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Method Article
여기 우리는 전기 생리학 및 Ca2 + 이미징에 적합 한천 - 임베디드 망막 조각의 준비를 위해 프로토콜을 설명합니다. 이 방법은 하나 하나 presynaptic 신경 터미널 직접 패치 - 클램프 녹음을 사용하여 망막 microcircuits의 리본 형태의 시냅스를 공부하실 수 있습니다.
시각적 자극은 척추 망막 전문 뉴런에 의해 빛의 강도 및 주파수 변화 넓은 동적 범위에서 감지하고 전달하고 있습니다. 망막 뉴런, photoreceptors 및 바이폴라 전지의 두 클래스는 오랜 기간 동안 지속과 높은 처리량 신경 전달 물질 자료를 활성화 리본 타입의 활성 영역을 사용하여이 작업을 수행할. 빛의 자극에 depolarize 및 혼합로드 및 원뿔 photoreceptor 입력을받을 금붕어 망막에서 타입의 혼합 바이폴라 셀 (MB) 터미널, 그들의 큰 크기로 인해 모두 리본 타입의 시냅스 (~ 10-12의 연구에 적합 μm의 직경)와 amacrine 세포 dendrites 자신의 여러 측면과 상호 시냅스 연결합니다. 패치 - 클램프 기법과 금붕어 망막 조각에서 MB 바이폴라 전지 터미널에 직접 액세스 presynaptic 칼슘 2의 측정을 허용 + 전류, 멤브레인 용량 변경, GABA에 의해 중재 상호 시냅스 피드백 억제 <서브> A 및 GABA C 수용체가 터미널에 표시됩니다. exocytosis의 Presynaptic 막 커패시턴스 측정 하나는 흥분성의 신경 전달 물질 방출 14,15의 단기 소성을 공부하실 수 있습니다. 또한, amacrine 세포의 억제 신경 전달 물질 방출의 단기 및 장기 소성도 MB 터미널 21에 도착 상호 피드백 억제의 기록 조사 수 있습니다. 시간 (예 : ~ 10들)의 짧은 기간 동안 amacrine 세포에서 GABAergic 상호 피드백 억제는 GABA 소포 풀 고갈 11을 통해 이점 - 펄스 우울증을 겪습. 망막의 내부 plexiform 계층에서 망막 microcircuits의 시냅스 역학 따라서 직접적으로 공부하실 수 있습니다.
두뇌 - 슬라이스 기술은 40 년 이상 전에 발표했지만 여전히 매우 모두 하나의 세포 소마 단일 dendrite 또는 축삭에서 뉴런의 전기적 특성의 조사에 유용하고, m가되었습니다icrocircuit 시냅스 레벨 19. 깔끔히 챔버에 직접 접착 너무 작은 조직은 종종 첫번째 한천에 포함된 (또는 필터 종이에 위치) 그리고 20, 23, 18, 9 슬라이스하고 있습니다. 이 비디오에서는, 우리는 금붕어 망막을 사용하여 미리 포함 한천 기술을 사용합니다. 금붕어 망막 우리의 조각에있는 거대한 바이폴라 셀 단말기의 일부가 깔끔히 절차를 수행하는 동안 (축삭 절단) axotomized 있습니다. 이것은 axotomized 터미널에서 녹화가 소마 - 돌기 구획에서 신호를 배제하기 때문에 우리, 하나 presynaptic 신경 터미널 입력을 분리 할 수 있습니다. 또한, 하나도 깔끔히 절차를 수행하는 동안 컷되지 않은 axons에 연결된 터미널에서 기록하여, 손상 MB 바이폴라 세포에서 녹화할 수 있습니다. 전반적으로,이 실험 프로토콜의 사용이 망막 신경 생리학, microcircuit 기능 분석 및 리본 시냅스에서 시냅스 전달 연구에 도움이됩니다.
1. 외부 및 내부 솔루션
2. 패치 - 클램프 피펫 전극
3. 한천 - 임베디드 망막 조각의 준비
문제 해결 :
한천 블록에 포함된 망막 조각이 깔끔히 동안 분리 또는 한천 나오는 경우, 하나는 20 μm의 단위로 최대 300 μm의 200 μm의에서 슬라이스 두께를 증가시킬 수. 또한 그것이 롤백 "Kimwipe"종이 팁과 추가 솔루션을 빨아하여 액체 배지에 전송하고 위치로 망막 주위 솔루션의 양을 최소화하려고합니다. 이 문제를 피하기 위해 또 다른 방법은 처음 한천에 배치 망막 부분의 크기를 줄이는 것입니다. 유리체 유머 완전히 망막 조각에 연결에서 한천을 금지하기 때문에, 그것은 신선한 hyaluronidase를 만들거나 보육 시간 (단계 (3.3)) 조정해야 할 수도 있습니다.
