente collegate. </li></ol> 6. CRAC Canale Correnti di registrazione <ol><li> Trova una cella che è saldamente attaccato al vetrino. Noi di solito selezionare una media grandezza, cellule rotonde con una superficie esterna liscia. </li><li> Profumato della camera di registrazione con Ca 2 +-free, 3 mM Mg 2 + che contiene la soluzione bagno # 1 (tabella 1) contenente 0,5-1 thapsigargin mM per 8-10 minuti per bloccare la pompa SERCA. Eseguiamo questa operazione per esaurire il negozio prima della formazione gigaseal. </li><li> Utilizzando un microloader Eppendorf e un P-20 pipetta a spostamento, riempire la pipetta di patch con la soluzione di pipetta (Tabella 1) e inserire la pipetta di patch nel supporto pipetta sulla headstage amplificatore. Il Ca 2 + chelante Bapta è incluso nella soluzione pipetta ad esaurire passivamente il negozio e per ridurre Ca 2 +-dipendente inattivazione del canale CRAC. </li><li> Applicare una piccola quantità di pressione positiva (~ 3 pollici di H 2 O) dentro la pipetta di patch prima di entrare nel bagno. Noi usiamo una misura della pressione di aspirazione dispositivo collegato ad aria compressa e le linee di vuoto per creare una pressione positiva o negativa all&#39;interno di una pipetta di patch. </li><li> Abbassare la pipetta di patch nel bagno sotto controllo visivo tramite il microscopio. Nella finestra &quot;Oscilloscopio&quot;, dovreste vedere una corrente che fluisce attraverso la pipetta. Un passo simile cambiamento nella ampiezza della corrente deve essere indotto da un impulso di tensione piccola ampiezza (trigger) applicato dalla macro preimpostate. A questo punto, dovreste essere in grado di determinare il valore di resistenza pipetta. La resistenza delle nostre pipette è tipicamente 5-6 MW. </li><li> Correggere il potenziale &quot;offset&quot; generato tra la pipetta e l&#39;elettrodo di riferimento. </li><li> Sotto controllo visivo tramite il microscopio, portare la punta della pipetta più vicino alla cella fino a toccare la membrana cellulare. </li><li> Applicare una pressione negativa (20-40 cm di H 2 O) dentro la pipetta di patch. </li><li> Monitorare la formazione gigaseal nella finestra &quot;oscilloscopio&quot;. Vedrete l&#39;ampiezza della corrente, indotta dagli impulsi di test, diminuisce e aumenta il valore della resistenza pipetta&gt; 5 GΩ. Forme di solito gigaseal all&#39;interno di un fesecondo w, ma potrebbero essere necessari 1-2 minuti per ottenere un gigaseal stabile. </li><li> Compensare la capacità pipetta (&quot;C-Fast&quot;). </li><li> Rompere la membrana del cerotto da applicare un&#39;ulteriore pressione negativa utilizzando una siringa da 20 cc. </li><li> Impostare il potenziale tenendo a +30 mV. Un potenziale tenendo positivo aiuta a prevenire il calcio-dipendente inattivazione del canale CRAC. </li><li> Compensare la capacità della membrana della cellula (&quot;C-slow&quot;); salvare o registrare il valore di C-slow. </li><li> Controllare il valore della resistenza di accesso &quot;R s&quot;. Nei nostri esperimenti, la R s è tipicamente 7-20 MW. </li><li> Iniziare ad applicare una serie di rampe di tensione con una frequenza di 0,5 Hz (Figura 1) a Ca 2 +-gratis 3 mM Mg 2 + che contiene la soluzione da bagno # 1. In questa soluzione, la corrente CRAC è trascurabile rispetto alla &quot;fuga&quot; in corso a causa della scarsa permeabilità dei canali CRAC per Mg 2 +. Salvare e utilizzare le tracce registrate in soluzione attuale vasca n. 1 su future analisi come &quot;perdita&quot; delle correnti. L&#39;ampiezza assoluta della &quot;fuga&quot; in corso a -100 mV deve essere inferiore o uguale a 5 pA. Se la cella è &quot;permeabile&quot;, interrompere l&#39;esperimento e ricominciare con una pipetta nuova patch e una nuova cellula. </li><li> Per registrare Ca 2 + corrente attraverso canali CRAC (I Ca-CRAC), sostituire Ca 2 +-free 3 mM Mg 2 + che contiene la soluzione bagno # 1 con 20 mM di Ca 2 +-bagno che