Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы опишем протокол для подготовки агара встраиваемый сетчатки ломтиками, которые подходят для электрофизиологии и Ca 2 + изображения. Этот метод позволяет исследовать ленточного типа синапсов в сетчатке микросхем с использованием прямых патч-зажим записи одного пресинаптических нервных окончаний.
Visual stimuli are detected and conveyed over a wide dynamic range of light intensities and frequency changes by specialized neurons in the vertebrate retina. Two classes of retinal neurons, photoreceptors and bipolar cells, accomplish this by using ribbon-type active zones, which enable sustained and high-throughput neurotransmitter release over long time periods. ON-type mixed bipolar cell (Mb) terminals in the goldfish retina, which depolarize to light stimuli and receive mixed rod and cone photoreceptor input, are suitable for the study of ribbon-type synapses both due to their large size (~10-12 μm diameter) and to their numerous lateral and reciprocal synaptic connections with amacrine cell dendrites. Direct access to Mb bipolar cell terminals in goldfish retinal slices with the patch-clamp technique allows the measurement of presynaptic Ca2+ currents, membrane capacitance changes, and reciprocal synaptic feedback inhibition mediated by GABAA and GABAC receptors expressed on the terminals. Presynaptic membrane capacitance measurements of exocytosis allow one to study the short-term plasticity of excitatory neurotransmitter release 14,15. In addition, short-term and long-term plasticity of inhibitory neurotransmitter release from amacrine cells can also be investigated by recordings of reciprocal feedback inhibition arriving at the Mb terminal 21. Over short periods of time (e.g. ~10 s), GABAergic reciprocal feedback inhibition from amacrine cells undergoes paired-pulse depression via GABA vesicle pool depletion 11. The synaptic dynamics of retinal microcircuits in the inner plexiform layer of the retina can thus be directly studied.
The brain-slice technique was introduced more than 40 years ago but is still very useful for the investigation of the electrical properties of neurons, both at the single cell soma, single dendrite or axon, and microcircuit synaptic level 19. Tissues that are too small to be glued directly onto the slicing chamber are often first embedded in agar (or placed onto a filter paper) and then sliced 20, 23, 18, 9. In this video, we employ the pre-embedding agar technique using goldfish retina. Some of the giant bipolar cell terminals in our slices of goldfish retina are axotomized (axon-cut) during the slicing procedure. This allows us to isolate single presynaptic nerve terminal inputs, because recording from axotomized terminals excludes the signals from the soma-dendritic compartment. Alternatively, one can also record from intact Mb bipolar cells, by recording from terminals attached to axons that have not been cut during the slicing procedure. Overall, use of this experimental protocol will aid in studies of retinal synaptic physiology, microcircuit functional analysis, and synaptic transmission at ribbon synapses.
1. Внешние и внутренние решения
2. Патч-зажим электродов пипетки
3. Подготовка агара встраиваемый сетчатки ломтиками
Поиск и устранение неисправностей:
Если часть сетчатки, встроенные в агар блок отделяется или выходит из агара во время нарезки, можно увеличить ломтик толщиной от 200 мкм до 300 мкм с шагом 20 мкм. Кроме того, старайтесь свести к минимуму количество раствора вокруг сетчатки, как он передается и помещены в жидкий агар, высасывая до дополнительного решения с проката "Kimwipe" бумажный наконечник. Еще один способ избежать этой проблемы, чтобы уменьшить размер сетчатки кусок изначально помещены в агар. Потому что стекловидного тела запрещает агара из полностью присоединения к сетчатке глаза кусок, это может быть необходимо сделать свежий гиалуронидазы или отрегулировать время инкубации (стадия (3.3)).