4. 망막 슬라이스의 양극성 세포 시냅스 단말기의 식별
5. Electrophysiological 녹음 및 CA 2 + 영상
문제 해결 :
하나는 자주 전체 셀 구성을 설정하는 데 실패하는 경우에도 안정적인 GΩ의 인감 형성 이후, 그것은 터미널에게 소중히 나를 사용하는 부정적인 압력을 줄이기 위해 도움이 될 수 있습니다mbrane. 또한 전체 셀 구성의 설립을위한 최적의 흡입 압력이 막 곡률 (소마> 터미널)의 함수로 다릅니다되는 경우 수 있습니다. , 단독으로 또는 조합에 부정적인 압력의 날카로운 펄스와 전체 세포 구성을 입력 그것은 해치 프로토콜 (100 μs : : 400 뮤직 비디오, 교육 진폭)를 사용하는 것도 가능합니다. 우리는 12 MΩ 초과 목욕 저항과 피펫 팁을 사용할 때 침입에 특히 유용하게 사용될 수있는 해치 프로토콜을 발견했다.
6. 대표 결과
그림 1. 금붕어 망막 조각에서 MB 바이폴라 셀 단말기의 식별. (AC) IR - DIC MB 바이폴라 셀 단말기의 이미지. 우리는 IR - DIC 이미지 가능성 axotomized (축삭 절단)과 그대로 단말기를 식별할 수 있습니다. C와 같이 axotomized 터미널, 원형 및 원형 나타납니다손상 터미널 타원형 나타날 가능성이 있지만, 같은 A와 B에 표시됩니다. 이 분류는 과도 용량 측정 (그림 2 참조)하거나 염료 작성 방법 (- F D)에서 확인하실 수 있습니다. 빨간색 화살표는 A와 B에 그대로 단말에 대한 축삭과 축삭 터미널 사이의 교차점의 위치를 지적했다. 빨간색 점선은 MB 바이폴라 셀 단말기의 윤곽을 지적했다. (DF). 손상 축삭 (D), 부분적으로 절단 축삭 (E), 또는 완전히 제거 축삭 (F)와 MB 바이폴라 셀 단말기의 형광 이미지. 알렉사 555 (A20501MP, Invitrogen) 형광 색소는 사전 녹화로 내부 솔루션으로 채워졌다. 즉시 패치 - 클램프 녹음 후, 망막 슬라이스는 인산 버퍼 솔루션 4 % (wt / 권) paraformaldehyde (P6148, 시그마) (70,013, GIBCO)로 이전하고 30 incubated되었습니다분. 슬라이스는 변색 방지 에이전트 (Biomeda 법인)과 수성 장착 매체 Superfrost 슬라이드 (피셔 과학)에 탑재되었습니다. 알렉사 555 포함 MB 바이폴라 전지 단말기는 공촛점 레이저 스캐닝 현미경 (LSM 710, 칼 자이스 혈구)에 40x 물 침지 목표를 사용하여 555 nm의 레이저 라인 (적색)와 조회되었습니다. 축삭 터미널 (파란색 화살표)에서 튀어나온 작은 telodendria의 appendages의 존재를합니다. 스케일 바는 10 μm의를 (- F) 나타냅니다. INL : 내부 핵 계층, IPL : 내부 plexiform 층, GCL : 신경절 세포 계층.
그림 2. axotomized하고 그대로 MB 바이폴라 셀 단말기의 전기적 특성. -70 MV로 -60 MV의 유지 가능성에서 전압 클램프 단계 hyperpolarization에 의해 활성화 (A, C) 과도 전류 응답. -10 MV 전압 클램프 단계로 짧은 전류 응답이 발생할 수 있습니다 : 1) 단일 빠른 지수 현재 axotomized 터미널을 나타내는 -70 MV (높은 입력 저항과 부패, 패널) 또는 2) -70 MV (지표에서 낮은 입력 저항과 이중 지수 감쇠 손상 터미널, 패널 C는;) 12, 14, 15도 참조하십시오. (B, D) 칼슘 2 + 전류와 막 커패시턴스 점프는 -70에서 0 뮤직 비디오로 단계 탈분극에 의해 evoked했다. 시간 해결 막 커패시턴스 측정 -70 뮤직 비디오 6 쉬고 개최 가능성에 겹쳐 2 kHz에서 sinewave 자극을 사용합니다. 붉은 추적은 커패시턴스 데이터 포인트의 평균 가치입니다. 그림 2B와 2D의 커패시턴스 점프는 모두 약 200 FF와 동일하다는 점을 염두에 두십시오.
