Name: postsynaptic recordings at afferent dendrites contacting cochlear inner hair cells: monitoring multivesicular release at a ribbon synapse
Uploaded: 2011-02-10T16:00:00
Duration: 11 min 45 s
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Diese Arbeit wurde durch eine Taubheit Research Foundation Research Grant zu EY unterstützt und NIDCD DC006476 zu EG und NIDCD DC005211 an das Zentrum für Hör-und Gleichgewichtsstörungen, Johns Hopkins University. Artwork copyright Tim Phelps, Johns Hopkins University. LG schrieb das erste Manuskript, EY und LG filmte die Präparation und die Aufnahme. Alle Autoren zur Verfügung gestellt Exemplar Zahlen und trug zur Herstellung des Manuskripts.

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	<li>Glowatzki, E., Fuchs, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transmitter+release+at+the+hair+cell+ribbon+synapse.">Transmitter release at the hair cell ribbon synapse.</a> Nat Neurosci. 5 (2), 147-154 (2002).</li><li>Goutman, J. D., Glowatzki, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+course+and+calcium+dependence+of+transmitter+release+at+a+single+ribbon+synapse.">Time course and calcium dependence of transmitter release at a single ribbon synapse.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 104 (41), 16341-16346 (2007).</li><li>Yi, E., Roux, I., Glowatzki, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dendritic+HCN+channels+shape+excitatory+postsynaptic+potentials+at+the+inner+hair+cell+afferent+synapse+in+the+mammalian+cochlea.">Dendritic HCN channels shape excitatory postsynaptic potentials at the inner hair cell afferent synapse in the mammalian cochlea.</a> J Neurophysiol. 103 (5), 2532-2543 (2010).</li><li>Grant, L., Yi, E., Glowatzki, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Two+modes+of+release+shape+the+postsynaptic+response+at+the+inner+hair+cell+ribbon+synapse.">Two modes of release shape the postsynaptic response at the inner hair cell ribbon synapse.</a> J Neurosci. 30 (12), 4210-4220 (2010).</li><li>LoGiudice, L., Matthews, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+ribbons+at+sensory+synapses.">The role of ribbons at sensory synapses.</a> Neuroscientist. 15 (4), 380-391 (2009).</li><li>Singer, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coordinated+multivesicular+release+at+a+mammalian+ribbon+synapse.">Coordinated multivesicular release at a mammalian ribbon synapse.</a> Nat Neurosci. 7 (8), 826-833 (2004).</li><li>Keen, E. C., Hudspeth, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transfer+characteristics+of+the+hair+cell's+afferent+synapse.">Transfer characteristics of the hair cell's afferent synapse.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 103 (14), 5537-5542 (2006).</li><li>Li, G. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+unitary+event+underlying+multiquantal+EPSCs+at+a+hair+cell's+ribbon+synapse.">The unitary event underlying multiquantal EPSCs at a hair cell's ribbon synapse.</a> J Neurosci. 29 (23), 7558-7568 (2009).</li><li>Singer, J. H., Diamond, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vesicle+depletion+and+synaptic+depression+at+a+mammalian+ribbon+synapse.">Vesicle depletion and synaptic depression at a mammalian ribbon synapse.</a> J Neurophysiol. 95 (5), 3191-3198 (2006).</li><li>Suryanarayanan, A., Slaughter, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+transmission+mediated+by+internal+calcium+stores+in+rod+photoreceptors.">Synaptic transmission mediated by internal calcium stores in rod photoreceptors.</a> J Neurosci. 26 (6), 1759-1766 (2006).</li><li>Neef, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+the+mechanism+of+exocytosis+at+the+hair+cell+ribbon+synapse.">Probing the mechanism of exocytosis at the hair cell ribbon synapse.</a> J Neurosci. 27 (47), 12933-12944 (2007).</li><li>Tritsch, N. X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+origin+of+spontaneous+activity+in+the+developing+auditory+system.">The origin of spontaneous activity in the developing auditory system.</a> Nature. 450 (7166), 50-55 (2007).</li><li>Kros, C. J., Ruppersberg, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Expression+of+a+potassium+current+in+inner+hair+cells+during+development+of+hearing+in+mice.">Expression of a potassium current in inner hair cells during development of hearing in mice.</a> Nature. 394 (6690), 281-284 (1998).</li><li>Muller, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+changes+of+frequency+representation+in+the+rat+cochlea.">Developmental changes of frequency representation in the rat cochlea.</a> Hear Res. 56 (1-2), 1-7 (1991).</li><li>Seal, R. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sensorineural+deafness+and+seizures+in+mice+lacking+vesicular+glutamate+transporter+3.">Sensorineural deafness and seizures in mice lacking vesicular glutamate transporter 3.</a> Neuron. 57 (2), 263-275 (2008).</li></ol>

Der entscheidende Schritt in diesem Verfahren ist die Dissektion. Wenn das Gewebe gedehnt oder beschädigt während der Präparation wird afferenten Fasern nicht überleben. Tissue von jüngeren Ratten ist elastischer und verzeihend. Wir finden, dass postnatale Tag 10 bis 11 am einfachsten zu sezieren und Experimente haben höhere Erfolgsraten. Ein hohes Maß an Cochlea-Reifung erfolgt postnatal, mit Ratten zu Beginn von rund postnatalen Tag 12 14 zu hören. Deshalb, im Alter, wo die Präparation am einfachsten ist, kann Synapsen nicht vollständig ausgereift vier. Die Dissektion hier für Ratten beschrieben ist im Wesentlichen das gleiche für Mäuse, der Hauptunterschied ist die geringere Größe der Maus Cochlea. Diese Technik erlaubt es die Eigenschaften des Bandes Synapsen in transgen veränderten Mäusen 15 untersucht werden. Weitere Modifikationen dieser Technik sind: Zugabe eines fluoreszierenden Farbstoffes der intrazellulären Lösung zur Kennzeichnung von Fasern 3; gepaart Aufnahmen mit der präsynaptischen inneren Haarzelle und postsynaptischen afferenten bouton, so dass die Übertragungsfunktion zwischen Pre-und Post synaptic Zellen 2 bestimmt werden und locker- Dichtung extrazelluläre Ableitungen an afferenten boutons zum Verlust der zellulären Integrität zu vermeiden. Die extrazelluläre Aufnahme Konfiguration ist einfacher zu erreichen als der whole-cell-Konfiguration und Experimente sind in der Regel länger haltbar.

Oben ist das Gerät in unserem elektrophysiologischen Setups für die Aufnahme von afferenten Terminals verwendet.

postsynaptic recordings at afferent dendrites contacting cochlear inner hair cells: monitoring multivesicular release at a ribbon synapse

Die afferenten Synapse zwischen innerer Haarzelle (IHC) und der Hörnerv Faser bietet eine elektrophysiologisch zugängliche Website für die Aufnahme der postsynaptischen Aktivität eines einzelnen Bandes Synapse 1-4. Ribbon Synapsen der sensorischen Zellen setzen Neurotransmitter kontinuierlich, deren Höhe moduliert in Reaktion auf abgestufte Veränderungen in IHC Membranpotential 5 ist. Ribbon Synapsen haben gezeigt, dass durch multivesicular Release, in denen mehrere Bläschen gleichzeitig freigegeben werden kann, um exzitatorischen postsynaptischen Ströme (EPSCs) unterschiedlicher Amplitude 1, 4, 6-11 evozieren zu betreiben. Weder die Rolle des präsynaptischen Band, noch die zugrunde liegende Mechanismus multivesicular Release ist derzeit gut verstanden. Der IHC wird um 10-20 Hörnervenfasern, und jede Faser in Kontakt mit der IHC mit einem einzigen marklosen Ende zu einem einzigen Band Synapse bilden innerviert. Die geringe Größe der afferenten boutons Kontakt IHZ (ca. 1 &amp;mgr; m im Durchmesser) ermöglicht Aufnahmen mit außergewöhnlicher zeitlicher Auflösung zu erfolgen. Darüber hinaus kann die Technik angepasst sowohl prä-und postsynaptischen Zellen gleichzeitig aufnehmen, so dass die Übertragungsfunktion an der Synapse direkt 2 untersucht werden. Diese Methode ist somit ein Mittel, mit denen grundlegende Aspekte der Neurotransmission untersucht werden können, von multivesicular Freisetzung in die schwer fassbaren Funktion des Bandes in Sinneszellen.

