Name: patch-clamp capacitance measurements and ca2+ imaging at single nerve terminals in retinal slices
Uploaded: 2012-01-19T13:00:00
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Agradecemos ao Dr. Fred Rieke para o seu tipo de explicação o ágar-embedded preparação fatia da retina quando começamos a usar o protocolo em nosso laboratório. Agradecemos também a Lori Vaskalis para a ilustração do esquema visão geral e as Dras. Veeramuthu Balakrishnan e Soyoun Cho para comentários úteis no texto e vídeo. Este trabalho foi financiado por um NEI-NIH RO1 concessão, e também foi parcialmente financiado por uma Research Foundation Grant Coréia financiado pelo Governo coreano [KRF-2008-357-E00032].

1. Soluções externas e internas <ol><li> Prepare a solução de corte (cálcio) de solução estoque de 10x e adicione MgCl 2, CaCl 2 e D-glicose diário. A solução final consiste em 1x (em mM): 119 NaCl, 2,5 KCl, 3,2 MgCl 2, 0,25 CaCl 2, 12 D-glicose, 0,2 ácido L-ascórbico, 12 HEPES. Definir o pH para 7,4 (com NaOH) e ajuste da osmolaridade para 260 mOsm (usando H 2 O e solução estoque 10x). </li><li> Pesar 3% agar gelificação baixa temperatura (Agarose...

<ol>
	<li>Obeso, J. A., Olanow, C. W., Nutt, J. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Levodopa+motor+complications+in+Parkinson's+disease.">Levodopa motor complications in Parkinson's disease.</a> Trends Neurosci. 23, S2-S7 (2000).</li><li>Caprioli, R. M., Farmer, T. B., Gile, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+imaging+of+biological+samples:+localization+of+peptides+and+proteins+using+MALDI-TOF+MS.">Molecular imaging of biological samples: localization of peptides and proteins using MALDI-TOF MS.</a> Anal. Chem. 69, 4751-4760 (1997).</li><li>Obeso, 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=The+evolution+and+origin+of+motor+complications+in+Parkinson's+disease.">The evolution and origin of motor complications in Parkinson's disease.</a> Neurology. 55, S13-S20 (2000).</li><li>WHO. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noncommunicable+Diseases+and+Mental+Health+Cluster,+Noncommunicable+Disease+Prevention+and+Health+Promotion+Department,+Ageing+and+Life+Course+.">Noncommunicable Diseases and Mental Health Cluster, Noncommunicable Disease Prevention and Health Promotion Department, Ageing and Life Course .</a> Active ageing: a policy framework. , (2002).</li><li>Schapira, A. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Movement+disorders:+advances+in+cause+and+treatment.">Movement disorders: advances in cause and treatment.</a> Lancet Neurology. 9, 6-7 (2010).</li><li>Obeso, J. A., Rodriguez-Oroz, M. C., Rodriguez, M., DeLong, M. R., Olanow, C. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pathophysiology+of+levodopa-induced+dyskinesias+in+Parkinson's+disease:+problems+with+the+current+model.">Pathophysiology of levodopa-induced dyskinesias in Parkinson's disease: problems with the current model.</a> Ann. Neurol. 47, 22-32 (2000).</li><li>Cenci, M. A., Lee, C. S., Bjorklund, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=L-DOPA-induced+dyskinesia+in+the+rat+is+associated+with+striatal+overexpression+of+prodynorphin-+and+glutamic+acid+decarboxylase+mRNA.">L-DOPA-induced dyskinesia in the rat is associated with striatal overexpression of prodynorphin- and glutamic acid decarboxylase mRNA.</a> Eur. J. Neurosci. 10, 2694-2706 (1998).</li><li>Andersson, M., Hilbertson, A., Cenci, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Striatal+fosB+expression+is+causally+linked+with+l-DOPA-induced+abnormal+involuntary+movements+and+the+associated+upregulation+of+striatal+prodynorphin+mRNA+in+a+rat+model+of+Parkinson's+disease.">Striatal fosB expression is causally linked with l-DOPA-induced abnormal involuntary movements and the associated upregulation of striatal prodynorphin mRNA in a rat model of Parkinson's disease.</a> Neurobiol Dis. 6, 461-474 (1999).</li><li>Hanrieder, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alterations+of+striatal+neuropeptides+revealed+by+imaging+mass+spectrometry.">Alterations of striatal neuropeptides revealed by imaging mass spectrometry.</a> Molecular &#38; Cellular Proteomics. , (2011).</li><li>Cornett, D. S., Reyzer, M. L., Chaurand, P., Caprioli, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MALDI+imaging+mass+spectrometry:+molecular+snapshots+of+biochemical+systems.">MALDI imaging mass spectrometry: molecular snapshots of biochemical systems.</a> Nat. Methods. 4, 828-833 (2007).</li><li>Ljungdahl, . <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+Mass+Spectrometry+Reveals+Elevated+Nigral+Levels+of+Dynorphin+Neuropeptides+in+L-DOPA-Induced+Dyskinesia+in+Rat+Model+of+Parkinson's+Disease.">Imaging Mass Spectrometry Reveals Elevated Nigral Levels of Dynorphin Neuropeptides in L-DOPA-Induced Dyskinesia in Rat Model of Parkinson's Disease.</a> PLoS ONE. 6, e25653-e25653 (2011).</li><li>Groseclose, M. R., Andersson, M., Hardesty, W. M., Caprioli, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+proteins+directly+from+tissue:+in+situ+tryptic+digestions+coupled+with+imaging+mass+spectrometry.">Identification of proteins directly from tissue: in situ tryptic digestions coupled with imaging mass spectrometry.</a> J. Mass. Spectrom. 42, 254-262 (2007).</li><li>Andersson, M., Groseclose, M. R., Deutch, A. Y., Caprioli, R. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+mass+spectrometry+of+proteins+and+peptides:+3D+volume+reconstruction.">Imaging mass spectrometry of proteins and peptides: 3D volume reconstruction.</a> Nat. Methods. 5, 101-108 (2008).</li><li>Deininger, S. -. O., Setou, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Imaging Mass Spectrometry. , 199-208 (2010).</li><li>Norris, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Processing+MALDI+Mass+Spectra+to+Improve+Mass+Spectral+Direct+Tissue+Analysis.">Processing MALDI Mass Spectra to Improve Mass Spectral Direct Tissue Analysis.</a> Int. J. Mass. Spectrom. 260, 212-221 (2007).</li><li>Ihaka, R., Gentleman, R. 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+Language+for+Data+Analysis+and+Graphics.">A Language for Data Analysis and Graphics.</a> Journal of Computational and Graphical Statistics. 5, 299-314 (1996).</li><li>Li, H., Chen, S., Hong, D., Li, M., Shyr, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Mass Spectrometry Binning Software GAB. , (2012).</li><li>Tusher, V. G., Tibshirani, R., Chu, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Significance+analysis+of+microarrays+applied+to+the+ionizing+radiation+response.">Significance analysis of microarrays applied to the ionizing radiation response.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. 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Um passo crítico e difícil em nosso protocolo é a transferência do pedaço de retina na solução de agar (protocolo 3.4). É necessário remover cuidadosamente o humor vítreo e solução fatia residual do pedaço da retina e transferi-lo sem distorção ou flexão. A fim de conseguir isso, usamos uma pequena espátula (21-401-25B, Fisherbrand) com uma ponta dobrada para formar um ângulo de 90 °, juntamente com uma pinça ponta angulada (11251-35, Ferramentas Ciência Fine), para posicionar a ret...

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome do reagente </td><td> Companhia </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentários </td></tr><tr><td> Agar gelificação baixa temperatura </td><td> Sigma </td><td> A0701 </td><td> Agarose tipo VII-A </td></tr><tr><td> Pipeta de patch </td><td> Precision Instruments mundo </td><td> 1B150F-4 </td><td> De paredes espessas (1,5 mm de diâmetro externo) de vidro borosilicato </td></tr><tr><td> Extrator Vertical </td><td> Narishige </td><td> PP830 </td><td></td></tr><tr><td> Cera dental </td><td> Cavex </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Tesoura primavera </td><td> Multa Ferramentas Ciência </td><td> 15003-08 </td><td></td></tr><tr><td> 45 ° angulada pinça de ponta fina </td><td> Multa Ferramentas Ciência </td><td> 11251-35 </td><td></td></tr><tr><td> Gilete </td><td> Personna </td><td></td><td> De dois gumes, limpa com álcool 70% e H 2 O </td></tr><tr><td> Tubo cilíndrico </td><td> Fisherbrand </td><td> 03-338-1B </td><td> Polietileno frascos de amostra 2,5 ml </td></tr><tr><td> Hialuronidase </td><td> Sigma </td><td> H6254 </td><td></td></tr><tr><td> Vibratome slicer </td><td> Leica </td><td> VT1000S ou VT1200S </td><td></td></tr><tr><td> Microscópio vertical </td><td> Olimpo </td><td> BX51WI </td><td></td></tr><tr><td> Objetiva de imersão em água-60x </td><td> Olimpo </td><td> LUMPlanFl </td><td> NA 0,90 </td></tr><tr><td> CCD da câmera </td><td> Sony </td><td> XC-75 </td><td></td></tr><tr><td> Camera controlador </td><td> Hamamatsu </td><td> C2400 </td><td></td></tr><tr><td> Monitorar &lt;/ Td&gt; <td> Sony </td><td></td><td> 13 monitor &quot;preto e branco </td></tr><tr><td> Seringa filtro </td><td> Nalgene </td><td></td><td> 0,2 m </td></tr><tr><td> Micromanipulador </td><td> Instrumento Sutter </td><td> MPC-200 </td><td></td></tr><tr><td> Amplificador lock-in </td><td> Heka </td><td></td><td> EPC-9/10 amplificadores têm emulação de software </td></tr><tr><td> Microscópio confocal a laser girando disco </td><td> Yokogawa </td><td> CSU-X1 </td><td> Imagens de células vivas após patch-clamp gravação de células inteiras </td></tr><tr><td> Slidebook software </td><td> Inteligente de imagem Instruments (3i) </td><td></td><td> Imagem de aquisição de dados e análise </td></tr><tr><td> Paraformaldeído </td><td> Sigma </td><td> P6148 </td><td></td></tr><tr><td> Solução tampão fosfato </td><td> GIBCO </td><td> 70013 </td><td></td></tr><tr><td> Slides Superfrost </td><td> Fisher Scientific </td><td></td><td> Slides de vidro </td></tr><tr><td> Anti-fading agentes </td><td> Biomeda corp. </td><td></td><td></td></tr><tr><td> Microscópio confocal de varredura a laser </td><td> Carl Zeiss </td><td> LSM 710 </td><td> De imagem de tecido fixado </td></tr><tr><td> Espátula </td><td> Fisherbrand </td><td> 21-401-25B </td><td></td></tr><tr><td> Manuel verticais slicer </td><td> Narishige </td><td> ST-20 </td><td></td></tr><tr><td> Oregon Verde 488 BAPTA-1 </td><td> Invitrogen </td><td> O-6806 </td><td> Ca 2 + corante fluorescente sensível </td></tr><tr><td> Alexa Fluor 555 Hydrazide </td><td> Invitrogen </td><td> A 20501MP- </td><td> Corante fluorescente </td></tr></tbody></table>

patch-clamp capacitance measurements and ca2+ imaging at single nerve terminals in retinal slices

Estímulos visuais são detectados e transmitidos em uma ampla faixa dinâmica de intensidades de luz e mudanças de freqüência por neurônios especializados na retina de vertebrados. Duas classes de neurônios da retina, fotorreceptores e células bipolares, fazer isso usando a fita do tipo zonas ativas, que permitem a liberação do neurotransmissor sustentada e de alto rendimento em períodos de tempo longos. ON tipo misto de células bipolares (Mb) terminais na retina peixinho, que despolarizar a estímulos de luz e receber vara mista e cone de entrada de fotorreceptores, são adequados para o estudo da fita do tipo sinapses tanto devido a seu grande tamanho (~ 12/10 diâmetro mm) e aos seus inúmeros lateral e recíprocas conexões sinápticas com dendritos de células amácrinas. Acesso direto aos terminais Mb de células bipolares da retina em fatias goldfish com a técnica de patch-clamp permite a medição de Ca 2 + pré-sináptico correntes, alterações de capacitância de membrana, e inibição de feedback recíproco sináptica mediada pelo GABA &lt;receptores sub&gt; A e GABA C expresso nos terminais. Medições membrana pré-sináptica capacitância de exocitose permitem estudar a plasticidade de curto prazo da liberação do neurotransmissor excitatório 14,15. Além disso, a plasticidade de curto prazo e longo prazo da liberação do neurotransmissor inibitório das células amácrinas também pode ser investigado por gravações de inibição de feedback recíproco de chegar ao terminal Mb 21. Em períodos curtos de tempo (por exemplo, ~ 10 s), a inibição GABAérgica comentários recíproca a partir de células amácrinas sofre pares de pulso, depressão através de esgotamento GABA vesícula piscina 11. A dinâmica de microcircuitos sináptica da retina na camada plexiforme interna da retina podem, portanto, ser diretamente estudados. A técnica do cérebro fatia foi introduzida mais de 40 anos atrás, mas ainda é muito útil para a investigação das propriedades elétricas dos neurônios, tanto na soma única célula, dendrite única ou axônio, e microcircuit nível sináptico 19. Tecidos que são pequenos demais para ser colado diretamente na câmara de corte são muitas vezes incorporadas no primeiro agar (ou colocado em um filtro de papel) e depois em fatias 20, 23, 18, ​​9. Neste vídeo, nós empregamos a técnica de agar pré-incorporação usando retina goldfish. Alguns dos gigantes terminais célula bipolar em nossa retina fatias de peixe dourado são axotomized (axônio corte) durante o processo de corte. Isso nos permite isolar única entradas terminal pré-sináptico do nervo, porque a gravação dos terminais axotomized exclui os sinais do compartimento soma dendríticas. Alternativamente, pode-se também gravar a partir de células intactas Mb bipolar, por gravação a partir de terminais ligados ao axônios que não foram cortadas durante o processo de corte. No geral, a utilização deste protocolo experimental ajudará nos estudos da fisiologia sináptica da retina, análise de microcircuito funcional, ea transmissão sináptica em sinapses fita.

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Patch-clamp Capacitance Measurements and Ca2+ Imaging at Single Nerve Terminals in Retinal Slices

Aqui nós descrevemos um protocolo para a preparação de agar-embedded fatias da retina que são adequados para eletrofisiologia e Ca2 + imagem. Este método permite que um estudo de fita do tipo sinapses em microcircuitos da retina usando direto de patch-clamp gravações de um único terminais nervosos pré-sinápticos.

Patch-clamp medidas de capacitância e Ca 2 + Imaging nos terminais nervosos da retina único em Fatias

Visual stimuli are detected and conveyed over a wide dynamic range of light intensities and frequency changes by specialized neurons in the vertebrate ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Patch-clamp Capacitance Measurements and Ca2+ Imaging at Single Nerve Terminals in Retinal Slices

Patch Clamp Recordings from Mouse Retinal Neurons in a Dark-adapted Slice Preparation

Remendo Recordings Grampo de neurônios da retina do rato em um Preparação Slice Dark-adaptados

Our visual experience is initiated when the visual pigment in our retinal photoreceptors absorbs photons of light energy and initiates a cascade of ...

Neurociência

Paired Patch Clamp Recordings from Motor-neuron and Target Skeletal Muscle in Zebrafish

Gravações patch emparelhado Grampo da Motor-neurônio e músculo alvo ósseas em Zebrafish

Larval zebrafish represent the first vertebrate model system to allow simultaneous patch clamp recording from a spinal motor-neuron and target muscle.  ...

A Computer-assisted Multi-electrode Patch-clamp System

A Multi-eletrodo Sistema patch-clamp assistida por computador

The patch-clamp technique is today the most  well-established method for recording electrical activity from individual  neurons or their subcellular ...

Visualization of Endosome Dynamics in Living Nerve Terminals with Four-dimensional Fluorescence Imaging

Visualização de endosome Dynamics em Viver terminais nervosos com quatro-dimensional imagens de fluorescência

Four-dimensional (4D) light imaging has been used to study behavior of small structures within motor nerve terminals of the thin transversus abdominis ...

Methods for Cell-attached Capacitance Measurements in Mouse Adrenal Chromaffin Cell

Métodos de medidas de capacitância ligado por células em Rato Adrenal Cromafim celular

Neuronal transmission is an integral part of cellular communication within the brain. Depolarization of the presynaptic membrane leads to vesicle fusion ...

Electrophysiological and Morphological Characterization of Neuronal Microcircuits in Acute Brain Slices Using Paired Patch-Clamp Recordings

Eletrofisiológica e Caracterização Morfológica de Neuronal Microcircuits em aguda fatias do cérebro do Usando Emparelhados patch-clamp Recordings

The combination of patch clamp recordings from two (or more) synaptically coupled neurons (paired recordings) in acute brain slice preparations with ...

Recording Light-evoked Postsynaptic Responses in Neurons in Dark-adapted, Mouse Retinal Slice Preparations Using Patch Clamp Techniques

Gravação Light-provocou respostas pós-sinápticos nos neurônios em Dark-adaptados, Preparações da retina do rato fatia usando técnicas Grampo patch

The retina is the gateway to the visual system. To understand visual signal processing mechanisms, we investigate retinal neural network functions. ...

Imaging Ca2+ Dynamics in Cone Photoreceptor Axon Terminals of the Mouse Retina

Imaging Ca2+ Dynamics in Cone Photoreceptor Axon Terminals of the Mouse Retina

Imagem Ca<sup&gt; 2+</sup&gt; Dynamics nos terminais Cone fotorreceptores Axon do mouse Retina

Retinal cone photoreceptors (cones) serve daylight vision and are the basis of color discrimination. They are subject to degeneration, often leading to ...

Whole-cell Patch-clamp Recordings in Brain Slices

Gravações de células inteiras de patch-clamp em Brain Slices

Whole-cell patch-clamp recording is an electrophysiological technique that allows the study of the&#160;electrical properties of a substantial part of the ...

Application of Automated Image-guided Patch Clamp for the Study of Neurons in Brain Slices

Aplicação de correia de patch automatizada com guia de imagem para estudo de neurônios em fatias de cérebro

Whole-cell patch clamp is the gold-standard method to measure the electrical properties of single cells. However, the in vitro patch clamp remains a ...