Name: analysis of dendritic spine morphology in cultured cns neurons
Uploaded: 2011-07-13T12:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Dendritic Spine Morphology in Cultured CNS Neurons at JoVE.com

אנו מודים קלי ג&#39;ונס לעריכה זהיר. עבודה זו נתמכה על ידי NIH מענק R01MH 071,316, האגודה לאלצהיימר, הברית הלאומית למחקר על סכיזופרניה ודיכאון (NARSAD), והברית הלאומית לחקר האוטיזם (NAAR) (PP); American Heart Association אחוות דוקטורים (DPS); האמריקאי איגוד הלב אחוות Predoctoral (KMW).

הפרוטוקול המתואר כאן ניתן להשתמש כדי לבחון מורפולוגיה עמוד השדרה הדנדריטים ודינמיקה בכל מערכת תרבותית ראשונית. 1. הכנת העיקרי בתרבויות נוירונים בקליפת המוח <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן בצפיפות גבוהה תרב...

<ol>
	<li>Banker, G., Goslin, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developments+in+neuronal+cell+culture.">Developments in neuronal cell culture.</a> Nature. 336, 185-186 (1988).</li><li>Xie, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kalirin-7+controls+activity-dependent+structural+and+functional+plasticity+of+dendritic+spines.">Kalirin-7 controls activity-dependent structural and functional plasticity of dendritic spines.</a> Neuron. 56, 640-656 (2007).</li><li>Spear, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modeling+adolescent+development+and+alcohol+use+in+animals.">Modeling adolescent development and alcohol use in animals.</a> Alcohol Res Health. 24, 115-123 (2000).</li><li>Srivastava, D. P., Woolfrey, K. M., Liu, F., Brandon, N. J., Penzes, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Estrogen+receptor+ss+activity+modulates+synaptic+signaling+and+structure.">Estrogen receptor ss activity modulates synaptic signaling and structure.</a> J Neurosci. 30, 13454-13460 (2010).</li><li>Srivastava, D. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+enhancement+of+two-step+wiring+plasticity+by+estrogen+and+NMDA+receptor+activity.">Rapid enhancement of two-step wiring plasticity by estrogen and NMDA receptor activity.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 105, 14650-14655 (2008).</li><li>Woolfrey, K. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Epac2+induces+synapse+remodeling+and+depression+and+its+disease-associated+forms+alter+spines.">Epac2 induces synapse remodeling and depression and its disease-associated forms alter spines.</a> Nat Neurosci. 12, 1275-1284 (2009).</li><li>Allison, D. W., Gelfand, V. I., Spector, I., Craig, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+actin+in+anchoring+postsynaptic+receptors+in+cultured+hippocampal+neurons:+differential+attachment+of+NMDA+versus+AMPA+receptors.">Role of actin in anchoring postsynaptic receptors in cultured hippocampal neurons: differential attachment of NMDA versus AMPA receptors.</a> J Neurosci. 18, 2423-2436 (1998).</li><li>Harms, K. J., Tovar, K. R., Craig, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synapse-specific+regulation+of+AMPA+receptor+subunit+composition+by+activity.">Synapse-specific regulation of AMPA receptor subunit composition by activity.</a> J Neurosci. 25, 6379-6388 (2005).</li><li>Xie, Z., Huganir, R. L., Penzes, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Activity-dependent+dendritic+spine+structural+plasticity+is+regulated+by+small+GTPase+Rap1+and+its+target+AF-6.">Activity-dependent dendritic spine structural plasticity is regulated by small GTPase Rap1 and its target AF-6.</a> Neuron. 48, 605-618 (2005).</li><li>Jones, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+modulation+of+spine+morphology+by+the+5-HT2A+serotonin+receptor+through+kalirin-7+signaling.">Rapid modulation of spine morphology by the 5-HT2A serotonin receptor through kalirin-7 signaling.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 106, 19575-19580 (1957).</li><li>Dunaevsky, A., Tashiro, A., Majewska, A., Mason, C., Yuste, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Developmental+regulation+of+spine+motility+in+the+mammalian+central+nervous+system.">Developmental regulation of spine motility in the mammalian central nervous system.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 96, 13438-13443 (1999).</li><li>Lichtman, J. W., Conchello, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fluorescence+microscopy.">Fluorescence microscopy.</a> Nat Methods. 2, 910-919 (2005).</li><li>Svoboda, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Do+spines+and+dendrites+distribute+dye+evenly.">Do spines and dendrites distribute dye evenly.</a> Trends Neurosci. 27, 445-446 (2004).</li></ol>

הטכניקות המתוארות לעיל עבור ניתוח כמותי מפורט של עמוד השדרה הדנדריטים מורפולוגיה, תנועתיות צפיפות לינארית בשני הנוירונים קבוע או לחיות קליפת המוח העיקריים הם התמקדו בהבנת ההשפעות של הפוסט סינפטי מנגנונים עשויים לתרום neuropathologies. גישה דומה ניתן לכמת מורפולוגיה תנועת...

