Sign In

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

In This Article

  • Summary
  • Abstract
  • Introduction
  • Protocol
  • Representative Results
  • Discussion
  • Disclosures
  • Acknowledgements
  • Materials
  • References
  • Reprints and Permissions

Summary

כאן, אנו מציגים פרוטוקול לביצוע מהדק טלאי של תאים שלמים על פרוסות מוח המכילות נוירוני קיספפטין, המודולטור העיקרי של תאי הורמון משחרר גונדוטרופין (GnRH). על ידי הוספת ידע על פעילות נוירוני קיספפטין, כלי אלקטרופיזיולוגי זה שימש בסיס להתקדמות משמעותית בתחום הנוירואנדוקרינולוגיה במהלך 20 השנים האחרונות.

Abstract

קיספפטינים חיוניים להבשלת ציר ההיפותלמוס-יותרת המוח-גונדל (HPG) ולפוריות. נוירוני קיספפטין היפותלמיים הממוקמים בגרעין הפריוונטריקולרי האנטרו-ונטרלי ובגרעין הפריוונטריקולרי הרוסטרלי, כמו גם בגרעין ארקואט של ההיפותלמוס, מקרינים לנוירונים משחררי הורמונים גונדוטרופינים (GnRH), בין תאים אחרים. מחקרים קודמים הראו כי איתות קיספפטין מתרחש דרך קולטן Kiss1 (Kiss1r), מה שבסופו של דבר מעורר פעילות נוירונים GnRH. בבני אדם ובמודלים ניסיוניים של בעלי חיים, קיספפטין מספיקים לגרימת הפרשת GnRH, וכתוצאה מכך, שחרור הורמון מחלמן (LH) והורמון ממריץ זקיקים (FSH). מאחר שקיספפטינים ממלאים תפקיד חיוני בתפקודי הרבייה, חוקרים עובדים כדי להעריך כיצד הפעילות הפנימית של נוירוני קיספפטין היפותלמיים תורמת לפעולות הקשורות לרבייה ולזהות את המוליכים העצביים/נוירומודולטורים העיקריים המסוגלים לשנות תכונות אלה. טכניקת הידוק המדבקים של כל התא הפכה לכלי רב ערך לחקר פעילות נוירוני קיספפטין בתאי מכרסמים. טכניקה ניסיונית זו מאפשרת לחוקרים להקליט ולמדוד זרמים יוניים מעוררים ומעכבים ספונטניים, פוטנציאל קרום מנוחה, ירי פוטנציאלי פעולה ותכונות אלקטרופיזיולוגיות אחרות של קרום התא. במחקר הנוכחי נסקרים היבטים מכריעים של טכניקת מהדק טלאי של כל התא, הידועה כמדידות אלקטרופיזיולוגיות המגדירות נוירונים קיספפטין היפותלמיים, ודיון בסוגיות רלוונטיות לגבי הטכניקה.

Introduction

הודג'קין והאקסלי ערכו את התיעוד התוך-תאי הראשון של פוטנציאל פעולה שתואר במספר מחקרים מדעיים. הקלטה זו בוצעה על אקסון הדיונון, בעל קוטר גדול (~500 מיקרומטר), המאפשר למקם מיקרואלקטרודה בתוך האקסון. עבודה זו סיפקה אפשרויות גדולות למחקר מדעי, שמאוחר יותר הגיע לשיאו ביצירת מצב מהדק מתח, ששימש לחקר הבסיס היוני של יצירת פוטנציאל פעולה 1,2,3,4,5,6,7,8. במהלך השנים, הטכניקה שופרה, והיא הפכה להיות מיושמת באופן נרח....

Protocol

כל ההליכים בבעלי חיים אושרו על ידי ועדת האתיקה של בעלי חיים של המכון למדעים ביו-רפואיים באוניברסיטת סאו פאולו ובוצעו בהתאם להנחיות האתיות שאומצו על ידי המכללה הברזילאית לניסויים בבעלי חיים.

1. הכנת פתרונות

  1. הכנת פתרון פנימי
    הערה: התמיסה הפנימית ממלאת את המיקרופיפטה המהדקה ובאה במגע עם פנים התא (ראו דוגמה באיור 2). הפתרונות הפנימיים עשויים להשתנות בהתאם לסוג הפעילות שיש למדוד33.
    1. בחר את הפתרון הפנימי בהתחשב במטרה הניסיונית שלו ובסוג הרשומה המתאים. כדי לרשום את פוטנציאל הממברנה במצב מהדק זרם, השתמש בתמיסה הפנימית המורכבת מ 120 mM K-gluconate, 1 mM NaCl, 5....