contiene la soluzione # 2 (tabella 1) cambiando le valvole di perfusione. Questo permette di Ca 2 + a fluire attraverso canali CRAC e producono una corrente verso l&#39;interno. Nella finestra &quot;Oscilloscopio&quot;, si vedrà lo sviluppo di dentro rettificare I Ca-CRAC (Figura 2). L&#39;ampiezza della corrente a tensioni negative continueranno ad aumentare per circa 1 minuto a causa del Ca 2 +-dipendente potenziamento della corrente CRAC. </li><li> Aumentare la frequenza di stimolazione con rampe di tensione a 5 Hz, che è necessario per registrare il transitorio di corrente Na + attraverso canali CRAC. </li><li> Sostituire il 20 mM Ca 2 +-bagno che contiene la soluzione # 2 con Na +-contenenti cationi bivalenti senza soluzione di # 3 (Tabella 1) cambiando le valvole di perfusione. Nella finestra &quot;Oscilloscopio&quot;, si vedrà uno sviluppo di maggiore ampiezza transitoria interiormente rettificazione Na + corrente attraverso i canali CRAC (I Na-CRAC; Figura 2). </li><li> Si può applicare 20 mM Ca 2 +-bagno che contiene la soluzione # 2, che contengono 1-5 mM La 3 +, alla fine dell&#39;esperimento per registrare la &quot;fuga&quot; di corrente. Tuttavia, non abbiamo trovato questo approccio utile perché la &quot;perdita&quot; cambiamenti in corso nel tempo e può diventare grandi o più piccoli alla fine dell&#39;esperimento. Noi preferiamo seguire la corrente registrato nel Ca 2 +-free 3 mM Mg 2 + che contiene la soluzione bagno # 1 all&#39;inizio dell&#39;esperimento come una &quot;fuga&quot; di corrente. </li><li> Salva le tracce registrate in corso per ulteriori analisi. </li></ol> 7. Analisi dei dati <ol><li> Recuperare il record salvati corrente in software di analisi. Usiamo il programma di impulsi per l&#39;analisi. </li><li> Misurare le ampiezze corrente all&#39;inizio e alla fine della rampa di tensione. Noi di solito misura le ampiezze di corrente a -100 mV e +100 mV con le coppie di cursori nella finestra &quot;Oscilloscopio&quot; del programma Pulse. </li><li> Esportare i valori di ampiezze di corrente in un programma di grafica per ulteriori analisi e presentazione grafica. Noi usiamo grafica scientifica Origin e software per l&#39;analisi, la versione 7. </li></ol> 8. Rappresentante Risultati <img src="/files/ftp_upload/2346/2346fig2.jpg" alt="Figura 2" /> Figura 2. CRAC correnti in una cella di riposo T umani. (A), corso Tempo di correnti CRAC registrati in whole-cell voltage-clamp configurazione a -100 mV (cerchi pieni) e +100 mV (cerchi aperti). Prima di formazione gigaseal, la cella era preincubate per circa 10 minuti a Ca 2 +-free 3 mM Mg 2 + che contiene la soluzione bagno # 1 thapsigargin contenenti 0,5 micron. Dopo il rodaggio, soluzioni bagno sono stati applicati in sequenza i seguenti: Ca 2 +-free 3 mM Mg 2 +, che contiene la soluzione bagno # 1 (0 Ca + 3 Mg), seguiti da 20 mM Ca 2 +-bagno che contiene la soluzione # 2 (20 Ca), seguita da cationi bivalenti soluzione senza bagno # 3 (DVF), seguita dalla soluzione del bagno # 2 (20 Ca). La cella è stata stimolata da una serie di rampe di tensione, come mostrato nella Figura 1. La frequenza delle rampe è stato di 5 Hz in soluzione bagno # 3 (DVF) e 0,5 Hz in tutte le altre soluzioni. Si noti il lento sviluppo di I Ca-CRAC dopo l&#39;applicazione di 20 mM Ca 2 +-bagno che contiene la soluzione # 2 e il rapido sviluppo transitoria di I Na-CRAC in soluzione bagno DVF # 3. (B), Rappresentante tracce registrate durante le rampe di attuale tensione a Ca 2 +-free 3 mM Mg 2 +, che contiene la soluzione bagno # 1 (&quot;Fuga&quot;), 20 mM Ca 2 +-bagno che contiene la soluzione # 2 (20 Ca), e la soluzione del bagno # 3 (DVF). (C, D), corrente-tensione I rapporti di Ca-CRAC (C) e io Na-CRAC (D) ottenuto sottraendo &quot;fuga&quot; di corrente dalle correnti registrati durante tensione rampe in 20 mM Ca 2 + contenenti bagno soluzione # 2 (20 Ca), e la soluzione del bagno # 3 (DVF) mostrato nel grafico (B).