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><th> שם מגיב </th><th> חברה </th><th> מספר קטלוגי </th><th> הערות (אופציונלי) </th></tr><tr><td> 18 מ&quot;מ מכסה זכוכית עגול מס &#39;1.5 </td><td> וורנר מכשירים </td><td> 64-0714 (CS-18R15) </td><td></td></tr><tr><td> 22 מ&quot;מ מרובע כיסוי זכוכית מס &#39;1.5 </td><td> וורנר מכשירים </td><td> 64-0721 (CS-22S15) </td><td></td></tr><tr><td> Poly-D-ליזין </td><td> סיגמא </td><td> P-0899 </td><td> MW 70 ~ 150 KDA </td></tr><tr><td> Neurobasal מדיה </td><td> Invitrogen </td><td> 21103049 </td><td></td></tr><tr><td> B27 </td><td> Invitrogen </td><td> 17504044 </td><td></td></tr><tr><td> גלוטמין </td><td> Invitrogen </td><td> 21051024 </td><td></td></tr><tr><td> פניצילין, סטרפטומיצין </td><td> Invitrogen </td><td> 15140148 </td><td></td></tr><tr><td> D, L-APV (AP-5) </td><td> אסנט מדעי </td><td> ASC-004 </td><td></td></tr><tr><td> Lipofectamine 2000 </td><td> Invitrogen </td><td> 11668019 </td><td></td></tr><tr><td> DMEM </td><td> Invitrogen </td><td> 11965092 </td><td></td></tr><tr><td> HEPES </td><td> MediaTech Cellgro </td><td> 25-060 C-1 </td><td> 1M, pH 7 </td></tr><tr><td> פורמלדהיד פתרון </td><td> EMD כימיקלים </td><td> FX0415-5 </td><td> 36%, היסטולוגיה כיתה </td></tr><tr><td> עזים רגיל סרום </td><td> VWR </td><td> 100188-514 </td><td> ג&#39;קסון Immunoresearch Labs </td></tr><tr><td> טריטון X-100 </td><td> פישר סיינטיפיק </td><td> AC21568-2500 </td><td> Acros אורגניקס </td></tr><tr><td> אלקסה פלואוריד 488 אנטי עכבר עז IgG (H + L) מאוד צולבות adsorbed </td><td> Invitrogen </td><td> A-11029 </td><td></td></tr><tr><td> אלקסה פלואוריד 488 עיזים נגד ארנב IgG (H + L) * מאוד * צולבות adsorbed </td><td> Invitrogen </td><td> A-11034 </td><td></td></tr><tr><td> להאריך מגיב antifade זהב </td><td> Invitrogen </td><td> P36934 </td><td> אריזות מיוחדות </td></tr><tr><td> הדמיה למכתב הבמה קאמרית </td><td> וורנר </td><td> RC-30HV </td><td></td></tr><tr><td> בקר טמפרטורה יחידה </td><td> וורנר </td><td> TC-344B </td><td></td></tr><tr><td> MetaMorph </td><td> Universal Imaging </td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

analysis of dendritic spine morphology in cultured cns neurons

הקוצים הדנדריטים הם האתרים של רוב הקשרים מעוררים בתוך המוח, ויוצרים את תא פוסט סינפטי של סינפסות. מבנים אלו עשירים אקטין הוכח להיות מאוד דינמי. בתגובה פלסטיות Hebbian הקלאסית כמו גם אותות neuromodulatory, הקוצים הדנדריטים יכולים לשנות את הצורה ואת מספר, אשר נחשב קריטי עבור עידון של מעגלים עצביים ועל עיבוד ואחסון של מידע בתוך המוח. בתוך הקוצים הדנדריטים, רשת מורכבת של חלבונים הקישור אותות תאיים עם cyctoskeleton אקטין המאפשר שליטה על מורפולוגיה עמוד השדרה במספר הדנדריטים. מחקרים Neuropathological הוכיחו כי מספר מדינות המחלה, החל סכיזופרניה הפרעות הספקטרום האוטיסטי, להציג עמוד השדרה נורמלי מורפולוגיה הדנדריטים או מספרים. יתר על כן, מחקרים גנטיים האחרונות זיהו מוטציות בגנים המקודדים חלבונים רבים הסינפטי, המוביל הצעות כי חלבונים אלה עשויים לתרום גמישות עמוד השדרה סוטה כי, בין השאר, בבסיס הפתופיזיולוגיה של הפרעות אלה. על מנת ללמוד את התפקיד הפוטנציאלי של חלבונים אלה בשליטה מורפולוגיות עמוד השדרה הדנדריטים / מספר, השימוש של נוירונים בקליפת המוח בתרבית מציע מספר יתרונות. ראשית, מערכת זו מאפשרת הדמיה ברזולוציה גבוהה של הקוצים הדנדריטים בתאים קבועים, כמו גם זמן לשגות הדמיה של תאים חיים. שנית, זו מערכת חוץ גופית מאפשר מניפולציה קלה של תפקוד החלבון על ידי ביטוי של חלבונים מוטנטים, מציאה על ידי בונה shRNA, או טיפולים תרופתיים. טכניקות אלו מאפשרים לחוקרים להתחיל לנתח את התפקיד של מחלות הקשורות חלבונים לחזות כיצד מוטציות של חלבונים אלה יפעלו in vivo.

