Name: deriving the time course of glutamate clearance with a deconvolution analysis of astrocytic transporter currents
Uploaded: 2013-08-07T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Deriving the Time Course of Glutamate Clearance with a Deconvolution Analysis of Astrocytic Transporter Currents at JoVE.com

Bu çalışma Nörolojik Bozukluklar ve İnme İntramural Araştırma Programı (NS002986) Ulusal Enstitüsü tarafından desteklenmiştir. AS el yazması yazdı ve deconvolution analizi uygulanmıştır. JSD deconvolution analizi ilk versiyonunu geliştirdi ve metin yorumladı.

1. Dilim Hazırlık <ol><li> 119 NaCl, 2.5 KCl, 0.5 CaCl2, 1.3 MgSO 4 · 7H 2 O, 4 MgCl2, 26.2 NaHCO3, 1 NaH 2 PO 4, ve 22 glukoz, 320: içeren / depolama çözümü (mM) dilimleme 500 ml hazırlayın mOsm, pH 7.4, </li><li> Dilimleri için bir batma odası hazırlamak için 250 ml beher kullanın, / depolama çözümü dilimleme 200 ml ile doldurun, 34 de bir su banyosunda sıcak ° C ve% 95 O 2,% 5 CO 2 ile balonu bu. ...

<ol>
	<li>Ventura, R., Harris, 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=Three-dimensional+relationships+between+hippocampal+synapses+and+astrocytes.">Three-dimensional relationships between hippocampal synapses and astrocytes.</a> J. Neurosci. 19, 6897-6906 (1999).</li><li>Witcher, M. R., Kirov, S. A., Harris, 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=Plasticity+of+perisynaptic+astroglia+during+synaptogenesis+in+the+mature+rat+hippocampus.">Plasticity of perisynaptic astroglia during synaptogenesis in the mature rat hippocampus.</a> Glia. 55, 13-23 (2007).</li><li>Danbolt, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glutamate+uptake.">Glutamate uptake.</a> Prog. Neurobiol. 65, 1-105 (2001).</li><li>Herman, M. A., Jahr, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extracellular+glutamate+concentration+in+hippocampal+slice.">Extracellular glutamate concentration in hippocampal slice.</a> J. Neurosci. 27, 9736-9741 (2007).</li><li>Arnth-Jensen, N., Jabaudon, D., Scanziani, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cooperation+between+independent+hippocampal+synapses+is+controlled+by+glutamate+uptake.">Cooperation between independent hippocampal synapses is controlled by glutamate uptake.</a> Nat. Neurosci. 5, 325-331 (2002).</li><li>Barbour, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+evaluation+of+synapse+independence.">An evaluation of synapse independence.</a> J. Neurosci. 21, 7969-7984 (2001).</li><li>Rusakov, D. A., Kullmann, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Extrasynaptic+glutamate+diffusion+in+the+hippocampus:+ultrastructural+constraints,+uptake,+and+receptor+activation.">Extrasynaptic glutamate diffusion in the hippocampus: ultrastructural constraints, uptake, and receptor activation.</a> J. Neurosci. 18, 3158-3170 (1998).</li><li>Zerangue, N., Kavanaugh, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flux+coupling+in+a+neuronal+glutamate+transporter.">Flux coupling in a neuronal glutamate transporter.</a> Nature. 383, 634-637 (1038).</li><li>Eliasof, S., Jahr, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+glial+cell+glutamate+transporter+is+coupled+to+an+anionic+conductance.">Retinal glial cell glutamate transporter is coupled to an anionic conductance.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 93, 4153-4158 (1996).</li><li>Wadiche, J. I., Amara, S. G., Kavanaugh, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+fluxes+associated+with+excitatory+amino+acid+transport.">Ion fluxes associated with excitatory amino acid transport.</a> Neuron. 15, 721-728 (1995).</li><li>Wadiche, J. I., Kavanaugh, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Macroscopic+and+microscopic+properties+of+a+cloned+glutamate+transporter/chloride+channel.">Macroscopic and microscopic properties of a cloned glutamate transporter/chloride channel.</a> J. Neurosci. 