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	<li>Parekh, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Store-operated+CRAC+channels:+function+in+health+and+disease.">Store-operated CRAC channels: function in health and disease.</a> Nat Rev Drug Discov. 9, 399-410 (2010).</li><li>Feske, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRAC+channelopathies.">CRAC channelopathies.</a> Pflugers Arch. , (2010).</li><li>Lewis, R. S., Cahalan, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mitogen-induced+oscillations+of+cytosolic+Ca2++and+transmembrane+Ca2++current+in+human+leukemic+T+cells.">Mitogen-induced oscillations of cytosolic Ca2+ and transmembrane Ca2+ current in human leukemic T cells.</a> Cell Regul. 1, 99-112 (1989).</li><li>Zweifach, A., Lewis, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+inactivation+of+depletion-activated+calcium+current+(ICRAC)+due+to+local+calcium+feedback.">Rapid inactivation of depletion-activated calcium current (ICRAC) due to local calcium feedback.</a> J Gen Physiol. 105, 209-226 (1995).</li><li>Zweifach, A., Lewis, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Slow+calcium-dependent+inactivation+of+depletion-activated+calcium+current.+Store-dependent+and+-independent+mechanisms.">Slow calcium-dependent inactivation of depletion-activated calcium current. Store-dependent and -independent mechanisms.</a> J Biol Chem. 270, 14445-1451 (1995).</li><li>Zweifach, A., Lewis, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Calcium-dependent+potentiation+of+store-operated+calcium+channels+in+T+lymphocytes.">Calcium-dependent potentiation of store-operated calcium channels in T lymphocytes.</a> J Gen Physiol. 107, 597-610 (1996).</li><li>Prakriya, M., Lewis, R. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Separation+and+characterization+of+currents+through+store-operated+CRAC+channels+and+Mg2+-inhibited+cation+(MIC)+channels.">Separation and characterization of currents through store-operated CRAC channels and Mg2+-inhibited cation (MIC) channels.</a> J Gen Physiol. 119, 487-507 (2002).</li><li>Fomina, A. F., Fanger, C. M., Kozak, J. A., Cahalan, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single+channel+properties+and+regulated+expression+of+Ca(2+)+release-activated+Ca(2+)+(CRAC)+channels+in+human+T+cells.">Single channel properties and regulated expression of Ca(2+) release-activated Ca(2+) (CRAC) channels in human T cells.</a> J Cell Biol. 150, 1435-1444 (2000).</li><li>Sakmann, B., Neher, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Single-Channel Recording. , (1995).</li><li>Neher, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correction+for+liquid+junction+potentials+in+patch+clamp+experiments.">Correction for liquid junction potentials in patch clamp experiments.</a> Methods Enzymol. 207, 123-1231 (1992).</li></ol>

