Name: optical recording of electrical activity in guinea-pig enteric networks using voltage-sensitive dyes
Uploaded: 2009-12-04T17:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Optical Recording of Electrical Activity in Guinea-pig Enteric Networks using Voltage-sensitive Dyes at JoVE.com

私達は私達が私たちと彼の技術的な専門知識を共有するための2光子ビデオの冒頭に示されている画像、およびH.高野を取得するために彼の2光子顕微鏡を使用できるようにするためのDAコールターを（CHOP）に感謝いたします。

パート1：組織の準備<ol><li>粘膜下と筋層間神経叢の調製物は、150〜200グラム（旧2〜3週間）イソフルラン吸入と首を切り落としたことで麻酔されているHartleyモルモットの小腸からの順次解剖によって分離されています。安楽死の後、小腸を切除し、その内容は、暖かい、酸化溶液とルーメンをフラッシュすることによって除去される。我々は、25 mMのHEPESを添加した培地199、5mMのNaHCO 3</su...

<ol>
	<li>Costa, M. a. r. c. e. l. l. o., Furness, J. o. h. n. . B., Llewellyn-Smith, I. J., Johnson, L. e. o. n. a. r. d. . R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> in Physiology of the Gastrointestinal Tract, edited by Leonard R. , 1-1 (1987).</li><li>Obaid, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spatiotemporal+patterns+of+activity+in+an+intact+mammalian+network+with+single-cell+resolution:+optical+studies+of+nicotinic+activity+in+an+enteric+plexus.">Spatiotemporal patterns of activity in an intact mammalian network with single-cell resolution: optical studies of nicotinic activity in an enteric plexus.</a> J Neurosci. 19 (8), 3073-3073 (1999).</li><li>Obaid, A. L., Loew, L. M., Wuskell, J. P., Salzberg, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Novel+naphthylstyryl-pyridinium+potentiometric+dyes+offer+advantages+for+neural+network+analysis.">Novel naphthylstyryl-pyridinium potentiometric dyes offer advantages for neural network analysis.</a> J. Neurosci. Methods. 134 (2), 179-179 (2004).</li><li>Hirst, G. D., McKirdy, H. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+potentials+recorded+from+neurones+of+the+submucous+plexus+of+guinea-pig+small+intestine.">Synaptic potentials recorded from neurones of the submucous plexus of guinea-pig small intestine.</a> J Physiol (Lond). 249 (2), 369-369 (1975).</li><li>Salzberg, B. M., Barker, J., McKelvy, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Current+Methods+in+Cellular+Neurobiology.">Current Methods in Cellular Neurobiology.</a> , 139-139 (1983).</li><li>Salzberg, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+ultra-stable+non-coherent+light+source+for+optical+measurements+in+neuroscience+and+cell+physiology.">An ultra-stable non-coherent light source for optical measurements in neuroscience and cell physiology.</a> Journal of Neuroscience Methods. 141, 165-16 (2005).</li><li>Obaid, A. L., Nelson, M. E., Lindstrom, J., Salzberg, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+studies+of+nicotinic+acetylcholine+receptor+subtypes+in+the+guinea-pig+enteric+nervous+system.">Optical studies of nicotinic acetylcholine receptor subtypes in the guinea-pig enteric nervous system.</a> J Exp Biol. 208 (Pt 15), 2981-2981 (2005).</li><li>Obaid, A. L., Zou, D. J., Rohr, S., Salzberg, B. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+recording+with+single+cell+resolution+from+a+simple+mammalian+nervous+system:+Electrical+activity+in+ganglia+from+the+submucous+plexus+of+the+guinea-pig+ileum.">Optical recording with single cell resolution from a simple mammalian nervous system: Electrical activity in ganglia from the submucous plexus of the guinea-pig ileum.</a> Biol. Bull. 183, 344-344 (1992).</li><li>Salzberg, B. M., Davila, H. V., Cohen, L. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+recording+of+impulses+in+individual+neurones+of+an+invertebrate+central+nervous+system.">Optical recording of impulses in individual neurones of an invertebrate central nervous system.</a> Nature. 246 (5434), 508-508 (1973).</li></ol>

このプロトコルは、二つの目標を念頭に書かれています。最初のものは、過去10年間の多くの技術的進歩、電位感受性色素を用いて電気的活性の光記録のおかげで無傷の神経ネットワークを研究するための最も強力な、信頼性と手頃な方法論の一つとなっている、という他の研究者を説得することです。確かに、それは簡単に控えめなリソースを持つ実験室でも実装することができます。第?...

