Name: preparation of horizontal slices of adult mouse retina for electrophysiological studies
Uploaded: 2017-01-27T14:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 2 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Horizontal Slices of Adult Mouse Retina for Electrophysiological Studies at JoVE.com

This work was supported by the Deutsche Forschungsgemeinschaft DFG FOR701 and FE464/11-1 to A.F. The authors want to acknowledge the excellent technical assistance of Andrea Nerz.

Todos os procedimentos foram realizados de acordo com as diretrizes para experiências com animais emitidos pela República Federal da Alemanha. Observação: Uma vez que o tecido da retina vai ser desprovido de oxigénio durante partes prolongadas deste processo, todos os passos devem ser realizadas tão depressa quanto possível. Ratos deve ser escuro adaptado pelo menos 3 horas antes da dissecção. Para evitar a adaptação à luz da retina, a preparação e o corte deve ser realizado sob luz vermelha fraca. 1. Preparação da mídia e de outros produtos químicos <ol><li> Prepare Ames &#39;Medium 6. Após a dissecação, imergir tecido da retina em Meio de Ames em todos os momentos. <ol><li> Dissolver 2,2 g de Ames &#39;Médio e 298 mg HEPES em 250 ml de água destilada. A concentração de HEPES irá ser de 5 mm. Mexa delicadamente até que todas as partículas são dissolvidas. </li><li> Médio da bolha Ames à temperatura ambiente com carbogénio (95% de oxigénio, 5% carrodióxido de bon) durante pelo menos 5 min. carbogénio de alimentação com uma pipeta de Pasteur de vidro para a solução. Ligue o pipeta Pasteur através de uma tubagem adequada para a saída do regulador de gás. </li><li> Adicionar 475 mg de sódio-bicarbonato de sódio à solução. A adição de bicarbonato após borbulhamento evita a precipitação de carbonato de cálcio. </li></ol></li><li> Prepare baixo agarose temperatura de gelificação. A agarose é necessária para a incorporação do tecido da retina durante o corte vibratome. <ol><li> Dissolve-se 180 mg de agarose em 9 ml de Meio de Ames e 1 ml de água destilada. Usar um forno de microondas para aquecer lentamente a solução de agarose até todos os sólidos estarem dissolvidos. Calor em 5 - 10 incrementos seg para evitar transbordamento. Solução deve ser límpida e transparente. </li><li> Loja dissolver a agarose em banho de água a 37 ° C durante a duração do processo. </li></ol></li></ol> 2. Configurando o Vibratome NOTA: Todos corte foi realizado com ovibratome listados na Tabela Materiais. As definições dadas referem-se a este tipo de apenas vibratome. Para mais detalhes sobre vibratome seccionamento do tecido neural consulte Referência 7. <ol><li> Coloque vibratome lâmina injector no suporte da lâmina. </li><li> Medir a deflexão vertical da lâmina com o dispositivo &quot;VibroCheck&quot;. Usar o parafuso de ajustamento no suporte da lâmina para inclinar a lâmina até que é paralelo ao plano de corte. O posicionamento exacto da lâmina é necessário para prevenir os efeitos do estore veneziano sobre a superfície da secção e para produzir uma secção plana que contém as células vivas sobre a sua superfície. </li><li> Definir vibratome com as seguintes configurações: amplitude, 1,00; velocidade, 0.20; espessura, 180-200 uM. </li></ol> 3. Dissecção do mouse Retina <ol><li> Anestesie adultos C57BL / 6 de rato por vaporização de cerca de 1 ml de isoflurano num recipiente estanque ao ar. Quando a anestesia é completa, a eutanásia dos animais por deslocação cervical. orato não devem ter mais de 3 meses, de outro modo a qualidade das fatias irá deteriorar-se. </li><li> Remover olho bola, colocando uma pinça curva sob o olho. Gentilmente levantando a bola do olho irá expor o nervo óptico. Cortar o nervo óptico com uma tesoura primavera e transferir a bola de olho para uma placa de Petri de 35 mm contendo 2 ml de Ames Médio. </li><li> Realizar todas as etapas subseqüentes no palco de um microscópio estéreo. Ajustar a ampliação para um valor que permite o controlo visual optimizada dos seguintes procedimentos (as etapas de 3,4-3,9). </li><li> Perfurar a córnea na transição para a esclera com uma pinça de pontas ou de uma agulha 20 G. Durante esta etapa, equilibrar a bola de olho com outro fórceps. Tenha cuidado para não danificar a retina com o dispositivo de perfuração. </li><li> Insira a tesoura primavera no pequeno orifício feito na etapa 3.3 e cortar um círculo ao redor da córnea. Mais uma vez, segurar a bola do olho com uma pinça durante o corte. Manter a incisão muito perto da superfície de modo a não cut na retina. </li><li> Remova cuidadosamente córnea, cristalino e corpo vítreo com uma pinça. O corpo vítreo é composto apenas por uma camada fina e transparente na parte de trás do olho. No entanto, é essencial para vibratome seccionamento que o corpo vítreo é totalmente removido. </li><li> Na placa de Petri, posicionar a ocular de uma forma que se olha através do furo para baixo, sobre a retina. O aro da abertura deve ser composto de apenas tecido escleral. Se o corte circular (passo 3.4) foi levada a cabo demasiado perto do equador da ocular, tecido da retina, também estará presente próximo da incisão. Tenha cuidado, em seguida, para não danificar a retina no passo 3.8. </li><li> Agarrar a esclera com uma pinça e arrancar