Name: brain slice biotinylation: an ex vivo approach to measure region-specific plasma membrane protein trafficking in adult neurons
Uploaded: 2014-04-03T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons at JoVE.com

Este trabalho foi financiado pelo NIH concede DA15169 e DA035224 a HEM

Todo o manuseio de animais e colheita de tecidos foi efetuada de acordo com as diretrizes da Universidade do Institutional Animal Care Massachusetts Medical School Comitê de Uso (IACUC), seguindo o protocolo de número A1506 aprovado (Melikian, PI). Soluções necessárias Artificial líquido cefalorraquidiano (ACSF) - Faça fresco diariamente NaCl 125 mM, KCl 2,5 mM, 1,2 mM de NaH 2 PO <s...

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	<li>Conner, S. D., Schmid, S. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulated+portals+of+entry+into+the+cell.">Regulated portals of entry into the cell.</a> Nature. 422, 37-44 (2003).</li><li>Zastrow, M., Williams, J. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Modulating+neuromodulation+by+receptor+membrane+traffic+in+the+endocytic+pathway.">Modulating neuromodulation by receptor membrane traffic in the endocytic pathway.</a> Neuron. 76, 22-32 (2012).</li><li>Leto, D., Saltiel, A. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+glucose+transport+by+insulin:+traffic+control+of+GLUT4.">Regulation of glucose transport by insulin: traffic control of GLUT4.</a> Nat. Rev. Mol. 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E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonclassical,+distinct+endocytic+signals+dictate+constitutive+and+PKC-regulated+neurotransmitter+transporter+internalization.">Nonclassical, distinct endocytic signals dictate constitutive and PKC-regulated neurotransmitter transporter internalization.</a> Nat. Neurosci. 8, 881-888 (2005).</li><li>Loder, M. K., Melikian, H. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+dopamine+transporter+constitutively+internalizes+and+recycles+in+a+protein+kinase+C-regulated+manner+in+stably+transfected+PC12+cell+lines.">The dopamine transporter constitutively internalizes and recycles in a protein kinase C-regulated manner in stably transfected PC12 cell lines.</a> J. Biol. Chem. 278, 22168-22174 (2003).</li><li>Melikian, H. E., Buckley, 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=Membrane+trafficking+regulates+the+activity+of+the+human+dopamine+transporter.">Membrane trafficking regulates the activity of the human dopamine transporter.</a> J. Neurosci. 19, 7699-7710 (1999).</li><li>Daniels, G. M., Amara, S. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulated+trafficking+of+the+human+dopamine+transporter.+Clathrin-mediated+internalization+and+lysosomal+degradation+in+response+to+phorbol+esters.">Regulated trafficking of the human dopamine transporter. Clathrin-mediated internalization and lysosomal degradation in response to phorbol esters.</a> J. Biol. Chem. 274, 35794-35801 (1999).</li><li>Sorkina, T., 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=RNA+interference+screen+reveals+an+essential+role+of+Nedd4-2+in+dopamine+transporter+ubiquitination+and+endocytosis.">RNA interference screen reveals an essential role of Nedd4-2 in dopamine transporter ubiquitination and endocytosis.</a> J. Neurosci. 26, 8195-8205 (2006).</li><li>Eriksen, J., 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=Visualization+of+dopamine+transporter+trafficking+in+live+neurons+by+use+of+fluorescent+cocaine+analogs.">Visualization of dopamine transporter trafficking in live neurons by use of fluorescent cocaine analogs.</a> J. Neurosci. 29, 6794-6808 (2009).</li><li>Rao, A., Simmons, D., Sorkin, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Differential+subcellular+distribution+of+endosomal+compartments+and+the+dopamine+transporter+in+dopaminergic+neurons.">Differential subcellular distribution of endosomal compartments and the dopamine transporter in dopaminergic neurons.</a> Mol. Cell Neurosci. 46, 148-158 (2011).</li><li>Zhao, S., 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=Cell+type-specific+channelrhodopsin-2+transgenic+mice+for+optogenetic+dissection+of+neural+circuitry+function.">Cell type-specific channelrhodopsin-2 transgenic mice for optogenetic dissection of neural circuitry function.</a> Nat. Methods. 8, 745-752 (2011).</li></ol>

Apesar do conhecimento de longa data que o tráfico endocítico criticamente impactos sinalização sináptica no cérebro, tem-se revelado difícil de medir quantitativamente mudanças na expressão da proteína de superfície em neurônios adultos. Neste trabalho, relatamos uma abordagem confiável para rotular proteína de superfície ex vivo em fatias cerebrais agudas. Preparações fatia do cérebro têm uma longa história de utilidade para registros eletrofisiológicos, que mantenham conexões sináptica...