Representative Results

כדי לחקור את ההשפעות האפשריות של הורמון גדילה רקומביננטי אנושי (hGH) על הפעילות של נוירוני קיספפטין היפותלמיים, ביצענו רישומי מהדק טלאי של תאים שלמים בפרוסות מוח והערכנו אם הורמון זה גורם לשינויים חריפים בפעילות של תאי עצב מסוג AVPV/PeNקיספפטין ו-ARHקיספפטין. במחקר זה נעשה שימוש בנק?.......

Discussion

לפיתוח טכניקת מהדק המדבקים של התא כולו הייתה השפעה משמעותית על הקהילה המדעית, והיא נחשבה לבעלת חשיבות עליונה לפיתוח המחקר המדעי ואפשרה מספר תגליות. השפעתה על המדע הספיקה כדי להגיע לשיאה בפרס נובל לרפואה בשנת 1991, שכן תגלית זו פתחה את הדלת להבנה טובה יותר של האופן שבו תעלות יונים מתפקדות בתנ.......

Disclosures

אין להצהיר על ניגוד עניינים.

Acknowledgements

מחקר זה נתמך על ידי קרן המחקר של סאו פאולו [מספרי מענק FAPESP: 2021/11551-4 (JNS), 2015/20198-5 (TTZ), 2019/21707/1 (RF); ועל ידי Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) - Finance Code 001" (HRV).

....

Materials

NameCompanyCatalog NumberComments
Compounds for aCSF, internal and slicing solutions
ATPSigma Aldrich/variousA9187
CaCl2Sigma Aldrich/variousC7902
D-(+)-GlucoseSigma Aldrich/variousG7021
EGTASigma Aldrich/variousO3777
HEPESSigma Aldrich/variousH3375
KCLSigma Aldrich/variousP5405
K-gluconateSigma Aldrich/variousG4500
KOHSigma Aldrich/variousP5958
MgCl2Sigma Aldrich/variousM9272
MgSO4Sigma Aldrich/various230391
NaClSigma Aldrich/variousS5886
NaH2PO4 Sigma Aldrich/variousS5011
NaHCO3Sigma Aldrich/variousS5761
nitric acidSigma Aldrich/various225711CAUTION
SucroseSigma Aldrich/variousS1888
Equipments
Air tableTMC63-534
AmplifierMolecular DevicesMulticlamp 700B
Computervarious-
DIGIDATA 1440 LOW-NOISE DATA ACQUISITION SYSTEMMolecular DevicesDD1440
Digital peristaltic pumpIsmatecISM833C 
Faraday cageTMC81-333-03
Imaging CameraLeicaDFC 365 FX
MicromanipulatorSutter InstrumentsRoe-200
Micropipette PullerNarishigePC-10
MicroscopeLeicaDM6000 FS
OsteotomeBonther equipamentos & Tecnologia/various128
Recovery chamberWarner Instruments/Harvard apparatus-can be made in-house
Recording chamberWarner Instruments640277
SpatulaFisher Scientific /variousFISH-14-375-10; FISH-21-401-20
Vibratome LeicaVT1000 S
Water Bath Fisher Scientific /variousIsotemp
Software and systems
AxoScope 10 softwareMolecular Devices-Commander Software
LAS X wide field systemLeica-Image acquisition and analysis
MultiClamp 700BMolecular DevicesMULTICLAMP 700BCommander Software
PCLAMP 10 SOFTWARE FOR WINDOWSMolecular DevicesPclamp 10 Standard
Tools
Ag/AgCl electrode, pellet, 1.0 mmWarner Instruments64-1309
Curved hemostatic forcepvarious-
cyanoacrylate glueLOCTITE/various-
Decapitation scissorsvarious-
Filter papervarious-
Glass capillaries (micropipette)World Precision Instruments, IncTW150F-4
Iris scissorsBonther equipamentos & Tecnologia/various65-66
Pasteur glass pipette Sigma Aldrich/variousCLS7095B9-1000EA
Petri dishvarious-
Polyethylene tubing Warner Instruments64-0756
Razor blade for brain dissectionTED PELLATEDP-121-1
Razor blade for the vibratomeTED PELLATEDP-121-9
ScissorsBonther equipamentos & Tecnologia/various71-72, 48,49; 
silicone teatvarious-
Slice Anchor Warner Instruments64-0246
Syringe filtersMerck Millipore LtdaSLGVR13SLMillex-GV 0.22 μm
TweezersBonther equipamentos & Tecnologia/various131, 1518

References

  1. Bezanilla, F. Single sodium channels from the squid giant axon. Biophysical Journal. 52 (6), 1087-1090 (1987).
  2. Clay, J. R. Potassium current in the squid giant axon. International Review of Neurobiology. 27, 363-384....

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

JoVE193Kiss1

This article has been published

Video Coming Soon

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved