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Method Article
ケージド化合物の光分解は、様々な生理活性化合物の濃度の急激かつローカライズされた増加の生産を可能にする。ここでは、解離マウス嗅神経細胞における嗅覚情報伝達の研究のためのケージドcAMPまたはケージのCaの光分解を組み合わせたパッチクランプ記録を取得する方法を示します。
ケージド化合物の光分解は、様々な生理活性化合物1の濃度の急激かつローカライズされた増加の生産を可能にする。ケージド化合物は紫外光のフラッシュと壊れる可能性の化学ケージで生理的に非アクティブに分子である。ここでは、解離マウス嗅神経細胞における嗅覚情報伝達の研究のためのケージド化合物の光分解を組み合わせたパッチクランプ記録を取得する方法を示します。嗅覚情報伝達のプロセス(図1)の受容体に結合する嗅覚は、環状ヌクレオチド依存性(CNG)チャネル2を開くcAMPの増加につながる嗅神経細胞の繊毛で行われます。 CNGチャネルを通じて、CAエントリは、Ca活性化塩素チャネルを活性化する。我々は、マウス嗅上皮3、どのようにケージキャンプ4の光分解またはCa 5をケージでCNGチャネルまたはCa活性化塩素チャネルを活性化するから神経細胞を分離する方法を示しています</>のSup。我々は、パッチクランプ記録をホールセル電圧クランプの設定8-11の電流を測定するために取られている間、おりから出すのcAMPやCaに毛様体部分に紫外線が点滅を適用するにはフラッシュランプ6,7を使用してください。
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).
パッチクランプ記録と組み合わせケージド化合物のフラッシュの光分解は、生理活性分子の濃度の内側と外側の細胞の両方の急激かつ局所ジャンプを取得するために便利なテクニックです。ケージcompounds1のいくつかの種類が合成され、そしてこの技術は、アクティブまたは利用可能なケージド化合物11のいくつかの光分解によって変調することができるイオンチャネルを発現する培?...
利害の衝突は宣言されません。
Name | Company | Catalog Number | Comments |
機器の | 会社 | カタログ番号 | コメント |
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顕微鏡にアダプターモジュールフラッシュランプ | ラップオプトエレクトロニクス | フラッシュキューブ70 | |
空気テーブル | TMC | MICRO - G 63から534 | |
デジタイザー | 軸索インスツルメンツ | Digidata 1322A | |
データ収集ソフトウェア | 軸索インスツルメンツ | pClamp 8 | |
データ解析ソフトウェア | WaveMetrics社 | イゴール | |
アダプタモジュールのためのミラー | ラップオプトエレクトロニクス | M70/100 | |
電極ホルダー | 軸索インスツルメンツ | 1 - HL - U | |
ファラデーのかご | カスタムは行わ | ||
フィルターキューブ | オリンポス | U - MWU | 励起フィルターは削除 |
フラッシュランプ | ラップオプトエレクトロニクス | JML - C2 | |
鉗子デュモン#55 | 世界の精密機器 | 14099 | |
ガラスキャピラリー | 世界の精密機器 | PG10165 - 4 | |
ガラスボトムディッシュ | 世界の精密機器 | FD35 - 100 | |
照明器 | オリンポス | ハイライト3100 | |
倒立顕微鏡 | オリンポス | IX70 | |
マイクロマニピュレータ | Luigs&ノイマン | SM I | |
マイクロピペットプラー | ナリシゲ | PP - 830 | |
モニタ | HesaVision | MTB - 01 | |
NDフィルター | オメガオプティカル | 変化 | |
客観100X | ツァイス | Fluar 440285 | ツァイスやOlympuのどちらかの |
客観100X | オリンポス | UPLFLN 100XOI2 | ツァイスやオリンパスのどちらか |
光学UVショートパスフィルター | ラップオプトエレクトロニクス | SP400 | |
パッチクランプアンプ | 軸索インスツルメンツ | Axopatch 200B | |
フォトダイオードの組立 | ラップオプトエレクトロニクス | PDA | |
石英ライトガイド | ラップオプトエレクトロニクス | 変化 | 我々は、600μmの直径を使用してください |
銀線 | 世界の精密機器 | AGT1025 | |
シルバーグランドペレット | ワーナーの楽器 | 64から1309 | |
キセノンアーク燈 | ラップオプトエレクトロニクス | XBL - JML |
試薬 | 会社 | カタログ番号 |
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BCMCM -ケージドcAMPの | BioLog | B016 |
ウシ血清アルブミン(BSA) | シグマ | A8806 |
塩化カルシウム標準液0.1 M | フルカ | 21059 |
ケージのCa:DMNP - EDTA | インビトロジェン | D6814 |
システイン | シグマ | C9768 |
コンカナバリンタイプV(ConA) | シグマ | C7275 |
塩化セシウム | シグマ | C4036 |
DMSO | シグマ | D8418 |
DNアーゼI | シグマ | D4527 |
EDTA | シグマ | E9884 |
EGTA | シグマ | E4378 |
グルコース | シグマ | G5767 |
HEPES | シグマ | H3375 |
塩化カリウム | シグマ | P3911 |
KOH | シグマ | P1767 |
ロイペプチン | シグマ | L0649 |
MgCl2を | フルカ | 63020 |
パパイン | シグマ | P3125 |
ポリ- L -リジン | シグマ | P1274 |
NaClを | シグマ | S9888 |
NaOHで | シグマ | S5881 |
NaPyruvate | シグマ | P2256 |
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