Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
The postembedding immunogold method is one of the most effective ways to provide high-resolution analyses of the subcellular localization of specific molecules. Here we describe a protocol to quantitatively analyze glutamate receptors at retinal ribbon synapses.
Retinal ganglion cells (RGCs) receive excitatory glutamatergic input from bipolar cells. Synaptic excitation of RGCs is mediated postsynaptically by NMDA receptors (NMDARs) and AMPA receptors (AMPARs). Physiological data have indicated that glutamate receptors at RGCs are expressed not only in postsynaptic but also in perisynaptic or extrasynaptic membrane compartments. However, precise anatomical locations for glutamate receptors at RGC synapses have not been determined. Although a high-resolution quantitative analysis of glutamate receptors at central synapses is widely employed, this approach has had only limited success in the retina. We developed a postembedding immunogold method for analysis of membrane receptors, making it possible to estimate the number, density and variability of these receptors at retinal ribbon synapses. Here we describe the tools, reagents, and the practical steps that are needed for: 1) successful preparation of retinal fixation, 2) freeze-substitution, 3) postembedding immunogold electron microscope (EM) immunocytochemistry and, 4) quantitative visualization of glutamate receptors at ribbon synapses.
Глутамат является главным возбуждающим нейротрансмиттером в сетчатке 1. Ганглиозных клеток сетчатки (РСК), получающие глутаматэргическим синаптическую вход от биполярных клеток 2, являются выходных нейронов сетчатки, которые посылают визуальную информацию в мозг. Физиологические исследования показали, что синаптические возбуждение РГК опосредуется постсинаптически рецепторами NMDA (NMDARs) и АМРА рецепторов (AMPARs) 3,4,5. Хотя возбуждающих постсинаптических токов (EPSCs) в РСК при посредничестве AMPARs и NMDARs 3,5,6,7,8, спонтанные миниатюрные EPSCs (mEPSCs) на РСК проявляют лишь AMPARs-опосредованного компонент 4,5,9. Однако уменьшение поглощения глутамата выявлены компонент NMDAR в спонтанных EPSCs 5, предполагая, что NMDARs на RGC дендритов могут быть расположены за пределами возбуждающих синапсов. Ассоциированных с мембранами гуанилатциклазы киназы (MAGUKs), такие как PSD-95, что кластер рецепторы нейротрансмиттеров, в том числе рецепторов глутамата и ионного каналас при синаптических сайтов, также демонстрируют различные subsynaptic паттерны экспрессии 10,11,12,13,14.
За последние десятилетия, конфокальной иммуногистохимии и предварительной вложения электронного микроскопа (ЭМ) иммуногистохимии были использованы для изучения экспрессии мембранных рецепторов. Хотя конфокальной иммунное показывает широкие паттерны экспрессии рецептора, его низкое разрешение делает невозможным использование отличить внутриклеточной локализации. Предварительно вложения исследования ЭМ в сетчатке млекопитающих показывают, что NMDA-субъединицы присутствуют в постсинаптических элементов на конусных биполярных клеток синапсах ленточного 15,16,17. Это очевидной отличие от физиологического доказательств. Однако диффузия продукта реакции является известный артефакт в предварительно вложения методом иммунопероксидазной. Следовательно, этот подход обычно не дают статистически достоверных данных и может исключить различие между локализацией в синаптической мембране против внесинаптического мембраны 18,19,20,21. НаС другой стороны, физиологические и анатомические данные согласуются с синаптической локализации AMPARs на РСК 3,5,7,9,22. Таким образом, глутамат рецепторов и MAGUKs на сетчатке лентой синапса локализованы не только постсинаптической но и к perisynaptic или внесинаптических мембранных отсеков. Тем не менее, с высокой разрешающей способностью количественный анализ этих мембранных белков в сетчатке лентой синапса по-прежнему необходима.
Здесь мы разработали методику postembedding EM immunogold для изучения subsynaptic локализацию NMDA-субъединиц, Ампар подразделений и PSD-95 с последующим оценки числа, плотность и изменчивость этих белков в синапсах на РСК крыс помечены с использованием холерного токсина субъединицы B (CTB) ретроградные методы трассировки.