18, 7650-7661 (1998).</li><li>Bergles, D. E., Jahr, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptic+activation+of+glutamate+transporters+in+hippocampal+astrocytes.">Synaptic activation of glutamate transporters in hippocampal astrocytes.</a> Neuron. 19, 1297-1308 (1997).</li><li>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=Deriving+the+glutamate+clearance+time+course+from+transporter+currents+in+CA1+hippocampal+astrocytes:+transmitter+uptake+gets+faster+during+development.">Deriving the glutamate clearance time course from transporter currents in CA1 hippocampal astrocytes: transmitter uptake gets faster during development.</a> J. Neurosci. 25, 2906-2916 (2005).</li><li>Scimemi, A., Tian, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+transporters+regulate+glutamate+clearance,+NMDA+receptor+activation,+and+synaptic+plasticity+in+the+hippocampus.">Neuronal transporters regulate glutamate clearance, NMDA receptor activation, and synaptic plasticity in the hippocampus.</a> J. Neurosci. 29, 14581-14595 (2009).</li><li>Zuo, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Isoflurane+enhances+glutamate+uptake+via+glutamate+transporters+in+rat+glial+cells.">Isoflurane enhances glutamate uptake via glutamate transporters in rat glial cells.</a> Neuroreport. 12, 1077-1080 (2001).</li><li>Barbour, B., Brew, H., Attwell, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrogenic+uptake+of+glutamate+and+aspartate+into+glial+cells+isolated+from+the+salamander+(Ambystoma)+retina.">Electrogenic uptake of glutamate and aspartate into glial cells isolated from the salamander (Ambystoma) retina.</a> J. Physiol. 436, 169-193 (1991).</li><li>Bergles, D. E., Tzingounis, A. V., Jahr, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+coupled+and+uncoupled+currents+during+glutamate+uptake+by+GLT-1+transporters.">Comparison of coupled and uncoupled currents during glutamate uptake by GLT-1 transporters.</a> J. Neurosci. 22, 10153-10162 (2002).</li><li>Diamond, J. S., Jahr, C. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Synaptically+released+glutamate+does+not+overwhelm+transporters+on+hippocampal+astrocytes+during+high-frequency+stimulation.">Synaptically released glutamate does not overwhelm transporters on hippocampal astrocytes during high-frequency stimulation.</a> J. Neurophysiol. 83, 2835-2843 (2000).</li><li>Benediktsson, A. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+activity+regulates+glutamate+transporter+dynamics+in+developing+astrocytes.">Neuronal activity regulates glutamate transporter dynamics in developing astrocytes.</a> Glia. 60, 175-188 (2012).</li><li>Hires, S. A., Zhu, Y., Tsien, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+measurement+of+synaptic+glutamate+spillover+and+reuptake+by+linker+optimized+glutamate-sensitive+fluorescent+reporters.">Optical measurement of synaptic glutamate spillover and reuptake by linker optimized glutamate-sensitive fluorescent reporters.</a> Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 4411-4416 (2008).</li><li>Scimemi, A., Meabon, J., Woltjer, R. L., Sullivan, J. M., Diamond, J. S., Cook, D. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloid&#946;1-42+slows+clearance+of+synaptically-released+glutamate+by+mislocalizing+astrocytic+GLT-1.">Amyloid&#946;1-42 slows clearance of synaptically-released glutamate by mislocalizing astrocytic GLT-1.</a> J. Neurosci. 33, 5312-5318 (2013).</li></ol>

Burada astrositlerden elektrofizyolojik elde etmek için deneysel bir yaklaşım tanımlamak, astrositlerde glutamat taşıyıcı akımlar izole etmek için analitik bir protokol ve bir matematiksel yöntem astrositik taşıyıcı akımlardan glutamat açıklık zaman ders elde. Analizin başarısı astrositlerden yüksek kaliteli yama kelepçe kayıtları elde etmek için yeteneği ve taşıyıcı akımları tanımlamak için kullanılan uydurma algoritmaları doğruluğunu dayanır. Deconv...

Astrositler yıldız şeklinde morfolojisi ve nöropil boyunca uzanır ve komşu sinaptik iletişim 1,2 ulaşmak, ince zar çıkıntıları olan beyinde en bol hücre tipleri vardır. Astrositler &#39;hücre zarı yoğun glutamat taşıyıcı moleküllerin 3 ile doludur. Fizyolojik koşullar altında, glutamat taşıyıcıları hızla zarın hücre dışı glutamat tarafında bağlanır ve hücre sitoplazması aktarın. Böyle yaparak, nakil dışı alan 4 glutamat düşük bazal konsantrasyonu korumak. Sinaps eksitatör bitişik ince astrositik süreçlerinde glutamat taşıyıcılarının ideal uzak sinaptik yarık gelen yayılır olarak sinaptik olaylar sırasında serbest glutamat bağlamak için konumlandırılmış. Böyle yaparak, taşıyıcılar da uyarıcı sinyal mekansal yayılmasının azaltılmasında, peri-ve ekstra-sinaptik bölgelere doğru ve komşu sinaps üzerine glutamat yayılma sınırı5-7 beyinde n. Glutamat taşıma stokiyometrik 3 hareketine bağlı olan bir süreçtir Elektrojenik Na + ve 1H bunların elektrokimyasal gradyan boyunca + K + 1 ve 8 arasında karşı taşıma. (Tiyosiyanat)&gt; NO - 3 - (nitrat) ≈ Cıo 4 - (perklorat)&gt; I -&gt; Br -&gt; Cl -&gt; F - değil, glutamat taşıma SCN geçirgen (ancak stokiyometrik olarak birleştirilmiş olmayan) anyonik bir iletkenlik ile ilişkili (metan sülfonat) ve C 6 H 11 O 7 - - (glukonat) 9-11 CH 3 SO 3. Her iki akımları (stokiyometrik ve olmayan stokiyometrik) görsel olarak akut olarak Dodt aydınlatma veya kızılötesi diferansiyel girişim kontrast (IR-DIC) kapsamında belirlenen astrositlerden, gelen tam hücreli yama-kelepçe kayıtları alarak kaydedilebilirE beyin dilimleri 12. Zarından glutamat taşıma ile ilişkili geçerli stoikiometrik bileşeni CH3 SO 3 kullanılarak izole edilebilir - ya da C 6H 11 O - 7 dayalı hücre içi solüsyon ve astrositler 13,14 üzerinde flaş-Uncaging glutamat tarafından uyarılmış olabilir, veya komşu sinaps gelen glutamat serbest etkinleştirerek, ya elektriksel 12 veya hedeflenen optogenetic kontrol. Taşıyıcı akım stokiyometrik bileşeninin zaman ders astrositik membran (yani glutamat boşluk) de glutamat konsantrasyonu profili ömrü ile şekillenir, glutamat taşıyıcıları, astrositlerde pasif membran özelliklerinin kinetik ve sinaptik uyarımlar, sırasında aktive sinaps 13 arasında glutamat serbest eşzamanlılık. Burada tam ayrıntılı olarak açıklar: (1) deneysel yakörnek deneysel hazırlık olarak akut fare hipokampal dilimleri kullanarak astrositlerden tam hücreli yama-kelepçe kayıtları glutamat taşıyıcı akımların stokiyometrik bileşeni izole etmek için oach, (2) analitik bir yaklaşım bu kayıtları 13, gelen glutamat açıklık zaman ders türetmek için 14. Bu yöntemler, kayıt ve merkezi sinir sistemine ait herhangi bir bölgede astrositlerden glutamat taşıyıcı akımları analiz etmek için kullanılabilir.