com cuidado o tecido distante. É essencial para não romper a retina durante este passo. Se necessário, descolar a retina do ora serrata por equilibrando a parte escleral do tecido com a pinça e cuidadosamente descascar a retina com os outros fórceps. Mantenha a pinça fechada; nunca manuseie a retina com uma pinça desde o tecido é muito macio e dará lugar imediatamente. NOTA: Nesta etapa, a retina e o resto da ocular será ligado apenas na cabeça do nervo óptico. </li><li> Corte o local de ligação na cabeça do nervo óptico com a tesoura primavera. A retina deve agora ser flutuando livremente como uma só peça de tecido em Meio de Ames. </li><li> Cortar a retina em 4 - 6 pequenos retângulos de aproximadamente 23 mm, utilizando uma lâmina de bisturi curvado, segurando a retina ao longo das bordas com a pinça, para manipulá-lo na posição. Evite trilhar o tecido da retina dentro dos retângulos. Aqui peças das partes central da retina, e não a periferia longe. </li><li> Transferir peças da retina com um grande diâmetro de Pasteur de plástico pipeta para uma placa de petri de plástico de 35 mm, o fundo do qual tem sido substituído por uma malha com tamanho da grade inferior a 1 mm. Fixar a placa de Petri dentro do terço superior de uma garrafa ou recipiente cónico e submergir peças da retina de BU Médio Amesbbled com carbogênio. </li></ol> 4. Incorporação de Retinal Pieces em Agarose <ol><li> transferir cuidadosamente 2 - 3 partes da retina em cerca de 35 mm plástico de Petri em conjunto com alguns dos Ames Médio. É mais conveniente usar um grande diâmetro de Pasteur de plástico pipeta de transferência. Neste passo, a orientação exacta das peças da retina não importa. </li><li> Remover o máximo possível de Meio de Ames remanescente &#39;com uma pipeta de Pasteur de vidro. Assim que o líquido foi removido prosseguir com o passo 4.3. Não deixe que a seca tecido da retina. </li><li> Imediatamente cobrir peças da retina com 2 ml de dissolver a agarose (37 ° C). Dado o tamanho mencionado na etapa 3.10, as peças não irá enrolar-se dentro do agarose. </li><li> Dentro do líquido de agarose, suavemente empurrar partes da retina ao fundo do prato de petri. A camada de células ganglionares deve estar voltada para baixo. Use um microscópio estéreo para julgamento da posição exata. Para o posicionamento, lidar com pi da retinaECES com uma pequena espátula. Posicionar a retina o mais rápido e preciso possível uma vez que a agarose irá solidificar rapidamente. <ol><li> Providenciar partes da retina paralela ao fundo do prato de vidro; caso contrário, as seções serão tangencial ou oblíqua. peças individuais não devem tocar uns aos outros, mas também não deve ser muito longe. Tentar colocar as peças da retina mais ou menos no mesmo nível horizontal. </li></ol></li><li> Coloque placa de petri de vidro com peças da retina encaixada no refrigerador (4-6 ° C) durante pelo menos 2 min. Isto irá rapidamente endurecer a agarose para processamento posterior. Assim que a agarose foi polimerizado prosseguir com o próximo passo. </li></ol> 5. Montagem da retina Pieces <ol><li> Remova cuidadosamente o bloco de agarose contendo pedaços de retina da placa de Petri. Usar uma espátula ou um dispositivo semelhante ao levantar o bloco de agarose a partir do vidro. Devido às forças adesivas, isso pode vir a ser bastante difícil. No entanto, evitar a quebra dobloco de agarose. Realizar este e todos os passos subsequentes à temperatura ambiente. </li><li> Coloque o bloco de agarose em uma lamela de vidro e ajustar seu tamanho, com uma lâmina de bisturi. Deixar 1 - 2 mm de agarose em cada lado das peças da retina. O tamanho final do bloco deve ser de cerca de 1,066 milímetro (10 mm refere-se à altura do bloco, 6 mm ao seu comprimento de bordo). </li><li> Cole o bloco de agarose para o suporte de amostras do vibratome usando um adesivo instantâneo. peças da retina devem ser localizado na parte superior do bloco de alta 10 mm, e orientado paralelamente à sua superfície, enquanto a parte inferior é afixada ao suporte. </li><li> Cubra o bloco imediatamente por vazamento médio do Ames anteriormente borbulhar &quot;na bandeja de tampão do vibratome. </li></ol> 6. Preparação Horizontal vibratome Secções <ol><li> Comece o corte. No primeiro, definir a espessura de cortar manualmente até fragmentos de tecido da retina aparecer na fatia. Em seguida, altere as configurações no passo 2.3. Desde oretina do rato é apenas cerca de 200 um de espessura, não haverá mais do que 2-3 fatias por bloco de agarose. </li><li> Remover seções da bandeja de tampão com uma vareta de vidro e transferi-los para 2 ml de Meio Ames &#39;em uma placa de Petri de 35 mm. </li><li> Secções de armazenamento imediatamente em uma incubadora a 37 ° C (5% CO2 / 55% de O 2). A agarose em torno das secções permanecerão sólido na incubadora e pode ser usado para manipular as secções sem danificar a retina. Melhor qualidade fatia é obtida quando o armazenamento a 37 ° C no interior da respectiva atmosfera comparação com Médio Ames oxigenado &#39;à TA. As secções podem ser utilizadas imediatamente ou podem ser armazenadas até quatro horas na incubadora com bons resultados fisiológicos. </li><li> Incorporar próximos pedaços de retina em agarose e repetir Secções 4 - 6. </li></ol>