Уход и обработка животных проводились в соответствии с NIH уходу за животными и правила использования Комитетом. Постнатальный день (Р) 15-21 Sprague-Dawley крыс, которым вводили 1-1,2% CTB билатерально через верхний бугорок, содержали в 12: 12-часового свет: темнота цикл.
1. Фиксация ткани сетчатки
2. Замораживание-подстановки
Примечание: Этот метод сублимационной замещение модифицируется из ранее опубликованного протокола 19,20. Кроме того, очень важно, что инструменты очень холодно (в перчатках); оtherwise, ткань может оттаивать частично при прикосновении с инструментами. Все эти шаги выполняются внутри камеры AFS и инструменты никогда не может перемещаться над краем камеры. Точно так же, нормальному охлаждению всех химических веществ, используемых в AFS необходимо.
3. Postembedding EM Immunogold Иммуноцитохимическая
Примечание: Postembedding иммуноцитохимия выполняется, как описано 23,24,25.
4. Количественная
Представленные здесь результаты демонстрируют поразительно различные узоры subsynaptic локализации GluA 2/3 и NMDARs на RGC дендритов в сетчатке крыс, как описано ранее 24,25. 77% GluA 2/3 частиц immunogold в RGC дендритных профилей были расположены в PSD (рис 1А), по аналогии с боль?...
Мы описали четыре способа для успешного количественного после встраивания immunogold EM: 1) короткие и слабые крепление, 2) заморозить замещением, 3) после встраивания immunogold окрашивание, и 4) количественная.
EM immunogold позволяет обнаруживать специфических белков в ультратонких сре...
The authors have no disclosures.
Эта работа была поддержана очный программ Национального института неврологических расстройств и инсульта (NINDS) и Национального института глухоты и других расстройств связи (NIDCD), Национальных институтов здравоохранения (NIH). Мы благодарим центр NINDS EM и расширенным ядро NIDCD томография (код # ZIC DC 000081-03) для помощи.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Paraformaldehyde | EMS | 15710 | |
Glutaraldehyde | EMS | 16019 | |
NaH2PO4 | Sigma | S9638 | |
Na2HPO4 | Sigma | 7782-85-6 | |
CaCl2 | Sigma | C-8106 | |
BSA | Sigma | A-7030 | |
Triton X-100 | Sigma | T-8787 | |
NaOH | Sigma | 221465 | |
NaN3 | JT Baker | V015-05 | |
Glycerol | Gibco BRL | 15514-011 | |
Lowicryl HM 20 | Polysciences | 15924-1 | |
Tris-Base | Fisher | BP151-500 | |
Tris | Fisher | 04997-100 | |
Anti-GluN2A | Millipore | AB1555P | Dilution 1/50 |
Anti-GluN2B | Millipore | AB1557P | Dilution 1/30 |
Anti-GluA2/3 | Millipore | AB1506 | Dilution 1/30 |
Anti-PSD-95 | Millipore | MA1–046 | Dilution 1/100 |
Donkey anti-rabbit IgG-10 nm gold particles | EMS | 25704 | Dilution 1/20 |
Donkey anti-mouse IgG-10 nm gold particles | EMS | 25814 | Dilution 1/20 |
Donkey anti-mouse IgG-5 nm gold particles | EMS | 25812 | Dilution 1/20 |
Donkey anti-goat IgG-18 nm gold particles | Jackson ImmunoResearch | 705-215-147 | Dilution 1/20 |
Formvar-Carbon coated nickel-slot grids. | EMS | FCF2010-Ni | |
Uranyl acetate | EMS | 22400-1 | |
Methanol | EMS | 67-56-1 | |
Lead citrate | Leica | ||
Leica EM AFS | Leica | ||
Leica EM CPC | Leica | ||
Ultramicrotome | Leica | ||
JEOL 1200 EM | JEOL | ||
liquid nitrogen | Roberts Oxygen | ||
Propane | Roberts Oxygen | ||
CTB | List Biological Laboratories | 104 | 1 - 1.2% |
Anti-CTB | List Biological Laboratories | 703 | Dilution 1/4,000 |
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