Nessun conflitto di interessi dichiarati.

Le indagini elettrofisiologiche delle correnti CRAC a riposo cellule T è un compito impegnativo perché la endogeno ampiezza CRAC corrente in queste cellule è di piccole dimensioni a causa delle dimensioni piccole cellule (il riposo umano diametro delle cellule T è nel range di 5-8 micron). Qui vi presentiamo uno step-by-step procedura affidabile per registrare le correnti CRAC a riposo linfociti T umane isolate da cellule mononucleari del sangue periferico. Questa tecnologia ci permette di studiare la fisiologia e l...

<table><tbody><tr><td>RosetteSep Human T Cell Enrichment Cocktail</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>15061</td><td></td></tr><tr><td>RosetteSep Density Medium</td><td>Stem Cell Technologies</td><td>15705</td><td></td></tr><tr><td>RPMI-in 1640 medium w/glutamine/HEPES</td><td>Fisher Scientific</td><td>SH3025501</td><td></td></tr><tr><td>Fetal Calf Serum</td><td>Omega Scientific</td><td>FB-01</td><td></td></tr><tr><td>GlutaMAX-I (100X solution)</td><td>Invitrogen</td><td>35050</td><td></td></tr><tr><td>RPMI 1640 vitamin solution (100X)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>7256</td><td></td></tr><tr><td>1640 amino acids solution (50X)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>R7131</td><td></td></tr><tr><td>Sodium pyruvate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S8636</td><td></td></tr><tr><td>&amp;#946;-Mercapt&amp;#8211;thanol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M7522</td><td></td></tr><tr><td>Inositol trisphosphate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>19766</td><td></td></tr><tr><td>BAPTA</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A4926</td><td></td></tr><tr><td>Poly-L-Lysine Hydrobromide</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P2636</td><td></td></tr><tr><td>Lanthanum Chloride</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>262072</td><td></td></tr><tr><td>Thapsigargin</td><td>Calbiochem</td><td>586005</td><td></td></tr><tr><td>Sylgard 184 Silicon Elastomer Kit</td><td>Dow Corning</td><td>3097358-1004</td><td></td></tr><tr><td>HIPEC R6101 Semiconductor Protective Coating</td><td>Dow Corning</td><td></td><td></td></tr><tr><td>63-500 Series High-Performance Vibration Isolation Lab Table</td><td>Technical Manufacturing Corp.</td><td>63-540</td><td></td></tr><tr><td>EPC 10 patch clamp amplifier with headstage</td><td>HEKA Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Micromanipulator </td><td>Sutter Instrument Co.</td><td>MP-285</td><td></td></tr><tr><td>Olympus 1X71 Inverted microscope with 40x oil immersion objective</td><td>Olympus Corporation</td><td>1X71</td><td></td></tr><tr><td>Windows Computer</td><td>Dell</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Pulse software</td><td>HEKA Instruments</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Origin Scientific Graphing and Analysis Software</td><td>OriginLab</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Patch pipette puller</td><td>Sutter Instrument Co.</td><td>P-97</td><td></td></tr><tr><td>Borosilicate glass with filament (O.D.: 1.5mm and I.D.: 1.10mm</td><td>Sutter Instrument Co.</td><td>BF150-110-7.5</td><td></td></tr><tr><td>Narashige&amp;rsquo;s Microforge</td><td>Tritech Research, Inc.</td><td>MF-830</td><td></td></tr><tr><td>Silicon O-rings </td><td>McMaster-Carr</td><td>111 S70</td><td></td></tr><tr><td>Coverslips 25 mm </td><td>Fisher Scientific</td><td>12-545-102 25 mm 25CIR.-1</td><td></td></tr></tbody></table>

whole-cell recording of calcium release-activated calcium (crac) currents in human t lymphocytes

Nei linfociti T, l&#39;esaurimento di Ca 2 + dal intracellulare Ca 2 + negozio porta all&#39;attivazione di plasmalemmal Ca + 2 canali, chiamati Calcio Release-Activated di calcio (CRAC) canali. Canali CRAC un ruolo molto importante nella regolazione della proliferazione delle cellule T e l&#39;espressione genica. Anormale funzione del canale CRAC nelle cellule T è stato collegato a gravi malattie autoimmuni immunodeficienza combinata e 1, 2. Studiare la funzione CRAC canale in cellule T possono scoprire nuovi meccanismi molecolari che regolano le normali risposte immunitarie e svelare le cause di malattie umane correlate. Le registrazioni elettrofisiologiche delle correnti di membrana forniscono la valutazione più accurata delle proprietà del canale funzionale e la loro regolamentazione. Valutazione elettrofisiologica CRAC correnti di canale in cellule Jurkat T, un essere umano linea di leucemia a cellule T, è stata eseguita più di 20 anni fa 3, tuttavia, le misurazioni CRAC corrente in normali cellule T umano rimane un compito impegnativo. Le difficoltà di registrazione dei canali CRAC correnti in normali cellule T sono aggravate dal fatto che i derivati ​​dal sangue i linfociti T sono molto più piccoli nelle dimensioni di cellule Jurkat T e, di conseguenza, l&#39;intero endogeno delle cellule correnti CRAC sono molto bassi in ampiezza. Qui, diamo uno step-by-step procedura che abitualmente utilizzano per registrare il Ca 2 + o Na + correnti attraverso canali CRAC a riposo cellule T isolate dal sangue periferico di donatori sani. Il metodo qui descritto è stato adottato dalle procedure utilizzate per la registrazione delle correnti CRAC in cellule Jurkat T e cellule T attivate umane 4-8.