<ol>
	<li>DeVries, S. H., Li, W., Saszik, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Parallel+processing+in+two+transmitter+microenvironments+at+the+cone+photoreceptor+synapse.">Parallel processing in two transmitter microenvironments at the cone photoreceptor synapse.</a> Neuron. 50, 735-748 (2006).</li><li>Jackman, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+the+synaptic+ribbon+in+transmitting+the+cone+light+response.">Role of the synaptic ribbon in transmitting the cone light response.</a> Nature Neuroscience. 12 (3), 303-310 (2009).</li><li>Rabl, K., Cadetti, L., Thoreson, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetics+of+exocytosis+is+faster+in+cones+than+in+rods.">Kinetics of exocytosis is faster in cones than in rods.</a> J. Neurosci. 25 (18), 4633-4640 (2005).</li><li>Singer, J. H., Lassov&#225;, L., Vardi, N., Diamond, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coordinated+multivesicular+release+at+a+mammalian+ribbon+synapse.">Coordinated multivesicular release at a mammalian ribbon synapse.</a> Nature Neuroscience. 7 (8), 826-833 (2004).</li><li>Peichl, L., Gonz&#225;lez-Soriano, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Morphological+types+of+horizontal+cell+in+rodent+retinae:+a+comparison+of+rat,+mouse,+gerbil,+and+guinea+pig.">Morphological types of horizontal cell in rodent retinae: a comparison of rat, mouse, gerbil, and guinea pig.</a> Vis. Neurosci. 11, 501-517 (1994).</li><li>Ames, A., Nesbett, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vitro+retina+as+an+experimental+model+of+the+central+nervous+system.">In vitro retina as an experimental model of the central nervous system.</a> J. Neurochem. 37 (4), 867-877 (1981).</li><li>Mathis, D. M., Furman, J. J., Norris, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preparation+of+acute+hippocampal+slices+from+rats+and+transgenic+mice+for+the+study+of+synaptic+alterations+during+aging+and+amyloid+pathology.">Preparation of acute hippocampal slices from rats and transgenic mice for the study of synaptic alterations during aging and amyloid pathology.</a> J. Vis. Exp. (49), (2011).</li><li>Peichl, L., Sandmann, D., Boycott, B. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparative+anatomy+and+function+of+mammalian+horizontal+cells.">Comparative anatomy and function of mammalian horizontal cells.</a> Development of the Retina. , (1998).</li><li>Feigenspan, A., Babai, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+properties+of+spontaneous+excitatory+currents+and+encoding+of+light/dark+transitions+in+horizontal+cells+of+the+mouse+retina.">Functional properties of spontaneous excitatory currents and encoding of light/dark transitions in horizontal cells of the mouse retina.</a> Eur. J. Neurosci. 42 (9), 2615-2632 (2015).</li><li>Enoki, R., Jakobs, T. C., Koizumi, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Horizontal+slice+preparation+of+the+retina.">Horizontal slice preparation of the retina.</a> J. Vis. Exp. (1), e108 (2006).</li><li>Babai, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+roles+of+complexin3+and+complexin4+at+mouse+photoreceptor+ribbon+synapses.">Functional roles of complexin3 and complexin4 at mouse photoreceptor ribbon synapses.</a> J. Neurosci. 36, 6651-6667 (2016).</li><li>Thoreson, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Horizontal+slices+of+mouse+retina+expose+horizontal+cells+and+their+properties+(Commentary+on+Feigenspan+&amp;+Babai).">Horizontal slices of mouse retina expose horizontal cells and their properties (Commentary on Feigenspan &amp; Babai).</a> Eur. J. Neurosci. 42 (9), 2613-2614 (2015).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Em contraste com fatias verticais, a morfologia dendrítica de neurónios e radialmente orientadas, como as células horizontais e células amácrinas é bem preservada. Em comparação com as preparações de retina inteiros, estes tipos de células são facilmente acessíveis para microeléctrodos e pode ser estudado por ambos os métodos electrofisiológicos e de imagem. Aqui, nós nos concentramos na retina externa; No entanto, uma abordagem semelhante tem sido reportado especialmente para células amácrinas da ret...