<!DOCTYPE html PUBLIC "-//W3C//DTD XHTML 1.0 Transitional//EN" "http://www.w3.org/TR/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd">
<html xmlns="http://www.w3.org/1999/xhtml" xml:lang="en" lang="en">	
		
		<div>
		<table border="1">
		<thead>
		<tr>
		<th>Material Name</th>
		<th>Type</th>
		<th>Company</th>
		<th>Catalogue Number</th>
		<th>Comment</th>
		</tr>
		</thead>
		<tbody>
		
<tr>
<td>Medium 199</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
<td>M3769</td>
<td>With Earle&#x2019;s salts Without L-Glutamine, Phenol Red and Sodium Bicarbonate</td>
</tr>
<tr>
<td>Sylgard</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Dow Corning Corp., Midland, MI</td>
<td>184 silicone elastomer kit</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Insect pins used for dissection</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>F.S.T., Foster City, CA</td>
<td>26001-30</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Dumont forceps</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>F.S.T., Foster City, CA</td>
<td>11203-23 or 11200-33</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Moria MC19/B Pascheff-Wolff Spring Scissors</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>F.S.T., Foster City, CA</td>
<td>15371-92</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Pins to hold the tissue during the experiment</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Seirin Corp., Shizuoka, Japan</td>
<td>Seirin Spinex</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Collagenase VII</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
<td>C0773</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Protease IX</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
<td>P6141</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Fetal Bovine Serum</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Invitrogen, Carlsbad, CA</td>
<td>10439-016</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>PenStrep</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>GIBCO, BRL</td>
<td>15140</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>L-Glutamine 100X</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>GIBCO, BRL</td>
<td>25030</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Nifedipine</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Sigma, St. Louis, MO</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Di-4-ANEPPDHQ</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Molecular Probes, Eugene, OR</td>
<td>D36802</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>4-Channel Stimulus Generator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Multi Channel System MCS GmbH, Reutlingen, Germany</td>
<td>2000 Series</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Peristaltic pump</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Rainin, Woburn, MA</td>
<td>2-channel Dinamax RP-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>High-speed camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>RedShirtImaging, LLC Decatur, GA</td>
<td>NeuroCCD-SM</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>1:10 demagnifier / relay lens</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Optem, Qioptiq Linos, Inc., Rochester, NY</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Upright microscope</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Olympus Optical Co., Tokyo, Japan</td>
<td>BX61TRF</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Gibraltar fixed stage with motorized X-Y translator</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Gibraltar, Burleigh Instruments, EXFO, Quebec, Canada</td>
<td>PSSG--BX2</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Linear matrix electrodes</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>FHC, Inc., Bowdoin, ME</td>
<td>Custom made</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Active vibration-isolation table</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Halcyonics,Inc., Menlo Park, CA</td>
<td>Micro 60</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Ultra-low-ripple feedback stabilized power supply</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Kepco, Flushing, NY</td>
<td>ATE 75-15M</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Heat filter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Schott Optical Glass, Duryea, PA</td>
<td>KG-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>High-Q interference filter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Chroma, Inc., Rockingham, VT</td>
<td>HQ530/50</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Dichroic mirror</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Chroma, Inc., Rockingham, VT</td>
<td>565 nm (50% transmission)</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Long-pass filter</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Chroma, Inc., Rockingham, VT</td>
<td>HQ572LP</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Acoustic curtains</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Acoustical Surfaces, Inc.</td>
<td>BSC-25</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Neuroplex</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>RedShirtImaging, Inc., Decatur, GA</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>IDL</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>ITT Visual Information Solutions, Boulder, CO</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>High-resolution CCD camera, with its own camera controller</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Hamamatsu Photonics, KK, Hamamatsu City, Japan</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Frame-grabber for high-resolution camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Data Translation, Marlboro, MA</td>
<td>DT3120K-1</td>
<td>&nbsp;</td>
<tr>
<td>Imaging software for high-resolution camera</td>
<td>&nbsp;</td>
<td>Data Translation, Marlboro, MA</td>
<td>Global Lab Image/2</td>
<td>&nbsp;</td>		</tbody>
		</table>
		</div>

optical recording of electrical activity in guinea-pig enteric networks using voltage-sensitive dyes

腸神経系（ENSは）分離して複雑な動作を行うことのできる識別機能を持つ自己完結型のネットワークです。その神経細胞（直径10〜25μmであるが）腸壁の異なる平面に限定されている神経叢に配置されています<sup&gt; 1</sup&gt;、筋層間神経叢は、縦と円形の筋層、及び円形の筋層と粘膜との間の粘膜下神経叢との間で見つけることができます。これらの神経叢（上皮、内分泌細胞、免疫要素、血管や平滑筋の輸送）のためのエフェクターシステムはまた、腸壁内に含まれているので、半無傷の調製物は、異なる反射経路の個々のコンポーネントを保持することを解剖することができます。エフェクターシステムの動作は、コンサートで行動する粘膜下と筋層間神経叢によって制御されます。したがって、神経節内との間に、と神経叢の間の通信のシナプスの相互作用の詳細な知識は、正常な胃腸機能を理解するために不可欠です。 ENSは、無傷の神経系として、1つは神経回路網とその生理的な出力の電気的挙動を分子や細胞のイベントを関連付けることのできるユニークな実験的なモデルです。ため、その神経叢の準2次元組織から、ENSは、特によく電位感受性色素を採用し、複数のサイト光記録技術を用いたニューラルネットワークの学習に適しています<sup&gt; 2,7,8,9</sup&gt;。我々はここでは比較的新しいnaphthylstyryl - ピリジニウム染料（ジ-4 - ANEPPDHQ）の使用を説明します<sup&gt; 3</sup&gt;非常に低い光毒性、内在化の速度が遅い、と顕著な化学的安定性を含む、その前任者以上の複数の利点を、提供している。サブミリ秒の時間分解能を可能にするカメラと組み合わせて使用​​すると、この色素は、私たちは、100Xの倍率で〜2.5μmの最大限の空間分解能と視野内のすべてのニューロンの電気的活動を監視することができます。低倍率（10倍または20倍）で、単一セルの分解能の犠牲は間神経節回路の複雑さを明らかに、視点の利得によって補償されます。