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Postsynaptic Recordings at Afferent Dendrites Contacting Cochlear Inner Hair Cells: Monitoring Multivesicular Release at a Ribbon Synapse

Whole-Cell-Patch-Clamp Messungen von auditiven Nervenfaser Dendriten an der inneren Haarzelle ribbon Synapsen im Säuger-Cochlea.

Postsynaptische Recordings am afferenten Dendriten Kontaktaufnahme mit Cochlear inneren Haarzellen: Monitoring multivesikulären Veröffentlichung in einem Ribbon Synapse

The afferent synapse between the inner hair cell (IHC) and the auditory nerve fiber provides an electrophysiologically accessible site for recording the ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Patch Clamp Recordings in Inner Ear Hair Cells Isolated from Zebrafish

Patch-Clamp-Aufnahmen im inneren Haarsinneszellen Isoliert von Zebrafisch

Patch  clamp analyses of the voltage-gated channels in sensory hair cells isolated  from a variety of species have been described previously1-4 but this  ...

Forschung

Neurowissenschaften

Simultaneous Long-term Recordings at Two Neuronal Processing Stages in Behaving Honeybees

Gleichzeitige Langzeit-Aufnahmen auf zwei neuronale Verarbeitungsstufen in Behaving Honigbienen

In both mammals and insects neuronal information is processed in different higher and lower order brain centers. These centers are coupled via convergent ...

Acute Dissociation of Lamprey Reticulospinal Axons to Enable Recording from the Release Face Membrane of Individual Functional Presynaptic Terminals

Akute Dissoziation von Neunauge retikulospinale Axone in den Aufnahme von der Trennfläche Membran einzelner Funktions präsynaptischen aktivieren

Synaptic transmission is an extremely rapid process. Action potential driven influx of Ca2+&#160;into the presynaptic terminal, through voltage-gated ...

High-Resolution Quantitative Immunogold Analysis of Membrane Receptors at Retinal Ribbon Synapses

Hochauflösende Quantitative Immungold-Analyse von Membranrezeptoren auf der Netzhaut Ribbon Synapsen

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Kombinierte Aufnahme von Mechanisch Stimulated Afferent Output und Nervenendigung Kennzeichnung Maus Haarfollikel Lanceolate Endings

A novel dissection and recording technique is described for monitoring afferent firing evoked by mechanical displacement of hairs in the mouse pinna. The ...

Electroconvulsive Seizures in Rats and Fractionation of Their Hippocampi to Examine Seizure-induced Changes in Postsynaptic Density Proteins

Elektrokrampftherapie Anfälle bei Ratten und Fraktionierung von ihren Hippocampi Beschlagnahme verursachten Veränderungen in den Proteinen der postsynaptischen Dichte prüfen

Electroconvulsive seizure (ECS) is an experimental animal model of electroconvulsive therapy, the most effective treatment for severe depression. ECS ...

FM Dye Cycling at the Synapse: Comparing High Potassium Depolarization, Electrical and Channelrhodopsin Stimulation

FM-Farbstoff Radfahren an der Synapse: Vergleich hohen Kalium Depolarisation, elektrische und Channelrhodopsin Stimulation

FM dyes are used to study the synaptic vesicle (SV) cycle. These amphipathic probes have a hydrophilic head and hydrophobic tail, making them ...

Ex Vivo Imaging of Cell-specific Calcium Signaling at the Tripartite Synapse of the Mouse Diaphragm

Ex Vivo Imaging of Cell-specific Calcium Signaling at the Tripartite Synapse of the Mouse Diaphragm

Ex-Vivo Bildgebung von zellspezifische Kalzium Signalisierung an den dreigliedrigen Synapse der Maus Membran

The electrical activity of cells in tissues can be monitored by electrophysiological techniques, but these are usually limited to the analysis of ...

Morphological and Functional Evaluation of Ribbon Synapses at Specific Frequency Regions of the Mouse Cochlea

Morphologische und funktionelle Bewertung von Bandsynapsen an bestimmten Frequenzregionen der Maus cochlea

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Ein plattenbasierter Assay zur Messung der endogenen Monoaminfreisetzung in akuten Hirnschnitten

Monoamine neurotransmitters are associated with numerous neurologic and psychiatric ailments. Animal models of such conditions have shown alterations in ...