<table border="1">
		<tbody>
		 <tr>
			<td>Material Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalogue Number</td>
			<td>Comments </td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>CGP52432</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>1246</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>(R,S)-CPP</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>173</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>DPCPX</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>439</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>LY341495 disodium salt</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>4062</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>MSOP</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>803</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>NBQX disodium salt</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>1044</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>D,L-TBOA</td>
			<td>Tocis</td>
			<td>1223</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Picrotoxin</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>P1675</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>MNI-L-glutamate</td>
			<td>Tocris</td>
			<td>1490</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Alexa 594</td>
			<td>Life Technologies</td>
			<td>A10438</td>
			<td>Optional</td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Matrix electrodes</td>
			<td>Frederick Haer Company</td>
			<td>MX21AES(JD3)</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Borosilicate glass capillaries</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>PG10165-4</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Dual-stage glass micro-pipette puller</td>
			<td>Narishige</td>
			<td>PC-10</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Loctite 404 instant adhesive</td>
			<td>Ted Pella</td>
			<td>46551</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Xe lamp</td>
			<td>Rapp OptoElectronic</td>
			<td>FlashMic</td>
			<td></td>
		 </tr>
		 <tr>
			<td>Igor Pro 6</td>
			<td>Wavemetrics</td>
			<td></td>
			<td></td>
		 </tr>
		</tbody>
 </table>

deriving the time course of glutamate clearance with a deconvolution analysis of astrocytic transporter currents

Beyinde glutamat taşıyıcıları en yüksek yoğunluğu astrositlerde bulunmuştur. 3 Na +, 1 H, CO-kamyonu + ve 1 K karşı taşıma zarından glutamat glutamat taşıyıcılarının çift hareket +. Taşıma işlemi tarafından oluşturulan stoikiometrik mevcut astrositlerden tam hücre patch-clamp kayıtları ile izlenebilir. Kaydedilen akımın zaman ders astrositler maruz kaldığı glutamat konsantrasyonu profil, glutamat taşıyıcı kinetiği ve astrositik membranların pasif elektrotonik özelliklerinin zaman ders şekillenir. Burada astrositlerde glutamat taşıyıcı akımları kaydetmek ve astrositik taşıyıcı akımların dalga şekli tüm diğer faktörlerden glutamat açıklık zaman ders izole etmek için kullanılabilecek deneysel ve analitik yöntemleri açıklar. Burada açıklanan yöntemlerle kullanım süresi o tahmin etmek için de kullanılabilirf flash Uncaged ve sağlık ve hastalık sırasında merkezi sinir sisteminin herhangi bir bölgesinde astrositik membranlar de glutamat synaptically-yayınladı.

Analitik yaklaşımın başarısı kritik merkezi sinir sisteminin herhangi bir bölgesinde astrositlerden taşıyıcı akımların yüksek kaliteli elektrofizyolojik elde bağlıdır Burada anlatılan. Akut fare hipokampal dilimleri, astrositlerde kolayca nedeniyle küçük hücre gövdesi (Ø = 10 mikron) ve belirgin çekirdeği (Şekil 1) Dodt aydınlatma veya IR-DIC altında tespit edilebilir. Hücre içi bir çözüm, (Şekil 1) Alexa 594 (50 mcM) gibi bir fluorofor eklerken kendi ...

Watch this Scientific Journal Video about Deriving the Time Course of Glutamate Clearance with a Deconvolution Analysis of Astrocytic Transporter Currents at JoVE.com

Deriving the Time Course of Glutamate Clearance with a Deconvolution Analysis of Astrocytic Transporter Currents

Biz astrositlerde glutamat taşıyıcı akımların elektrofizyolojik kayıtları astrositik membranların de glutamat ömrünü tahmin etmek için analitik bir yöntem açıklanmaktadır.

Astrositik Transporter Akımlar bir Dekonvolüsyon Analizi ile Glutamat Gümrükleme gün Dersin türetilmesi

The highest density of glutamate transporters in the brain is found in astrocytes. Glutamate transporters couple the movement of glutamate across the ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Isolation of Sensory Neurons of Aplysia californica for Patch Clamp Recordings of Glutamatergic Currents

Isolation of Sensory Neurons of Aplysia californica for Patch Clamp Recordings of Glutamatergic Currents

Duyusal nöronlar izolasyonu<em&gt; Aplysia californica</em&gt; Glutamaterjik Akımlar Patch Kelepçe Kayıtlar için

The marine gastropod mollusk Aplysia californica has a venerable  history as a model of nervous system function, with particular significance in  studies ...

Nörobilim

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

Glutamat ve GABA hızlı Micro-iyontoforez: Synaptic Entegrasyon Araştırma yararlı bir araç

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

Inducing Plasticity of Astrocytic Receptors by Manipulation of Neuronal Firing Rates

Nöronal Ateşleme Oranlarının Manipülasyon tarafından Astrositik reseptörleri Plastisite Inducing

Close to two decades of research has established that astrocytes in situ and in vivo express numerous G protein-coupled receptors (GPCRs) that can be ...

Multi-photon Intracellular Sodium Imaging Combined with UV-mediated Focal Uncaging of Glutamate in CA1 Pyramidal Neurons

Çoklu foton İntrasellüler Sodyum Görüntüleme CA1 piramidal Nöronlar Glutamatın UV-aracılı Odak uncaging ile birlikte

Multi-photon fluorescence microscopy has enabled the analysis of morphological and physiological parameters of brain cells in the intact tissue with high ...

Peering at Brain Polysomes with Atomic Force Microscopy

Atomik Kuvvet Mikroskobu ile Beyin Polisomlar de Peering

The translational machinery, i.e., the polysome or polyribosome, is one of the biggest and most complex cytoplasmic machineries in cells. Polysomes, ...

Using Enzyme-based Biosensors to Measure Tonic and Phasic Glutamate in Alzheimer's Mouse Models

Enzim bazlı biyosensörlerin kullanılması Alzheimer Fare Modellerinde Tonik ve Fazik glutamat Ölçmek için

Neurotransmitter disruption is often a key component of diseases of the central nervous system (CNS), playing a role in the pathology underlying ...

A Protocol for the Administration of Real-Time fMRI Neurofeedback Training

Gerçek zamanlı yönetim fMRI psikoterapi eğitimi için bir iletişim kuralı

Neurologic disorders are characterized by abnormal cellular-, molecular-, and circuit-level functions in the brain. New methods to induce and control ...

Live Images of GLUT4 Protein Trafficking in Mouse Primary Hypothalamic Neurons Using Deconvolution Microscopy

GLUT4 protein Deconvolution mikroskobu kullanarak fare birincil hipotalamik nöronlarda ticareti canlı görüntüleri

Type 2 diabetes mellitus (T2DM) is a global health crisis which is characterized by insulin signaling impairment and chronic inflammation in peripheral ...

Focal Macropatch Recordings of Synaptic Currents from the Drosophila Larval Neuromuscular Junction

Focal Macropatch Recordings of Synaptic Currents from the Drosophila Larval Neuromuscular Junction

Drosophila larva nöromüsküler kavşak sinaptik akımlardan Fokal Macropatch kayıtları

Drosophila neuromuscular junction (NMJ) is an excellent model system to study glutamatergic synaptic transmission. We describe the technique of focal ...

A High-throughput Calcium-flux Assay to Study NMDA-receptors with Sensitivity to Glycine/D-serine and Glutamate

NMDA reseptörleri glisin/D-serin ve glutamat duyarlılık ile çalışmak için bir yüksek-den geçerek kalsiyum-flux tahlil

N-methyl-D-aspartate (NMDA) receptors (NMDAR) are classified as ionotropic glutamate receptors and have critical roles in learning and memory. NMDAR ...