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Whole-Cell Recording of Calcium Release-Activated Calcium CRAC Currents in Human T Lymphocytes

Forniamo un passo-passo protocollo per la cellula intera registrazione patch clamp di calcio Release-Activated di calcio (CRAC) correnti in cellule mononucleate del sangue periferico derivati ​​linfociti T umani.

Whole-Cell Registrazione del calcio Release-Activated di calcio (CRAC) Correnti in Human Linfociti T

In T lymphocytes, depletion of Ca2+ from the intracellular Ca2+ store leads to activation of plasmalemmal Ca2+ channels, called Calcium Release-Activated ...

whole-cell-recording-calcium-release-activated-calcium-crac-currents

Research

JoVE Journal

Biology

Whole-Cell Recording of Calcium Release-Activated Calcium (CRAC) Currents in Human T Lymphocytes

16.0K Views.  University of California, Davis. Forniamo un passo-passo protocollo per la cellula intera registrazione patch clamp di calcio Release-Activated di calcio (CRAC) correnti in cellule mononucleate del sangue periferico derivati ​​linfociti T umani.

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Simultaneous Electrophysiological Recording and Calcium Imaging of Suprachiasmatic Nucleus Neurons

Simultaneous electrophysiological and fluorescent imaging recording methods were used to study the role of changes of membrane potential or current in regulating the intracellular calcium concentration. Changing environmental conditions, such as the light-dark cycle, can modify neuronal and neural network activity and the expression of a family of circadian clock genes within the suprachiasmatic nucleus (SCN), the location of the master circadian clock in the mammalian brain. Excitatory synaptic transmission leads to an increase in the postsynaptic Ca2+ concentration that is believed to activate the signaling pathways that shifts the rhythmic expression of circadian clock genes. Hypothalamic slices containing the SCN were patch clamped using microelectrodes filled with an internal solution containing the calcium indicator bis-fura-2. After a seal was formed between the microelectrode and the SCN neuronal membrane, the membrane was ruptured using gentle suction and the calcium probe diffused into the neuron filling both the soma and dendrites. Quantitative ratiometric measurements of the intracellular calcium concentration were recorded simultaneously with membrane potential or current. Using these methods it is possible to study the role of changes of the intracellular calcium concentration produced by synaptic activity and action potential firing of individual neurons. In this presentation we demonstrate the methods to simultaneously record electrophysiological activity along with intracellular calcium from individual SCN neurons maintained in brain slices.

Procedures are described to perform simultaneous recordings of membrane potential or current and changes of intracellular calcium concentration. Suprachiasmatic nucleus neurons are filled with the calcium indicator bis-fura-2 using a patch clamp electrode in the whole cell patch clamp configuration.

Simultaneous electrophysiological and fluorescent imaging recording methods were used to study the role of changes of membrane potential or current in ...

Ricerca

Neuroscienze

Isolation of Human Atrial Myocytes for Simultaneous Measurements of Ca2+ Transients and Membrane Currents

The study of electrophysiological properties of cardiac ion channels with the patch-clamp technique and the exploration of cardiac cellular Ca2+ handling abnormalities requires isolated cardiomyocytes. In addition, the possibility to investigate myocytes from patients using these techniques is an invaluable requirement to elucidate the molecular basis of cardiac diseases such as atrial fibrillation (AF).1 Here we describe a method for isolation of human atrial myocytes which are suitable for both patch-clamp studies and simultaneous measurements of intracellular Ca2+ concentrations. First, right atrial appendages obtained from patients undergoing open heart surgery are chopped into small tissue chunks ("chunk method") and washed in Ca2+-free solution. Then the tissue chunks are digested in collagenase and protease containing solutions with 20 &mu;M Ca2+. Thereafter, the isolated myocytes are harvested by filtration and centrifugation of the tissue suspension. Finally, the Ca2+ concentration in the cell storage solution is adjusted stepwise to 0.2 mM. We briefly discuss the meaning of Ca2+ and Ca2+ buffering during the isolation process and also provide representative recordings of action potentials and membrane currents, both together with simultaneous Ca2+ transient measurements, performed in these isolated myocytes.