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Optical Recording of Electrical Activity in Guinea-pig Enteric Networks using Voltage-sensitive Dyes

電位感受性色素は、その単一細胞から複数の神経節の回路への範囲は調整可能な解像度と、そのようなモルモット腸神経系の神経叢としてそのままニューラルネットワークからの電気活動の光学的記録を有効にする方法このプロトコルは示しています。

電位感受性色素を用いてモルモット腸ネットワークにおける電気活動の光学的記録

The enteric nervous system (ENS) is a self-contained network with identified functions, capable of performing complex behaviors in isolation. Its neurons ...

Research

JoVE Journal

Biology

Labeling Stem Cells with Fluorescent Dyes for non-invasive Detection with Optical Imaging

光イメージングによる非侵襲的検出のための蛍光色素で標識幹細胞

Optical imaging (OI) is an easy, fast and inexpensive tool for in vivo monitoring of new stem cell based therapies. The technique is based on ex vivo ...

Proper Care and Cleaning of the Microscope

顕微鏡の適切な手入れとクリーニング

Keeping the microscope optics clean is important for high-quality imaging. Dust, fingerprints, excess immersion oil, or mounting medium on or in a ...

Selective Labelling of Cell-surface Proteins using CyDye DIGE Fluor Minimal Dyes

CyDye DIGEフルーア最小限の色素を用いた細胞表面タンパク質の選択的ラベリング

Surface  proteins are central to the cell's ability to react to its environment and to interact with neighboring cells. They are known to be inducers of ...

Mapping Bacterial Functional Networks and Pathways in Escherichia Coli using Synthetic Genetic Arrays

Mapping Bacterial Functional Networks and Pathways in Escherichia Coli using Synthetic Genetic Arrays

細菌機能ネットワークとPathwaysでのマッピング<em&gt;大腸菌</em&gt;合成遺伝子配列を用いて

Phenotypes  are determined by a complex series of physical (e.g. protein-protein) and  functional (e.g. gene-gene or genetic) interactions (GI)1. While ...

One-channel Cell-attached Patch-clamp Recording

一チャネルセル付パッチクランプ法

Ion channel proteins are universal devices for fast communication across biological membranes. The temporal signature of the ionic flux they generate ...

Plasmid-derived DNA Strand Displacement Gates for Implementing Chemical Reaction Networks

実装化学反応ネットワーク用プラスミド由来のDNA鎖置換ゲイツ

DNA nanotechnology requires large amounts of highly pure DNA as an engineering material. Plasmid DNA could meet this need since it is replicated with high ...

Synthesis of Wavelength-shifting DNA Hybridization Probes by Using Photostable Cyanine Dyes

光安定シアニン色素を用いた波長シフトDNAハイブリダイゼーションプローブの合成

In this protocol, we demonstrate a method for the synthesis of 2&#39;-alkyne modified deoxyribonucleic acid (DNA) strands by automated solid phase ...

Drosophila Preparation and Longitudinal Imaging of Heart Function In Vivo Using Optical Coherence Microscopy (OCM)

Drosophila Preparation and Longitudinal Imaging of Heart Function In Vivo Using Optical Coherence Microscopy OCM

ショウジョウバエの調製と光コヒーレンス顕微鏡を用いてin vivoで心機能の縦イメージング（OCM）

Longitudinal study of the heartbeat in small animals contributes to understanding structural and functional changes during heart development. Optical ...

Concurrent EEG and Functional MRI Recording and Integration Analysis for Dynamic Cortical Activity Imaging

同時脳波と機能的 MRI 皮質活動の動的イメージングのための統合解析

Electroencephalography (EEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) are two of the fundamental noninvasive methods for identifying brain ...

Photodiode-Based Optical Imaging for Recording Network Dynamics with Single-Neuron Resolution in Non-Transgenic Invertebrates

非トランスジェニック無脊椎動物における単一ニューロン分解能を用いたネットワークダイナミクスを記録するためのフォトダイオードベースの光学イメージング

The development of transgenic invertebrate preparations in which the activity of specifiable sets of neurons can be recorded and manipulated with light ...