A informação visual é codificado como um padrão espaço-temporal dinâmica de ativação de fotorreceptores, e da sinapse fita entre fotorreceptores e neurônios de segunda ordem determina a transferência a jusante da informação visual. A preparação fatia vertical da retina de mamífero é uma ferramenta muito valiosa para estudar o processamento de sinais em vias verticais, ou seja, entre os fotorreceptores e as células bipolares, e entre células bipolares e alguns tipos de célula amacrine 1, 2, 3, 4. No entanto, de corte vertical, sempre causa grave truncagem dos campos dendríticas de muitos neurônios da retina, levando à perda considerável de contatos sinápticos. Especialmente na retina externa, células horizontais são afetados devido aos seus campos dendríticas estendidos lateralmente, distribuídos e sistemas de terminais axônio 5. Numa verticaispreparação fatia, a entrada sináptica de centenas de terminais cone fotorreceptoras para os dendritos de uma célula horizontal é, assim, reduzida a alguns contactos esparsas. Isto pode ser suficiente para estudar as propriedades de sinapses individuais, mas não representam de nenhum modo as capacidades de processamento de sinal sincronizado subjacentes a activação das sinapses fita de fotorreceptores. Assim, desenvolvemos uma preparação fatia horizontal, o que deixa a quase totalidade do fotorreceptores cone de entrada sináptica para dendrites horizontais intacta e funcional. O plano de seccionamento corre paralelo à superfície da retina, idealmente o corte através da camada nuclear interna entre as células horizontais e células amácrinas. Deste modo, as fatias horizontais da retina externa são criadas, contendo, no sítio pré-sináptica, os fotorreceptores com segmentos interiores e exteriores, bem como terminais sinápticos, e células horizontais e células bipolares no local pós-sináptica. Esta preparação é bem adequado to investigar entradas sinápticas coordenadas em dendritos das células horizontais por todos os cones fotorreceptores dentro de seu campo dendrítica. Assim, pode ser útil para compreender melhor o funcionamento da sinapse fita de fotorreceptores, que é crucial para a transferência de informação visual a partir da matriz de ativação de fotorreceptores em uma resposta pós-sináptica.

<table><tbody><tr><td>Ames&#039; Medium</td><td>Sigma</td><td>A1420</td><td></td></tr><tr><td>Sodium Bicarbonate</td><td>Sigma</td><td>S5761</td><td></td></tr><tr><td>Hepes</td><td>Sigma</td><td>H3375</td><td></td></tr><tr><td>Carbogen</td><td>Air Liquide</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Agarose</td><td>Sigma</td><td>A9045</td><td></td></tr><tr><td>35 mm Petri dish (plastic)</td><td>Nunc Thermofisher</td><td>150318</td><td></td></tr><tr><td>Glass Petri dish</td><td>Chemoline</td><td>50-1470-40</td><td></td></tr><tr><td>Isoflurane</td><td>Dispensary university hospital</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vibratome injector blade</td><td>Biosystems</td><td>39053250</td><td></td></tr><tr><td>Vibratome</td><td>Leica Microsystems</td><td>VT1200</td><td></td></tr><tr><td>Vibrocheck</td><td>Leica Microsystems</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Microwave</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Water bath</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Forceps</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>20 G needles</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Spring scissors</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Curved scalpel blades</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Stereo microscope</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Plastic Pasteur pipette</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Glass Pasteur pipette</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

preparation of horizontal slices of adult mouse retina for electrophysiological studies