Watch this Scientific Journal Video about Analysis of Dendritic Spine Morphology in Cultured CNS Neurons at JoVE.com

Analysis of Dendritic Spine Morphology in Cultured CNS Neurons

מחקרים עדכניים רבים זיהו מוטציות חלבונים סינפטיים הקשורים פתולוגיות במוח. ראשי נוירונים בקליפת המוח בתרבית להציע גמישות רבה לבחון את ההשפעות של מחלות אלה הקשורים חלבונים על מורפולוגיה תנועתיות עמוד השדרה הדנדריטים.

ניתוח של מורפולוגיה השדרה דנדריטים של נוירונים במערכת העצבים המרכזית Cultured

Dendritic spines are the sites of the majority of excitatory connections within the brain, and form the post-synaptic 
compartment of synapses. These ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Automated Sholl Analysis of Digitized Neuronal Morphology at Multiple Scales

ניתוח אוטומטי של מורפולוגיה Sholl העצבית סרוקים בקני מידה מרובים

Neuronal morphology plays a significant role in determining how neurons function and communicate1-3.  Specifically, it affects the ability of neurons to ...

Fluorescence Recovery After Photobleaching (FRAP) of Fluorescence Tagged Proteins in Dendritic Spines of Cultured Hippocampal Neurons

Fluorescence Recovery After Photobleaching FRAP of Fluorescence Tagged Proteins in Dendritic Spines of Cultured Hippocampal Neurons

שחזור הקרינה לאחר photobleaching (FRAP) של החלבונים המתויגים הקרינה הקוצים הדנדריטים של נוירונים בהיפוקמפוס Cultured

FRAP has been used to quantify the mobility of GFP-tagged proteins. Using a strong excitation laser, the fluorescence of a GFP-tagged protein is bleached ...

Quantitative Analysis of Synaptic Vesicle Pool Replenishment in Cultured Cerebellar Granule Neurons using FM Dyes

ניתוח כמותי של רענון שלפוחיות Synaptic בריכת ב Cultured נוירונים גרגיר cerebellar באמצעות צבעים FM

After neurotransmitter release in central nerve terminals, SVs are rapidly retrieved by endocytosis.  Retrieved SVs are then refilled with ...

Inducing Dendritic Growth in Cultured Sympathetic Neurons

גרימת צמיחה הדנדריטים בנוירונים אוהדים מתורבתים

The shape of the dendritic arbor determines the total synaptic input a neuron can receive 1-3, and influences the types and distribution of these inputs ...

The Analysis of Purkinje Cell Dendritic Morphology in Organotypic Slice Cultures

הניתוח של מורפולוגיה דנדריטים סלולרי פורקינג&#39; בתרבויות Slice Organotypic

Purkinje cells are an attractive model system for studying dendritic development, because they have an impressive dendritic tree which is strictly ...

Genetic Study of Axon Regeneration with Cultured Adult Dorsal Root Ganglion Neurons

המחקר הגנטי של הדור הבא אקסון עם נוירונים בתרבית למבוגרים הגנגליון הגב שורש

It is well known that mature neurons in the central nervous system (CNS) cannot regenerate their axons after injuries due to diminished intrinsic ability ...

Fast Micro-iontophoresis of Glutamate and GABA: A Useful Tool to Investigate Synaptic Integration

מיקרו-Iontophoresis מהיר של גלוטמט וגאבא: כלי שימושי לחקירת האינטגרציה סינפטית

One of the fundamental interests in neuroscience is to understand the integration of excitatory and inhibitory inputs along the very complex structure of ...

Imaging Dendritic Spines of Rat Primary Hippocampal Neurons using Structured Illumination Microscopy

הדמיה קוצים הדנדריטים של העכברוש הראשי נוירונים בהיפוקמפוס באמצעות מובנה תאורה מיקרוסקופית

Dendritic spines are protrusions emerging from the dendrite of a neuron and represent the primary postsynaptic targets of excitatory inputs in the brain. ...

An Engulfment Assay: A Protocol to Assess Interactions Between CNS Phagocytes and Neurons

Assay היבלעות: פרוטוקול להעריך אינטראקציות בין מערכת העצבים המרכזית וPhagocytes נוירונים

Phagocytosis is a process in which a cell engulfs material (entire cell, parts of a cell, debris, etc.) in its surrounding extracellular environment and ...

Analyzing Dendritic Morphology in Columns and Layers

ניתוח מורפולוגיה דנדריטים ב עמודות שכבות

In many regions of the central nervous systems, such as the fly optic lobes and the vertebrate cortex, synaptic circuits are organized in layers and ...