Isolation of Human Atrial Myocytes for Simultaneous Measurements of Ca2+ Transients and Membrane Currents

We describe the isolation of human atrial myocytes which can be used for intracellular Ca2+ measurements in combination with electrophysiological patch-clamp studies.

Isolamento dei miociti atriali umane per misure simultanee di Ca<sup&gt; 2 +</sup&gt; Transitori e correnti di membrana

The study of  electrophysiological properties of cardiac ion channels with the patch-clamp  technique and the exploration of cardiac cellular Ca2+ ...

Biologia

Analysis of T-cell Receptor-Induced Calcium Influx in Primary Murine T-cells by Full Spectrum Flow Cytometry

Calcium influx in response to T-cell receptor stimulation is a common measure of T-cell signaling. Several calcium indicator dyes have been developed to assess calcium signaling by band-pass flow cytometry. This protocol is designed to measure calcium responses in primary murine T-cells using full spectrum flow cytometry. Total splenocytes are labeled with the ratiometric calcium indicator dye Indo-1, along with a panel of fluorochrome-conjugated antibodies to cell surface molecules. Leveraging the capabilities of full spectrum flow cytometry provides a platform for utilizing a wide array of cell surface stains in combination with Indo-1. Cells are then analyzed in real-time at 37 &#176;C before and after the addition of an anti-CD3 antibody to stimulate the T-cell receptor. After unmixing the spectral signals, the ratio of calcium-bound to calcium-free Indo-1 is calculated and can be visualized over time for each gated population of splenocytes. This technique can allow for the simultaneous analysis of calcium responses in multiple cell populations.

Calcium influx, a measure of T-cell signaling, is an effective way to analyze responses to T-cell receptor stimulation. This protocol for multiplexing Indo-1 with panels of antibodies directed at cell surface molecules takes advantage of the highly flexible capabilities of full spectrum flow cytometry.

Analisi dell'afflusso di calcio indotto dal recettore delle cellule T nelle cellule T murine primarie mediante citometria a flusso a spettro completo

Calcium influx in response to T-cell receptor stimulation is a common measure of T-cell signaling. Several calcium indicator dyes have been developed to ...

Immunologia e infezioni

Imaging Local Ca2+ Signals in Cultured Mammalian Cells

Cytosolic Ca2+ ions regulate numerous aspects of cellular activity in almost all cell types, controlling processes as wide-ranging as gene transcription, electrical excitability and cell proliferation. The diversity and specificity of Ca2+ signaling derives from mechanisms by which Ca2+ signals are generated to act over different time and spatial scales, ranging from cell-wide oscillations and waves occurring over the periods of minutes to local transient Ca2+ microdomains (Ca2+ puffs) lasting milliseconds. Recent advances in electron multiplied CCD (EMCCD) cameras now allow for imaging of local Ca2+ signals with a 128 x 128 pixel spatial resolution at rates of &#62;500 frames sec-1 (fps). This approach is highly parallel and enables the simultaneous monitoring of hundreds of channels or puff sites in a single experiment. However, the vast amounts of data generated (ca. 1 Gb per min) render visual identification and analysis of local Ca2+ events impracticable. Here we describe and demonstrate the procedures for the acquisition, detection, and analysis of local IP3-mediated Ca2+ signals in intact mammalian cells loaded with Ca2+ indicators using both wide-field epi-fluorescence (WF) and total internal reflection fluorescence (TIRF) microscopy. Furthermore, we describe an algorithm developed within the open-source software environment Python that automates the identification and analysis of these local Ca2+ signals. The algorithm localizes sites of Ca2+ release with sub-pixel resolution; allows user review of data; and outputs time sequences of fluorescence ratio signals together with amplitude and kinetic data in an Excel-compatible table.

Imaging Local Ca2+ Signals in Cultured Mammalian Cells

Here we present techniques for imaging local IP3-mediated Ca2+ events using fluorescence microscopy in intact mammalian cells loaded with Ca2+ indicators together with an algorithm that automates identification and analysis of these events.

Imaging locale Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Segnali in cellule di mammifero coltivate

Cytosolic Ca2+ ions regulate numerous aspects of cellular activity in almost all cell types, controlling processes as wide-ranging as gene transcription, ...

<meta charset="utf8"></head><body>Tecnica di imaging ad alta risoluzione per la rilevazione di microdomini Ca2+ nelle cellule T

Imaging Initial Ca2+ Microdomains in Primary T Cells

Local, sub-second Ca2+ signals, termed Ca2+ microdomains, are highly dynamic and short-lived Ca2+ signals, which result in a global [Ca2+]i elevation and might already determine the fate of a T cell. Upon T cell receptor activation, NAADP is formed rapidly, binding to NAADP binding proteins (HN1L/JPT2, LSM12) and their respective receptors (RyR1, TPC2) sitting on intracellular Ca2+ stores, like the ER and lysosomes, and leading to subsequent release and elevation of [Ca2+]i. To capture these fast and dynamically occurring Ca2+ signals, we developed a high-resolution imaging technique using a combination of two Ca2+ indicators, Fluo-4 AM and FuraRed AM. For postprocessing, an open-source, semi-automated Ca2+ microdomain detection approach was developed based on the programming language Python. Using this workflow, we are able to reliably detect Ca2+ microdomains on a subcellular level in primary murine and human T cells in high temporal and spatial resolution fluorescence videos. This method can also be applied to other cell types, like NK cells and murine neuronal cell lines.

<meta charset="utf8"></head><body>Autore in primo piano: Svelare l'attivazione iniziale della risposta immunitaria adattativa per l'intervento terapeutico

Here, we provide a comprehensive protocol to resolve initial local Ca2+ signals, known as Ca2+ microdomains, in primary murine and human T cells using fluorescence microscopy. This protocol serves as a valuable resource for researchers examining Ca2+ signaling pathways within immune cells and to further unravel their function.

Imaging iniziale di microdomini Ca2+ in cellule T primarie

Local, sub-second Ca2+ signals, termed Ca2+ microdomains, are highly dynamic and short-lived Ca2+ signals, which result in a global [Ca2+]i elevation and ...

Functional Characterization of Endogenously Expressed Human RYR1 Variants

More than 700 variants in the RYR1 gene have been identified in patients with different neuromuscular disorders including malignant hyperthermia susceptibility, core myopathies and centronuclear myopathy. Because of the diverse phenotypes linked to RYR1 mutations it is fundamental to characterize their functional effects to classify variants carried by patients for future therapeutic interventions and identify non-pathogenic variants. Many laboratories have been interested in developing methods to functionally characterize RYR1 mutations expressed in patients&#39; cells. This approach has numerous advantages, including: mutations are endogenously expressed, RyR1 is not over-expressed, use of heterologous RyR1 expressing cells is avoided. However, since patients may present mutations in different genes aside RYR1, it is important to compare results from biological material from individuals harboring the same mutation, with different genetic backgrounds. The present manuscript describes methods developed to study the functional effects of endogenously expressed RYR1 variants in: (a) Epstein Barr virus immortalized human B-lymphocytes and (b) satellite cells derived from muscle biopsies and differentiated into myotubes. Changes in the intracellular calcium concentration triggered by the addition of a pharmacological RyR1 activators are then monitored. The selected cell type is loaded with a ratiometric fluorescent calcium indicator and intracellular [Ca2+] changes are monitored either at the single cell level by fluorescence microscopy or in cell populations using a spectrofluorometer. The resting [Ca2+], agonist dose response curves are then compared between cells from healthy controls and patients harboring RYR1 variants leading to insight into the functional effect of a given variant.

Here methods used to study the functional effect of RYR1 mutations endogenously expressed in Epstein Barr Virus immortalized human B-lymphocytes and muscle biopsy derived satellite cells differentiated into myotubes are described.

Caratterizzazione funzionale di varianti RYR1 umane espresse endogenamente

More than 700 variants in the RYR1 gene have been identified in patients with different neuromuscular disorders including malignant hyperthermia ...

Medicina

Technical Applications of Microelectrode Array and Patch Clamp Recordings on Human Induced Pluripotent Stem Cell-Derived Cardiomyocytes

Drug-induced cardiotoxicity is the leading cause of drug attrition and withdrawal from the market. Therefore, using appropriate preclinical cardiac safety assessment models is a critical step during drug development. Currently, cardiac safety assessment is still highly dependent on animal studies. However, animal models are plagued by poor translational specificity to humans due to species-specific differences, particularly in terms of cardiac electrophysiological characteristics. Thus, there is an urgent need to develop a reliable, efficient, and human-based model for preclinical cardiac safety assessment. Human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) have emerged as an invaluable in vitro model for drug-induced cardiotoxicity screening and disease modeling. hiPSC-CMs can be obtained from individuals with diverse genetic backgrounds and various diseased conditions, making them an ideal surrogate to assess drug-induced cardiotoxicity individually. Therefore, methodologies to comprehensively investigate the functional characteristics of hiPSC-CMs need to be established. In this protocol, we detail various functional assays that can be assessed on hiPSC-CMs, including the measurement of contractility, field potential, action potential, and calcium handling. Overall, the incorporation of hiPSC-CMs into preclinical cardiac safety assessment has the potential to revolutionize drug development.

