Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
В этой статье представлен метод изучения глутаматных рецепторов (GluR) в разъединенных первичных гиппокампальных культурах. Используя подход к кормлению антител для маркировки эндогенных или переэкспрессированных рецепторов в сочетании с фармакологическими подходами, этот метод позволяет выявлять молекулярные механизмы, регулирующие экспрессию поверхности ГлюР путем модулирования процессов интернализации или рециркуляции.
Клеточные реакции на внешние раздражители в значительной степени полагаются на набор рецепторов, выраженных на поверхности клетки в данный момент. Соответственно, популяция поверхностно выраженных рецепторов постоянно адаптируется и подчиняется строгим механизмам регулирования. Парадигматический пример и один из наиболее изученных событий торговли людьми в биологии является регулируемый контроль синаптической экспрессии рецепторов глутамата (GluRs). GluRs посредничают в подавляющем большинстве возбуждающих нейротрансмиссии в центральной нервной системе и контролируют физиологическую активность-зависимые функциональные и структурные изменения на синаптических и нейрональных уровнях (например, синаптической пластичности). Изменения в количестве, местоположении и составе субъединиц поверхности, выраженные Глюры, глубоко влияют на функцию нейронов и, по сути, изменения в этих факторах связаны с различными невропатиями. Представлено здесь метод для изучения GluR торговли в диссоциированных гиппокампа первичных нейронов. Подход «кормления антител» используется для дифференциализации популяций ГлюР, выраженных на поверхности и внутренних мембранах. Путем маркировки поверхностных рецепторов на живых клетках и фиксируя их на разное время для того чтобы позволить для приемных устройств endocytosis and/or рециркулировать, эти процессы торговли можно оценить и селективно изучить. Это универсальный протокол, который может быть использован в сочетании с фармакологическими подходами или переэкспрессией измененных рецепторов, чтобы получить ценную информацию о стимулах и молекулярных механизмах, влияющих на торговлю GluR. Аналогичным образом, он может быть легко адаптирован для изучения других рецепторов или поверхностных протеинов.
Клетки используют активный процесс торговли, чтобы мобилизовать белки к конкретным субклеточным локализациям и осуществлять строгую пространственно-временное регулирование над их функцией1. Этот процесс особенно важен для трансмембранных рецепторов, так как клеточные реакции на различные экологические стимулы опираются на внутриклеточные каскады, вызванные активацией рецепторов. Клетки способны изменять эти реакции, изменяя плотность, локализацию и состав субъединиц рецепторов, выраженных на поверхности клетки через регулирование субклеточного оборота рецепторов2. Вставка вновь синтезированных рецепторов в плазменную мембрану, наряду с эндоцитозом и рециркуляцией существующих рецепторов являются примерами процессов торговли людьми, которые определяют чистый пул поверхностно выраженных рецепторов2. Многие молекулярные механизмы сотрудничают для регулирования торговли белками, включая белково-белковые взаимодействия и постпереводные модификации, такие как фосфорилирование, убиквитинация или пальмитоилация2.
Регулирование оборота рецепторов особенно необходимо в сильно поляризованных клетках с узкоспециализированными структурами. Парадигматический пример является контроль нейронной функции регулируемой торговли рецепторами глутамата (GluRs)3,4. Глутамат, основной возбуждательный нейромедиатор, связывает и активирует поверхностно-выраженные GluRs для управления фундаментальными физиологическими нейрональными функциями, такими как синаптической нейротрансмиссии и синаптической пластичности. Тот факт, что измененный клей торговли наблюдается в широком спектре невропатий, начиная от нейроразвития расстройств нейродегенеративных заболеваний, подчеркивает важность этого процесса5. Таким образом, понимание молекулярных событий, контролирующих торговлю GluR, представляет интерес во многих областях исследований.
В этом протоколе метод кормления антител используется для количественной оценки уровня поверхностных глюров в первичных гиппокампальных нейронах, а также для оценки того, как изменения в интернализации и рециркуляции приводят к наблюдаемому чистому экспрессии поверхности. Использование фармакологии и/или переэкспрессии экзогенных рецепторов, укрывающих специфические мутации, делает этот протокол особенно мощным подходом к изучению молекулярных механизмов, лежащих в основе нейронной адаптации к различным экологическим стимулам. Последним примером полезности этого протокола является изучение того, как многофакторные изменения в окружающей среде (например, в моделях заболеваний) влияют на торговлю GluR путем изучения поверхностного выражения в таких моделях.