4. Определение ячейке биполярного синаптических терминала в сетчатке ломтик
5. Электрофизиологические записей и Са 2 + изображений
Поиск и устранение неисправностей:
Если часто не может установить цельноклеточная конфигурации, даже после формирования стабильного уплотнения ГОм, это может быть полезным для уменьшения отрицательного давления используется для прокола терминал мнеmbrane. Он также может быть так, что оптимальное давление всасывания для создания целых клеток конфигурация меняется в зависимости от кривизны мембраны (сомы> терминал). Кроме того, можно использовать Зап протокол (Амплитуда: 400 мВ, продолжительность: 100 мкс), чтобы войти в цельноклеточной конфигурации, либо самостоятельно, либо в сочетании с резким импульсом отрицательного давления. Мы нашли Зап протокол, который будет особенно полезно для взлома при использовании пипетки с ванной сопротивлением свыше 12 МОм.
6. Представитель Результаты
Рисунок 1. Определение Mb биполярные ячейки терминалов в золотую рыбку сетчатки ломтиками. (Ас) IR-DIC изображений терминалов Mb биполярные клетки. Мы можем определить вероятность axotomized (аксон-вырезать) и нетронутыми терминалы в IR-DIC изображение. Axotomized терминала появляется круглый и круглые, как показано на св то время как нетронутыми терминал, скорее всего, появляются эллиптические, как показано на б. Эта классификация может быть подтверждено переходных измерения емкости (см. рисунок 2) или краситель метод заполнения (г - е). Красными стрелками указаны места пересечения между аксонов и аксон терминал для нетронутыми терминалов в а и б. Красной пунктирной линией указано контур терминалы Mb биполярных клеток. (DF). Флуоресценция образы Mb биполярной ячейки терминалы с нетронутыми аксона (г), частично сократить аксонов (е), или полностью удалена аксона (е). Alexa 555 (A20501MP, Invitrogen) флуоресцентный краситель был наполнен внутренним решением, перед записью. Сразу же после патч-зажим записи, сетчатки срез был переведен на 4% (вес / объем) параформальдегида (P6148, Sigma) в фосфатном буферном растворе (70013, GIBCO) и инкубировали в течение 30минута Фрагменты были установлены на предметные стекла SuperFrost (Fisher Scientific) в водной среде с монтажа против выцветания агентов (Biomeda корпорации). Alexa 555 Мб содержащих терминалы биполярных клеток относятся с 555 нм лазера (красный) с помощью 40x воде погружения цели по конфокальной лазерной сканирующей микроскопии (LSM 710, объективом Carl Zeiss). Обратите внимание на наличие небольших придатков telodendria торчащих из аксонов терминалов (синие стрелки). Шкала строке показывают 10 мкм (- е). INL: внутренний ядерный слой, IPL: внутренний слой плексиформные, GCL: ганглиозных клеток слоя.
Рисунок 2. Электрические свойства axotomized и неповрежденного терминалы Mb биполярные клетки. (А, с) переходного тока ответ активируется напряжения зажим шаг гиперполяризации от проведения потенциал -60 мВ до -70 мВ. Ток короткого ответа на -10 мВ напряжение зажим шагможет привести к: 1) один быстрый экспоненциальный затухания тока с высоким входным сопротивлением при -70 мВ (указывает на axotomized терминала; панель), или 2) дважды экспоненциальный спад с низким входным сопротивлением при -70 мВ (указывает на нетронутым терминала; панели с, см. также 12, 14, 15). (Б, г) Са 2 + токи и прыжки мембраны емкость была вызвана шаг деполяризации от -70 до 0 мВ. С временным разрешением измерений мембраны емкость использования 2-кГц синусоиды стимул накладываются на потенциал покоя проведение -70 мВ 6. След красный усредненное значение емкости точек данных. Обратите внимание, что емкость прыгать на рисунке 2b и 2d одинаковы и равны примерно 200 FF.