그림 3. 카 2 직접 측정 + 영상 신호, exocytosis, 그리고 M에서 억제 의견B 바이폴라 전지 단자. (A) 칼슘 2 일시적인 상승은 MB 단말기의 telodendria에 + 농도는 200 MS (화살표)를 -70에서 0 MV하는 전압 클램프 단계 탈분극에 의해 활성화되었다. 오레곤 그린 488 BAPTA - 1 (100 μm의), 칼슘 2 + 지표 염료는 패치 피펫에 포함되었습니다. MB telodendria (빨간색 점선으로 표시 관심 지역)의 (B) 대응 형광 이미지. 신경 전달 물질 릴리스 (exocytosis)의 (C) 단기 시냅스 우울증. 0 MV (200 MS 간 펄스 간격 상단 추적) 20 석사 depolarizations 한 켤레에 의해 evoked 칼슘 2 + 전류 (중간 추적)와 막 커패시턴스 (하단 추적). 화살표는 칼슘 2 exocytosed 양자 효과 + 현재와도 인접 세포 amacrine 15 21 GABAergic 상호 피드백 억제. 나타냅니다 그 칼슘 2 양성자 - 중재 억제가 + 현재와 또한 놀았어 참고Aergic 상호 피드백 억제는 또한 시냅스 vesicles의 exocytosis에 의한 커패시턴스 점프가 최초 depolarizing 응답에 존재한다.
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우리의 프로토콜에서 중요하고 어려운 단계는 한천 용액 (3.4 프로토콜)에 망막의 작품의 전송이다. 그것은 조심스럽게 망막 조각에서 유리체 유머와 잔여 슬라이스 솔루션을 제거하고 왜곡이나 굴곡없이 전송하는 것이 필요합니다. 이것을 달성하기 위해, 우리는 제보가 망막을 위치에 직각 팁 포셉 (11251-35, 파인 과학 도구)와 함께, 90 ° 각도를 형성하기 위해 구부리고 작은 주걱을 (2...
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우리는 공개 경쟁 관심이 없습니다.
우리가 실험실에서 프로토콜을 사용하여 시작할 때 우리는 한천 - 임베디드 망막 슬라이스 준비 그의 종류 설명 박사 프레드 Rieke 감사합니다. 우리는 또한 도식 개요 및 Drs의 그림에 대한 로리 Vaskalis 주셔서 감사합니다. 텍스트 및 비디오에 도움이 덧글에 대한 Veeramuthu Balakrishnan과 Soyoun 조. 이 작품은 네이 - NIH RO1 교부금에 의해 지원되었고, 또한 부분적으로 한국 정부에 의해 자금을 한국 학술 진흥 재단 그랜트에 의해 지원되었다 [KRF - 2008-357 - E00032].
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Name | Company | Catalog Number | Comments |
시약의 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
낮은 겔화 온도 한천 | 시그마 | A0701 | 아가로 오스 유형 VII - A |
패치 피펫 | 세계 정밀 계측기 | 1B150F - 4 | 두꺼운 벽으로 둘러싸인 (1.5 mm 외경) borosilicate 유리 |
수직 풀러 | Narishige | PP830 | |
치과 왁스 | Cavex | ||
봄 가위 | 파인 과학 도구 | 15003-08 | |
45 ° 직각 좋은 팁 포셉 | 파인 과학 도구 | 11251-35 | |
면도날 | Personna | 양날, 70 % 에탄올과 H 2 O로 세척 | |
원통형 튜브 | Fisherbrand | 03-338 - 1B | 폴리에틸렌 샘플 튜브 2.5 ML |
Hyaluronidase | 시그마 | H6254 | |
Vibratome 슬라이 | Leica | VT1000S 또는 VT1200S | |
직립 현미경 | 올림포스 산 | BX51WI | |
60x 물 침지 목표 | 올림포스 산 | LUMPlanFl | NA 0.90 |
CCD 카메라 | 소니 | XC - 75 | |
카메라 컨트롤러 | 하마 마츠 | C2400 | |
모니터 | 소니 | 13 "흑백 모니터 | |
주사기 필터 | Nalgene | 0.2 μm의 | |
Micromanipulator | 셔터 악기 | MPC - 200 | |
잠금 기능 증폭기 | HEKA | EPC-9/10 증폭기는 소프트웨어 에뮬레이션을 가지고 | |
회전 디스크 레이저 공촛점 현미경 | Yokogawa | CSU - X1 | 패치 후 라이브 세포 이미징은 전체 휴대폰 녹음 클램프 |
Slidebook 소프트웨어 | 지능형 이미징 인 스트 루먼트 (3i) | 이미징 데이터 수집 및 분석 | |
Paraformaldehyde | 시그마 | P6148 | |
인산 버퍼 용액 | 노병BCO | 70,013 | |
Superfrost 슬라이드 | 피셔 과학 | 슬라이드 유리 | |
안티 페이딩 대리인 | Biomeda 법인. | ||
공촛점 레이저 스캐닝 현미경 | 칼 자이스 혈구 | LSM 710 | 고정 조직의 영상 |
주걱 | Fisherbrand | 21-401 - 25B | |
마누엘 수직 슬라 이서 | Narishige | ST - 20 | |
오레곤 그린 488 BAPTA - 1 | Invitrogen | O - 6806 | 칼슘 2 + 민감한 형광 염료 |
알렉사 형석 555 히드라 지드 | Invitrogen | A - 20501MP | 형광 염료 |
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