Используя конкретные примеры, первоначально показано, как фармакологические манипуляции, имитирующие физиологическую синаптической стимуляции (cLTP) увеличивает поверхностное выражение эндогенного подразделения GluA1 амрац-типа GluRs (AMPARs) 6.Торговля чрезмерно выраженной фосфо-миметической формой подразделения GluN2B NMDA-типа GluRs (NMDARs) также анализируется для примера того, как этот протокол может быть использован для изучения регулирования оборота ГлюР конкретными постпереводами Изменения. Хотя эти конкретные примеры используются, этот протокол может быть легко применен к другим GluRs и других рецепторов и белков, которые обладают антигенными внеклеточными доменами. В случае, если нет антител, доступных для внеклеточных доменов, переэкспрессия внеклеточных эпитопных меток (например, флаг-, Myc-, GFP-тегами и т.д.) белки могут помочь в маркировке белка.
В настоящем протоколе содержатся инструкции по количественной оценке конкретной плотности подтипов GluR и оборота с использованием конкретных антител. Этот протокол может быть использован для изучения 1) общего выражения поверхности GluR, 2) интернализации GluR и 3) переработки GluR. Для изучения каждого процесса индивидуально рекомендуется начинать с разделов 1 и 2 и продолжать либо раздел 3, 4, или 5. Во всех случаях, закончить с разделами 6 и 8(Рисунок 1).
Работа, связанная с подготовкой гиппокампа первичной культуры была рассмотрена и одобрена Северо-Западным университетом по уходу за животными и использованием комитета (протокол #IS00001151).
1. Подготовка перед маркировкой
2. Live Маркировка поверхностных рецепторов
3. Выражение поверхности(рисунок2)
4. Интернализация(рисунок3)
5. Переработка(рисунок 4)
6. Монтаж и визуализация образцов
7. Рассмотрение времени
8. Анализ изображений
Этот протокол для изучения торговли рецепторами глутамата основан на дифференциальной маркировке рецепторов, выраженных на поверхности клетки, и тех, которые выражены во внутренних мембранах. Сегрегация достигается путем маркировки рецепторов до и после мембраны per...
Взаимодействие между клеткой и ее окружающей средой (например, общение с другими клетками, реакция на различные раздражители и т.д.), в значительной степени зависит от правильного выражения рецепторов на поверхности клетки. Быстрая и отлаженная регуляция содержания поверхностных реце?...
Авторам нечего раскрывать.
Мы благодарим Северо-Западный центр расширенной микроскопии за использование микроскопа Nikon A1 Confocal и их помощь в планировании и анализе экспериментов. Это исследование было поддержано NIGMS (T32GM008061) (A. M. C.), и NIA (R00AG041225) и ГРАНТом для молодых исследователей NARSAD от Фонда исследований мозга и поведения (#24133) (A. S. -C.).
Name | Company | Catalog Number | Comments |
18 mm dia. #1.5 thick coverglasses | Neuvitro | GG181.5 | |
Alexa 555-conjugated goat anti-mouse secondary | Life Technologies | A21424 | |
Alexa 555-conjugated goat anti-rabbit secondary | Life Technologies | A21429 | |
Alexa 647-conjugated goat anti-mouse secondary | Life Technologies | A21236 | |
Alexa 647-conjugated goat anti-rabbit secondary | Life Technologies | A21245 | |
B27 | Gibco | 17504044 | |
CaCl2 | Sigma | C7902 | |
Corning Costar Flat Bottom Cell Culture Plates | Corning | 3513 | |
Dynasore | Tocris | 2897 | |
Glucose | Sigma | G8270 | |
Glycine | Tocris | 0219 | |
Goat anti-rabbit Fab fragments | Sigma | SAB3700970 | |
HEPES | Sigma | H7006 | |
KCl | Sigma | P9541 | |
L-Glutamine | Sigma | G7513 | |
Lipofectamine 2000 | Invitrogen | 11668019 | |
Mouse anti-GluA1 antibody | Millipore | MAB2263 | |
NaCl | Sigma | S6546 | |
Neurobasal Media | Gibco | 21103049 | |
NGS | Abcam | Ab7481 | |
Parafilm | Bemis | PM999 | |
PBS | Gibco | 10010023 | |
Pelco BioWave | Ted Pella | 36500 | |
PFA | Alfa Aesar | 43368 | |
Picrotoxin | Tocris | 1128 | |
Poly-D-lysine hydrobromide | Sigma | P7280 | |
ProLong Gold Antifade Mountant | Life Technologies | P36934 | |
Rabbit anti-GFP antibody | Invitrogen | A11122 | |
Rabbit anti-PSD-95 antibody | Cell Signaling | 2507 | |
Strychnine | Tocris | 2785 | |
Sucrose | Sigma | S0389 | |
Superfrost plus microscope slides | Fisher | 12-550-15 | |
Triton X-100 | Sigma | X100 | |
TTX | Tocris | 1078 |
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