preparações fatia vertical são bem estabelecido para o estudo e circuitos de transmissão de sinal na retina de mamífero adulto. O plano de corte nestas preparações é perpendicular à superfície da retina, tornando-o ideal para o estudo dos neurónios e radialmente orientadas, como os fotorreceptores e as células bipolares. No entanto, as grandes células de mandris dendríticas, células horizontais amácrinas de campo amplo, e as células ganglionares são na maior parte truncada, deixando marcadamente reduzida actividade sináptica nestas células. Considerando que as células ganglionares e células amácrinas deslocadas pode ser estudada em toda uma preparação-montada da retina, células horizontais e células amácrinas localizados na camada nuclear interna são pouco acessível para eléctrodos no tecido da retina inteira. Para alcançar o máximo de acessibilidade e integridade sináptica, desenvolvemos uma preparação fatia horizontal da retina do rato, e estudou a transmissão do sinal na sinapse entre fotorreceptores e horizontalcélulas. corte horizontal permite (1) identificação visual fácil e não ambígua de corpos celulares horizontais para segmentação eletrodo, e (2) a preservação dos campos dendríticas de células horizontal estendidos, como um pré-requisito para cone de entrada sináptica intacta e funcional para os dendritos das células horizontais. células horizontais de fatias horizontais exibiram atividade sináptica tónico no escuro, e eles responderam a breves flashes de luz com uma redução da atividade sináptica atual e diminuída para dentro. evidência imunocitoquímica indica que quase todos os cones dentro do campo dendrítica de uma célula horizontal estabelecer sinapses com os dendritos periféricos. A preparação fatia horizontal é, portanto, bem adequado para estudar as propriedades fisiológicas dos neurônios da retina estendida horizontalmente, bem como transmissão de sinais sensoriais e de integração através das sinapses selecionados.

<html> Em fatias horizontais da retina de rato, corpos celulares horizontais podem ser facilmente identificados de acordo com a sua morfologia original com vários dendritos primários emergentes a partir de um corpo celular poligonal (Figura 1A). corpos celulares horizontal localizada perto da superfície da fatia foram rotineiramente acessível para eléctrodos de patch-clamp. Durante gravações, as células foram preenchidos com um corante fluorescente, revelando a su...

Watch this Scientific Journal Video about Preparation of Horizontal Slices of Adult Mouse Retina for Electrophysiological Studies at JoVE.com

Preparation of Horizontal Slices of Adult Mouse Retina for Electrophysiological Studies

Nós desenvolvemos uma preparação fatia horizontal da retina de mamífero adulto com o plano de corte paralelo à superfície da retina. campos dendríticos de neurônios da retina orientados nonradially não foram truncados, permitindo o estudo do processamento de sinal com técnicas de patch-clamp e de imagem.

Preparação de horizontais Fatias de rato adulto Retina de Estudos eletrofisiológicos

Vertical slice preparations are well established to study circuitry and signal transmission in the adult mammalian retina. The plane of sectioning in ...

preparation-horizontal-slices-adult-mouse-retina-for

Research

JoVE Journal

Neuroscience

10.0K visualizações.  Friedrich-Alexander-University (FAU) Erlangen-Nürnberg.  Nós desenvolvemos uma preparação fatia horizontal da retina de mamífero adulto com o plano de corte paralelo à superfície da retina. campos dendríticos de neurônios da retina orientados nonradially não foram truncados, permitindo o estudo do processamento de sinal com técnicas de patch-clamp e de imagem. 

Vídeo: Preparation of Horizontal Slices of Adult Mouse Retina for Electrophysiological Studies

Horizontal Slice Preparation of the Retina

Traditionally the vertical slice and the whole-mount preparation of the retina have been used to study the function of retinal circuits. However, many of retinal neurons, such as amacrine cells, expand their dendrites horizontally, so that the morphology of the cells is supposed to be severely damaged in the vertical slices. In the whole-mount preparation, especially for patch-clamp recordings, retinal neurons in the middle layer are not easily accessible due to the extensive coverage of glial cell (Mueller cell) s endfeets. Here, we describe the novel slicing method to preserve the dendritic morphology of retinal neurons intact. The slice was made horizontally at the inner layer of the retina using a vibratome slicer after the retina was embedded in the low-temperature melting agarose gel. In this horizontal slice preparation of the retina, we studied the function of retinal neurons compared with their morphology, by using patch-clamp recording, calcium imaging technique, immunocytochemistry, and single-cell RT-PCR.

Traditionally the vertical slice and the whole-mount preparation of the retina have been used to study the function of retinal circuits. Here, we describe the novel slicing method to preserve the dendritic morphology of retinal neurons intact.

Preparação Slice horizontal da Retina

Traditionally the vertical slice and the whole-mount preparation of the retina have been used to study the function of retinal circuits. However, many of ...

Biologia

Patch Clamp Recordings from Mouse Retinal Neurons in a Dark-adapted Slice Preparation

Our visual experience is initiated when the visual pigment in our retinal photoreceptors absorbs photons of light energy and initiates a cascade of intracellular events that lead to closure of cyclic-nucleotide-gated channels in the cell membrane. The resulting change in membrane potential leads in turn to reductions in the amount of neurotransmitter release from both rod and cone synaptic terminals. To measure how the light-evoked change in photoreceptor membrane potential leads to downstream activity in the retina, scientists have made electrophysiological recordings from retinal slice preparations for decades1,2. In the past these slices have been cut manually with a razor blade on retinal tissue that is attached to filter paper; in recent years another method of slicing has been developed whereby retinal tissue is embedded in low gelling temperature agar and sliced in cool solution with a vibrating microtome3,4. This preparation produces retinal slices with less surface damage and very robust light-evoked responses. Here we document how this procedure can be done under infrared light to avoid bleaching the visual pigment.

Here we describe a procedure for generating dark-adapted slices of the mouse retina for electrophysiological recordings.

Remendo Recordings Grampo de neurônios da retina do rato em um Preparação Slice Dark-adaptados

Our visual experience is initiated when the visual pigment in our retinal photoreceptors absorbs photons of light energy and initiates a cascade of ...

Neurociência

Transretinal ERG Recordings from Mouse Retina: Rod and Cone Photoresponses

There are two distinct classes of image-forming photoreceptors in the vertebrate retina: rods and cones. Rods are able to detect single photons of light whereas cones operate continuously under rapidly changing bright light conditions. Absorption of light by rod- and cone-specific visual pigments in the outer segments of photoreceptors triggers a phototransduction cascade that eventually leads to closure of cyclic nucleotide-gated channels on the plasma membrane and cell hyperpolarization. This light-induced change in membrane current and potential can be registered as a photoresponse, by either classical suction electrode recording technique1,2 or by transretinal electroretinogram recordings (ERG) from isolated retinas with pharmacologically blocked postsynaptic response components3-5. The latter method allows drug-accessible long-lasting recordings from mouse photoreceptors and is particularly useful for obtaining stable photoresponses from the scarce and fragile mouse cones. In the case of cones, such experiments can be performed both in dark-adapted conditions and following intense illumination that bleaches essentially all visual pigment, to monitor the process of cone photosensitivity recovery during dark adaptation6,7. In this video, we will show how to perform rod- and M/L-cone-driven transretinal recordings from dark-adapted mouse retina. Rod recordings will be carried out using retina of wild type (C57Bl/6) mice. For simplicity, cone recordings will be obtained from genetically modified rod transducin &alpha;-subunit knockout (T&alpha;-/-) mice which lack rod signaling8.

We describe a relatively simple method of transretinal electroretinogram (ERG) recordings for obtaining rod and cone photoresponses from intact mouse retina. This approach takes advantage of the block of synaptic transmission from photoreceptors to isolate their light responses and record them using field electrodes placed across the isolated flat-mounted retina.

Transretinal Recordings ERG de Retina do mouse: Rod e Photoresponses Cone

There are two distinct classes of image-forming photoreceptors in the vertebrate retina: rods and cones. Rods are able to detect single photons of light ...

Vibratome Sectioning Mouse Retina to Prepare Photoreceptor Cultures

The retina is a part of the central nervous system that has organized architecture, with neurons in layers from the photoreceptors, both rods and cones in contact with the retinal pigmented epithelium in the most distant part on the retina considering the direction of light, and the ganglion cells in the most proximal distance. This architecture allows the isolation of the photoreceptor layer by vibratome sectioning. The dissected neural retina of a mouse aged 8 days is flat-embedded in 4% gelatin on top of a slice of 20% gelatin photoreceptor layer facing down. Using a vibratome and a double edged razor blade, the 100 &#181;m thick inner retina is sectioned. This section contains the ganglion cells and the inner layer with notably the bipolar cells. An intermediary section of 15 &#181;m is discarded before 200 &#181;m of the outer retina containing the photoreceptors is recovered. The gelatin is removed by heating at 37 &#176;C. Pieces of outer layer are incubated in 500 &#181;l of Ringer&#39;s solution with 2 units of activated papain for 20 min at 37 &#176;C. The reaction is stopped by adding 500 &#181;l 10% fetal calf serum (FCS) in Dulbecco&#39;s Modified Eagle Medium (DMEM), then 25 units of DNAse I is added before centrifugation at RT, washed several times to remove serum and the cells are resuspended in 500 &#181;l of DMEM and seeded at 1 x 105 cells/cm2. The cells are grown to 5 days in vitro and their viability scored using live/dead assay. The purity of the culture is first determined by microscopic observation during the experiment. The purity is then validated by seeding and fixing cells on a histological slide and analyzing using a rabbit polyclonal anti-SAG, a photoreceptor marker and mouse monoclonal anti-RHO, a rod photoreceptor specific marker. Alternatively, the photoreceptor layer (97% rods) can be used for gene or protein expression analysis and for transplantation.