Human-induced pluripotent stem cell-derived cardiomyocytes (hiPSC-CMs) have emerged as a promising in vitro model for drug-induced cardiotoxicity screening and disease modeling. Here, we detail a protocol for measuring the contractility and electrophysiology of hiPSC-CMs.

Applicazioni tecniche di microelectrode array e patch clamp recordings su cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte umane

Drug-induced cardiotoxicity is the leading cause of drug attrition and withdrawal from the market. Therefore, using appropriate preclinical cardiac safety ...

<meta charset="utf8"></head><body>Imaging del calcio a singola cellula per studi di attivazione dei canali

Single-Cell Calcium Imaging for Studying the Activation of Calcium Ion Channels

Single cell Ca2+ imaging is essential for the study of Ca2+ channels activated by various stimulations like temperature, voltage, native compound and chemicals et al. It primarily relies on microscopy imaging technology and the related Ca2+ indicator Fura-2/AM (AM is the abbreviation for Acetoxymethyl ester). Inside the cells, Fura-2/AM is hydrolyzed by esterases into Fura-2, which can reversibly bind with free cytoplasmic Ca2+. The maximum excitation wavelength shifts from 380nm to 340nm (when saturated with Ca2+) upon binding. The emitted fluorescence intensity is quantitatively related to the concentration of bound Ca2+. By measuring the 340/380 ratio, the Ca2+ concentration in the cytoplasm can be determined, eliminating errors caused by variations in the loading efficiency of the fluorescent probe among different samples. This technology allows for real-time, quantitative, and simultaneous monitoring of Ca2+ changes in multiple cells. The results are stored in &#8220;.XLSX&#8221; format for subsequent analysis, which is fast and generates intuitive change curves, greatly improving the detection efficiency. From different experimental perspectives, this article lists the use of this technology to detect Ca2+ signals in cells with endogenous or overexpressed channel proteins. Meantime, different methods for activating cells were also showed and compared. The aim is to provide readers with a clearer understanding of the usage and applications of single cell Ca2+ imaging.

<meta charset="utf8"></head><body>Imaging del calcio a singola cellula per lo studio dell'attivazione dei canali ionici del calcio

This article presents a method for real-time, quantitative monitoring of calcium ion (Ca2+) concentrations in cells using single-cell Ca2+ imaging with the Fura-2/AM dye. This technique enables efficient dye loading and accurate calculation of Ca2+ levels through fluorescence intensity ratios, making it a simple and rapid approach for research applications.

Imaging del calcio a singola cellula per lo studio dell'attivazione dei canali ionici del calcio

Single cell Ca2+ imaging is essential for the study of Ca2+ channels activated by various stimulations like temperature, voltage, native compound and ...

Whole-Cell Registrazione del calcio Release-Activated di calcio (CRAC) Correnti in Human Linfociti T

Riepilogo

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Capitoli in questo video

Simultaneous Electrophysiological Recording and Calcium Imaging of Suprachiasmatic Nucleus Neurons

Isolamento dei miociti atriali umane per misure simultanee di Ca

Analisi dell'afflusso di calcio indotto dal recettore delle cellule T nelle cellule T murine primarie mediante citometria a flusso a spettro completo

Imaging locale Ca

Imaging iniziale di microdomini Ca²⁺ in cellule T primarie

Imaging iniziale di microdomini Ca²⁺ in cellule T primarie

Imaging iniziale di microdomini Ca²⁺ in cellule T primarie

Caratterizzazione funzionale di varianti RYR1 umane espresse endogenamente

Applicazioni tecniche di microelectrode array e patch clamp recordings su cardiomiociti derivati da cellule staminali pluripotenti indotte umane

Imaging del calcio a singola cellula per lo studio dell'attivazione dei canali ionici del calcio