Рисунок 3. Прямые измерения Са 2 + визуализация сигналов, экзоцитоз, и тормозные обратной связи в Мб биполярные ячейки терминала. (А) переходные рост концентрации Са 2 + в telodendria из Mb терминал был активирован напряжения зажим шаг деполяризации от -70 до 0 мВ до 200 мс (стрелка). Орегон Зеленый 488 BAPTA-1 (100 мкМ), Ca 2 + индикатор краситель, был включен в патч пипетки. (Б) корреспондент флуоресценции образ Mb telodendria (область интереса указывает красный пунктир). (С) Краткосрочные синаптической депрессии нейромедиатора релиз (экзоцитоз). Са 2 + токов (средняя линия) и мембранные емкости (нижний луч) вызвана пара 20 деполяризаций мс до 0 мВ (верхний луч, 200 мс между импульсов интервал). Стрелка указывает влияние exocytosed протонов на Са 2 +, а также текущие ГАМКергических взаимное подавление обратной связи с соседними клетками amacrine 15, 21. Обратите внимание, что протон-опосредованного ингибирования Са 2 +, а также текущие GABAergic взаимное подавление обратной связи присутствует только в первом деполяризующего ответ, который также имеет емкость прыгать из-за экзоцитоза синаптических везикул.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Критический и трудный шаг в нашем протокол передачи части сетчатки в агар решение (протокол 3.4). Необходимо тщательно удалить стекловидного тела и остаточной решение ломтик от сетчатки части и передать ее без искажений или изгиба. Для того, чтобы достичь этого, мы используем не...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
У нас нет конкурирующих интересов раскрывать.
Мы благодарим д-р Фред Rieke за его любезное объяснение агар встраиваемый сетчатки подготовки срез, когда мы начали использовать протокол в нашей лаборатории. Мы также благодарим Лори Vaskalis для иллюстрации схематический обзор и д-ра. Veeramuthu Балакришнан и Soyoun Чо за полезные замечания по тексту и видео. Эта работа была поддержана NEI-NIH RO1 гранта, а также был частично поддержан Корейский исследовательский грант Фонда финансируемый правительством Кореи [KRF-2008-357-E00032].
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Название реагента | Компания | Номер по каталогу | Комментарии |
Низкая температура гелеобразования-агар | Сигма | A0701 | Агарозном типа VII- |
Патч пипетки | Инструменты Всемирной Precision | 1B150F-4 | Толстостенные (1,5 мм наружный диаметр) боросиликатного стекла |
Вертикальная съемник | Narishige | PP830 | |
Стоматологический воск | Cavex | ||
Весна ножницы | Инструменты изобразительных наук | 15003-08 | |
45 ° угловой наконечник тонкой щипцы | Инструменты изобразительных наук | 11251-35 | |
Бритва | Personna | Обоюдоострый, очищено 70% этанолом и H 2 O | |
Цилиндрические трубки | Fisherbrand | 03-338-1B | Полиэтилен образец флаконах 2,5 мл |
Гиалуронидаза | Сигма | H6254 | |
Vibratome слайсер | Leica | VT1000S или VT1200S | |
Вертикальный микроскоп | Олимп | BX51WI | |
60x воде погружения цель | Олимп | LUMPlanFl | Н. А. 0,90 |
ПЗС-камера | Sony | XC-75 | |
Камера контроллер | Hamamatsu | C2400 | |
Монитор | Sony | 13 "черно-белый монитор | |
Шприц фильтр | Nalgene | 0,2 мкм | |
Микроманипулятор | Саттер инструмент | MPC-200 | |
Блокировка усилителем | Хека | EPC-9/10 усилители имеют программную эмуляцию | |
Вращающийся диск лазерной конфокальной микроскопии | Yokogawa | CSU-X1 | Живая клетка изображений после патча зажим целом записи ячейки |
Slidebook программного обеспечения | Интеллектуальные изображений Инструменты (3i) | Изображениями получения и анализа данных | |
Параформальдегид | Сигма | P6148 | |
Фосфатный буфер решение | Г. И.BCO | 70013 | |
SuperFrost слайдов | Fisher Scientific | Слайд стекла | |
Анти-выцветания агентов | Biomeda корп. | ||
Конфокальной лазерной сканирующей микроскопии | Carl Zeiss | LSM 710 | Изображениями основных тканей |
Шпатель | Fisherbrand | 21-401-25B | |
Мануэль вертикальной резки | Narishige | ST-20 | |
Орегон Зеленый BAPTA 488-1 | Invitrogen | O-6806 | Са 2 + чувствительны флуоресцентного красителя |
Alexa Fluor 555 гидразида | Invitrogen | -20501MP | Флуоресцентная краска |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены