Name: aplysia ganglia preparation for electrophysiological and molecular analyses of single neurons
Uploaded: 2014-01-13T13:00:00
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Agradecemos sinceramente à Fundação Whitehall por seu apoio ao financiamento e fundos de startup do Scripps Research Institute para a realização deste trabalho.

1. Preparação de Gânglios Abdominais, Medidas Eletrofisiológicas e Isolamento de Neurônios Identificados Únicos do Gânglio Abdominal da Aplysia californica
<ol><li>Mantenha a Aplysia no aquário de laboratório com água do mar artificial circulante (ASW) a 16 °C sob 12:12 claras:condições escuras.</li>
	<li>Isolamento do gânglio abdominal.<ol>
<li>Anestesiar animais injetando 380 mM MgCl2 solução por 5-10 min (equivalente a 30-35% do peso corporal do animal).</li>
		<li>Identi...

O neurônio R15 está envolvido na regulação dos sistemas cardiovascular, digestivo, respiratório e reprodutivo30. Uma atividade de estouro regularmente rítmico do AP é uma característica do R15. Como mostrado na seção de resultados, a gravação emparelhada de R15 e L7 mostra que a preparação de gânglios preservou a atividade dos neurônios R15. Os neurônios R15 e L7 responderam apropriadamente ao Ach. Esta preparação de gânglios poderia ser mantida até 8-10 horas e a atividade eletrofisiológ...

O cérebro humano é extraordinariamente complexo com quase 100 bilhões de neurônios e trilhões de conexões sinápticas. Há quase um número igual de células nonneuronas que interagem com neurônios e regulam sua função no cérebro. Os neurônios são organizados em circuitos que regulam comportamentos específicos. Apesar dos avanços em nossa compreensão das funções cerebrais e circuitos neurais, pouco se sabe sobre a identidade dos componentes dos circuitos que controlam um comportamento específico. O conhecimento das identidades de vários componentes de um circuito facilitará muito nossa compreensão da base celular e molecular do comportamento e ajudará no desenvolvimento de novas estratégias terapêuticas para distúrbios neuropsiquiátricos.
O caracol marinho Aplysia californica tem sido um cavalo de trabalho para determinar circuitos neuronais subjacentes a comportamentos específicos1-14. O sistema nervoso da Aplysia contém aproximadamente 20.000 neurônios que são organizados em 9 gânglios diferentes. Os neurônios da Aplísia são grandes e podem ser facilmente identificados com base em seu tamanho, propriedades elétricas e posição no gânglio. A Aplysia tem um rico repertório de comportamentos que podem ser estudados. Um dos comportamentos bem estudados é o reflexo de retirada de brânquias (GWR). Os componentes centrais deste reflexo estão situados em gânglios abdominais. Componentes do circuito GWR foram mapeados e contribuições de vários componentes determinados. É importante ressaltar que o circuito GWR sofre aprendizado associativo e não associativo5,6,15-19. Décadas de estudo sobre esse reflexo também identificaram diversas vias de sinalização que têm um papel fundamental na aprendizagem e na memória20-24.
Várias preparações diferentes da Aplysia foram usadas para estudar base celular e molecular do armazenamento de memória. Estes incluem o animal intacto2,3, preparação semi-intacta1,7,13,14,16 e reconstituição dos principais componentes do circuito neural25-29. Uma preparação reduzida para explorar a Aplysia gânglios para as análises eletrofisiológicas e moleculares de circuitos neuronais identificados é descrita aqui. Foram estudados os quatro neurônios identificados a seguir. R15, um neurônio estourando, L7 e L11, dois neurônios motores diferentes e R2, um neurônio colinérgico foram estudados. R2 é o maior neurônio descrito no sistema nervoso invertebrado. Resumidamente, essa metodologia envolve o tratamento protease de gânglios, medidas eletrofisiológicas antes e depois de tratamentos farmacológicos e isolamento de neurônios únicos para análise quantitativa da expressão genética. Essa metodologia nos permite combinar análises moleculares com gravação simultânea de múltiplos neurônios. Esta metodologia foi utilizada com sucesso para estudar respostas de neurônios R15 e L7 à acetilcolina (Ach) por gravações intracelulares emparelhadas. Após medições eletrofisiológicas R15 e L7 e outros neurônios identificados como L11 e R2 foram isolados para análise quantitativa da reação em cadeia de polimerase (qPCR) da expressão do CREB1, fator de transcrição importante para o armazenamento da memória.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="372">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="101">
			<td height="101" style="height:101px;width:120px;">Aplysia</td>
			<td style="width:123px;">National Aplysia Resource Facility, University of Miami</td>
			<td style="width:129px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:120px;">NaCl</td>
			<td style="width:123px;">SIGMA</td>
			<td style="width:129px;">S 3014-1KG</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:120px;">KCl</td>
			<td style="width:123px;">SIGMA</td>
			<td style="width:129px;">P 9333-500G</td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;width:120px;">CaCl2&#8226;2H2O</td>
			<td style="width:123px;">SIGMA</td>
			<td style="width:129px;">C5080- 500G</td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;width:120px;">MgCl2&#8226;6H2O</td>
			<td style="width:123px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:129px;">BP 214-501</td>
		</tr>
		<tr height="27">
			<td height="27" style="height:27px;width:120px;">NaHCO4</td>
			<td style="width:123px;">SIGMA</td>
			<td style="width:129px;">S 6297-250G</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:120px;">HEPES</td>
			<td style="width:123px;">SIGMA</td>
			<td style="width:129px;">H 3375-500G</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:120px;">Protease</td>
			<td style="width:123px;">GIBCO</td>
			<td style="width:129px;">17105-042</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:120px;">Trizol</td>
			<td style="width:123px;">Ambion</td>
			<td style="width:129px;">15596-026</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:120px;">Chloroform</td>
			<td style="width:123px;">MP Biomedicals</td>
			<td style="width:129px;">2194002</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:120px;">100% Ethanol</td>
			<td style="width:123px;">ACROS</td>
			<td style="width:129px;">64-17-5</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:120px;">GlycoBlue</td>
			<td style="width:123px;">Ambion</td>
			<td style="width:129px;">AM9515</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:120px;">3 M NaOAc, pH 5.5</td>
			<td style="width:123px;">Ambion</td>
			<td style="width:129px;">AM9740</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:120px;">Nuclease free water</td>
			<td style="width:123px;">Ambion</td>
			<td style="width:129px;">AM9737</td>
		</tr>
		<tr height="81">
			<td height="81" style="height:81px;width:120px;">MessageAmp II aRNA Amplification Kit</td>
			<td style="width:123px;">Ambion</td>
			<td style="width:129px;">AM1751</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:120px;">qScript cDNA SuperMix</td>
			<td style="width:123px;">Quanta Biosciences</td>
			<td style="width:129px;">95048-100</td>
		</tr>
		<tr height="61">
			<td height="61" style="height:61px;width:120px;">Power SYBR Green PCR Master Mix</td>
			<td style="width:123px;">Applied Biosystems</td>
			<td style="width:129px;">4367659</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:120px;">Forceps</td>
			<td style="width:123px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:129px;">11252-20</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:120px;">Scissors</td>
			<td style="width:123px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:129px;">15000-08</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="41" rowspan="2" style="height:41px;width:120px;">Stainless Steel Minutien Pins&#160;</td>
			<td rowspan="2" style="width:123px;">Fine Science Tools</td>
			<td style="width:129px;">26002-10 or</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:129px;">26002-20</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:120px;">Veriti Thermal Cycler</td>
			<td style="width:123px;">Applied Biosystems</td>
			<td style="width:129px;">Veriti Thermal Cycler</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:120px;">5430R Centrifuge</td>
			<td style="width:123px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:129px;">5430R Centrifuge</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:120px;">7900HT Fast Real-Time PCR</td>
			<td style="width:123px;">Applied Biosystems</td>
			<td style="width:129px;">7900HT Fast Real-Time PCR</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:120px;">Amplifier</td>
			<td>BRAMP-01R</td>
			<td style="width:129px;">NPI Electronics</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:120px;">Digidata Converter</td>
			<td style="width:123px;">Instrutech ITC-18</td>
			<td style="width:129px;">HEKA ELEKTRONIK</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:120px;">Micro Manipulator</td>
			<td style="width:123px;">Patch Star</td>
			<td style="width:129px;">Scientifica</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

aplysia ganglia preparation for electrophysiological and molecular analyses of single neurons

Um grande desafio na neurobiologia é entender os fundamentos moleculares dos circuitos neurais que governam um comportamento específico. Uma vez identificados os mecanismos moleculares específicos, novas estratégias terapêuticas podem ser desenvolvidas para tratar anormalidades em comportamentos específicos causados por doenças degenerativas ou envelhecimento do sistema nervoso. O caracol marinho Aplysia californica é adequado para as investigações de base celular e molecular do comportamento porque circuitos neurais subjacentes a um comportamento específico poderiam ser facilmente determinados e os componentes individuais do circuito poderiam ser facilmente manipulados. Essas vantagens da Aplísia levaram a várias descobertas fundamentais da neurobiologia da aprendizagem e da memória. Aqui descrevemos uma preparação do sistema nervoso da Aplysia para as análises eletrofisiológicas e moleculares dos neurônios individuais. Resumidamente, o gânglio dissecado do sistema nervoso é exposto à protease para remover a baia de gânglio, de modo que os neurônios sejam expostos, mas retenham a atividade neuronal como no animal intacto. Esta preparação é usada para realizar medições eletrofisiológicas de neurônios únicos ou múltiplos. É importante ressaltar que, após o registro utilizando uma metodologia simples, os neurônios poderiam ser isolados diretamente dos gânglios para análise de expressão genética. Esses protocolos foram utilizados para realizar gravações eletrofisiológicas simultâneas de neurônios L7 e R15, estudar sua resposta à acetilcolina e à expressão quantitante do gene CREB1 em neurônios isolados L7, L11, R15 e R2 da Aplysia.

Os pesos dos animais utilizados neste estudo variaram de 100 a 200 g. Seguindo os protocolos descritos, realizamos medições eletrofisiológicas e análise molecular de neurônios de gânglios abdominais isolados de animais que variam de 2-5 g a 200-300 g.
A padronização do tratamento protease é importante para medições eletrofisiológicas bem sucedidas de neurônios nos gânglios. Inicialmente, foram utilizadas concentrações e durações de protease múltipla (Dispase) e potenciais de...

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Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

A caracol marinha Aplysia californica tem sido amplamente utilizada como modelo de neurobiologia para os estudos sobre base celular e molecular do comportamento. Aqui é descrita uma metodologia para explorar o sistema nervoso da Aplysia para as análises eletrofisiológicas e moleculares de neurônios únicos de circuitos neurais identificados.

Aplysia Preparação de Ganglia para Análises Eletrofisiológicas e Moleculares de Neurônios Únicos

A major challenge in neurobiology is to understand the molecular underpinnings of neural circuitry that govern a specific behavior. Once the specific ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Aplysia Ganglia Preparation for Electrophysiological and Molecular Analyses of Single Neurons

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