Neural retina of a mouse aged 8 days is on top of a 4% gelatin block. After isolation of the photoreceptor layer (200 &#181;m) by vibratome, the photoreceptors are seeded after mechanical and enzymatic dissociation for culture. The photoreceptor layer can be used for molecular, biochemical analyses or transplantation.

Vibratome Seccionamento Rato Retina de Preparar culturas Fotorreceptoras

The retina is a part of the central nervous system that has organized architecture, with neurons in layers from the photoreceptors, both rods and cones in ...

Recording Light-evoked Postsynaptic Responses in Neurons in Dark-adapted, Mouse Retinal Slice Preparations Using Patch Clamp Techniques

The retina is the gateway to the visual system. To understand visual signal processing mechanisms, we investigate retinal neural network functions. Retinal neurons in the network comprise of numerous subtypes. More than 10 subtypes of bipolar cells, ganglion cells, and amacrine cells have been identified by morphological studies. Multiple subtypes of retinal neurons are thought to encode distinct features of visual signaling, such as motion and color, and form multiple neural pathways. However, the functional roles of each neuron in visual signal processing are not fully understood. The patch clamp method is useful to address this fundamental question. Here, a protocol to record light-evoked synaptic responses in mouse retinal neurons using patch clamp recordings in dark-adapted conditions is provided. The mouse eyes are dark-adapted O/N, and retinal slice preparations are dissected in a dark room using infrared illumination and viewers. Infrared light does not activate mouse photoreceptors and thus preserves their light responsiveness. Patch clamp is used to record light-evoked responses in retinal neurons. A fluorescent dye is injected during recordings to characterize neuronal morphological subtypes. This procedure enables us to determine the physiological functions of each neuron in the mouse retina.

We will demonstrate how to prepare retinal slices from the mouse eye and record light responses in retinal neurons. The entire procedure is conducted in dark-adapted conditions.

Gravação Light-provocou respostas pós-sinápticos nos neurônios em Dark-adaptados, Preparações da retina do rato fatia usando técnicas Grampo patch

The retina is the gateway to the visual system. To understand visual signal processing mechanisms, we investigate retinal neural network functions. ...

Imaging Ca2+ Dynamics in Cone Photoreceptor Axon Terminals of the Mouse Retina

Retinal cone photoreceptors (cones) serve daylight vision and are the basis of color discrimination. They are subject to degeneration, often leading to blindness in many retinal diseases. Calcium (Ca2+), a key second messenger in photoreceptor signaling and metabolism, has been proposed to be indirectly linked with photoreceptor degeneration in various animal models. Systematically studying these aspects of cone physiology and pathophysiology has been hampered by the difficulties of electrically recording from these small cells, in particular in the mouse where the retina is dominated by rod photoreceptors. To circumvent this issue, we established a two-photon Ca2+ imaging protocol using a transgenic mouse line that expresses the genetically encoded Ca2+ biosensor TN-XL exclusively in cones and can be crossbred with mouse models for photoreceptor degeneration. The protocol described here involves preparing vertical sections (&#8220;slices&#8221;) of retinas from mice and optical imaging of light stimulus-evoked changes in cone Ca2+ level. The protocol also allows &#8220;in-slice measurement&#8221; of absolute Ca2+ concentrations; as the recordings can be followed by calibration. This protocol enables studies into functional cone properties and is expected to contribute to the understanding of cone Ca2+ signaling as well as the potential involvement of Ca2+ in photoreceptor death and retinal degeneration.

Imaging Ca2+ Dynamics in Cone Photoreceptor Axon Terminals of the Mouse Retina

We describe a protocol to monitor Ca2+ dynamics in the axon terminals of cone photoreceptors using an ex-vivo&#160;slice preparation of the mouse retina. This protocol allows comprehensive studies of cone Ca2+ signaling in an important mammalian model system, the mouse.

Imagem Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Dynamics nos terminais Cone fotorreceptores Axon do mouse Retina

Retinal cone photoreceptors (cones) serve daylight vision and are the basis of color discrimination. They are subject to degeneration, often leading to ...

Prolonged Incubation of Acute Neuronal Tissue for Electrophysiology and Calcium-imaging

Acute neuronal tissue preparations, brain slices and retinal wholemount, can usually only be maintained for 6 - 8 h following dissection. This limits the experimental time, and increases the number of animals that are utilized per study. This limitation specifically impacts protocols such as calcium imaging that require prolonged pre-incubation with bath-applied dyes. Exponential bacterial growth within 3 - 4 h after slicing is tightly correlated with a decrease in tissue health. This study describes a method for&#160;limiting the proliferation of bacteria in acute preparations to maintain viable neuronal tissue for prolonged periods of time (&#62;24 h) without the need for antibiotics, sterile procedures, or tissue culture media containing growth factors. By cycling the extracellular fluid through UV irradiation and keeping the tissue in a custom holding chamber at 15 - 16 &#176;C, the tissue shows no difference in electrophysiological properties, or calcium signaling through intracellular calcium dyes at &#62;24 h postdissection. These methods will not only extend experimental time for those using acute neuronal tissue, but will reduce the number of animals required to complete experimental goals, and will set a gold standard for acute neuronal tissue incubation.

Once removed from the body, neuronal tissue is greatly affected by environmental conditions, leading to eventual degradation of the tissue after 6 - 8 h. Using a unique incubation method, which closely monitors and regulates the extracellular environment of the tissue, tissue viability can be significantly extended for &#62;24 h.

A incubação prolongada de aguda Neuronal Tissue de Eletrofisiologia e cálcio-imaging

Acute neuronal tissue preparations, brain slices and retinal wholemount, can usually only be maintained for 6 - 8 h following dissection. This limits the ...

Preparation of Acute Slices from Dorsal Hippocampus for Whole-Cell Recording and Neuronal Reconstruction in the Dentate Gyrus of Adult Mice

Although the general architecture of the hippocampus is similar along its longitudinal axis, recent studies have revealed prominent differences in molecular, anatomical and functional criteria suggesting a division into different sub-circuits along its rostro-caudal extent. Owing to differential connectivity and function the most fundamental distinction is made between the dorsal and the ventral hippocampus, which are preferentially involved in spatial and emotional processing, respectively. Accordingly, in vivo work regarding spatial memory formation has focused on the dorsal hippocampus.
In contrast, electro-physiological in vitro recordings have been preferentially performed on intermediate-ventral hippocampus, largely motivated by factors like slice viability and circuit integrity. To allow for direct correlation of in vivo data on spatial processing with in vitro data we have adapted previous sectioning methods to obtain highly viable transverse brain slices from the dorsal-intermediate hippocampus for long-term recordings of principal cells and interneurons in the dentate gyrus. As spatial behavior is routinely analyzed in adult mice, we have combined this transversal slicing procedure with the use of protective solutions to enhance viability of brain tissue from mature animals. We use this approach for mice of about 3 months of age. The method offers a good alternative to the coronal preparation which is frequently used for in vitro studies on dorsal hippocampus. We compare these two preparations in terms of quality of recordings and preservation of morphological features of recorded neurons.

We present a protocol to prepare acute-slices from the dorsal-intermediate hippocampus of mice. We compare this transversal preparation with coronal slicing in terms of quality of recordings and preservation of morphological features of recorded neurons.

Preparação de fatias agudas do hipocampo dorsal para gravação de células inteiras e reconstrução neuronal no giro dentado de camundongos adultos

Although the general architecture of the hippocampus is similar along its longitudinal axis, recent studies have revealed prominent differences in ...

Estudando células neuronais bipolares e horizontais na retina dividida murina

Split Retina as an Improved Flatmount Preparation for Studying Inner Nuclear Layer Neurons in Vertebrate Retina

Bipolar cells and horizontal cells of the vertebrate retina are the first neurons to process visual information after photons are detected by photoreceptors. They perform fundamental operations such as light adaptation, contrast sensitivity, and spatial and color opponency. A complete understanding of the precise circuitry and biochemical mechanisms that govern their behavior will advance visual neuroscience research and ophthalmological medicine. However, current preparations for examining bipolar and horizontal cells (retinal whole mounts and vertical slices) are limited in their capacity to capture the anatomy and physiology of these cells. In this work, we present a method for removing photoreceptor cell bodies from live, flatmount mouse retinas, providing enhanced access to bipolar and horizontal cells for efficient patch clamping and rapid immunolabeling. Split retinas are prepared by sandwiching an isolated mouse retina between two pieces of nitrocellulose, then gently peeling them apart. The separation splits the retina just above the outer plexiform layer to yield two pieces of nitrocellulose, one containing the photoreceptor cell bodies and another containing the remaining inner retina. Unlike vertical retina slices, the split retina preparation does not sever the dendritic processes of inner retinal neurons, allowing for recordings from bipolar and horizontal cells that integrate the contributions of gap junction-coupled networks and wide-field amacrine cells. This work demonstrates the versatility of this preparation for the study of horizontal and bipolar cells in electrophysiology, immunohistochemistry, and in situ hybridization experiments.

Autor em destaque: usando a técnica de retina dividida para acesso aprimorado e experimentos acelerados 

This work presents an alternative flatmount retina preparation in which the removal of photoreceptor cell bodies enables faster antibody diffusion and improved patch pipette access to inner retinal neurons for immunohistochemistry, in situ hybridization, and electrophysiology experiments.

Preparação de horizontais Fatias de rato adulto Retina de Estudos eletrofisiológicos

Resumo

Explore mais vídeos

Capítulos neste vídeo