Tráfico endocítico é um mecanismo celular ubíquo que ajusta a apresentação da membrana plasmática de uma variedade de proteínas de membrana integrais. Endocitose fornece nutrientes vitais para o ambiente intracelular e um dessensibiliza a sinalização do receptor em resposta à activação do receptor 2. Endocítica reciclagem de volta para a membrana plasmática pode adicionalmente melhorar a sinalização celular, aumentando os níveis de expressão de proteínas na superfície da célula 3. Além disso, as perturbações de tráfico de membrana estão implicados em inúmeras doenças e condições patológicas 4,5, salientando a necessidade de investigar os mecanismos moleculares que governam proteína tráfico endocítica. Embora muitas proteínas utilizar mecanismos de internalização clássicos dependente de clatrina, a evidência de montagem ao longo dos últimos anos demonstra que vários mecanismos de endocitose independente de clatrina governar o potencial endocítica de uma crescente variedade deproteínas de 6,7. Assim, a necessidade de investigar os mecanismos de endocitose que facilitam o tráfico de sistemas relevantes fisiológicas tem crescido consideravelmente. No cérebro, o tráfico de endocitose de receptores, canais iônicos e transportadores de neurotransmissores tem um papel primordial no estabelecimento de plasticidade sináptica 8-11 e resposta a drogas de abuso 12-15, em última análise, que impactam a excitabilidade neuronal e respostas sinápticas. Até à data, a maioria dos estudos de tráfico neuronal dependem tanto sistemas de expressão heterólogos ou neurônios primários em cultura, nenhum dos quais pode refletir de forma confiável mecanismos em jogo em neurônios adultos. Aqui, apresentamos uma abordagem que usa biotinilaï superfície para medir quantitativamente os níveis da proteína de superfície em fatias cerebrais agudas derivadas de roedores adultos. Usando essa abordagem, apresentamos dados que demonstram que o mouse do transportador de dopamina no estriado internaliza rapidamente em reposta de forbol de éster mediada por proteína-quinase C (PKC) a activação.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="682">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">sulfo NHS-SS-biotin</td>
			<td style="width:83px;">Pierce</td>
			<td style="width:119px;">21331</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Streptavidin agarose</td>
			<td style="width:83px;">Pierce</td>
			<td>20347</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">IgG-free, Protease-free Bovine serum albumin</td>
			<td style="width:83px;">Sigma</td>
			<td>A3059</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Vibrating microtome sectioner</td>
			<td style="width:83px;">Various</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:315px;">Shaking water bath</td>
			<td style="width:83px;">various</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:315px;">Milli-cell mesh-bottomed inserts (8&#181;m pore size)</td>
			<td style="width:83px;">Millipore</td>
			<td style="width:119px;">PI8P 012 50</td>
			<td>These can be washed by hand and re-used</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

brain slice biotinylation: an ex vivo approach to measure region-specific plasma membrane protein trafficking in adult neurons

Tráfico endocítico Regulamentado é o mecanismo central facilitar uma variedade de eventos neuromoduladores, controlando dinamicamente receptor, canal iônico, e transportador de apresentação da superfície celular em uma escala minutos tempo. Há uma grande diversidade de mecanismos que controlam o tráfico endocítica de proteínas individuais. Estudos que investigam as bases moleculares do tráfico têm dependido principalmente sobre biotinilaï superfície para medir quantitativamente mudanças na proteína da membrana expressão de superfície em resposta a estímulos exógenos e manipulação genética. No entanto, esta abordagem tem sido limitado principalmente para cultura de células, o que pode não refletir fielmente os mecanismos fisiologicamente relevantes em jogo em neurônios adultos. Além disso, as abordagens de células cultivadas podem subestimar as diferenças específicas da região em mecanismos de tráfico. Aqui, descrevemos uma abordagem que se estende biotinilaï superfície celular para a preparação fatia cerebral aguda. Nósdemonstrar que este método fornece uma abordagem de alta fidelidade para medir rápidas mudanças nos níveis de superfície de proteínas de membrana em neurônios adultos. Esta abordagem é provável que tenha ampla utilidade no domínio do tráfico de endocítico neuronal.

O transportador de dopamina neuronal é internalizado em resposta à activação de PKC nas linhas celulares 16-20. Apesar de muitos relatórios que provam induzidas PKC perdas superficiais DAT em ​​uma variedade de linhas celulares e sistemas de expressão, tem sido um desafio para confirmar esse achado em neurônios dopaminérgicos cultivadas 21-23. Usamos fatias estriado do rato para testar diretamente se DAT internaliza em resposta à ativação PKC em neurônios dopaminérgicos adultos. Ap...

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Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Tráfico de membrana neuronal controla dinamicamente membrana disponibilidade de proteína plasmática e significativamente impactos neurotransmissão. Até à data, tem sido um desafio para medir tráfico endocítico neuronal em neurônios adultos. Aqui, descrevemos um método altamente eficaz, quantitativo para medir as mudanças rápidas na expressão de proteínas de superfície ex vivo em fatias cerebrais agudas.

Cérebro Fatia Biotinilação: Uma<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Abordagem medir Região específicas do tráfego de proteínas de membrana plasmática em adultos Neurônios

Regulated endocytic trafficking is the central mechanism facilitating a variety of neuromodulatory events, by dynamically controlling receptor, ion ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Brain Slice Biotinylation: An Ex Vivo Approach to Measure Region-specific Plasma Membrane Protein Trafficking in Adult Neurons

Functional Neuroimaging Using Ultrasonic Blood-brain Barrier Disruption and Manganese-enhanced MRI

Neuroimagem Funcional Usando rompimento da barreira hemato-encefálica ultra-sônico e Manganês-RM

Although mice are the dominant model system for studying the genetic and molecular underpinnings of neuroscience, functional neuroimaging in mice remains ...

Neurociência

Imaging pHluorin-tagged Receptor Insertion to the Plasma Membrane in Primary Cultured Mouse Neurons

Imagiologia pHluorin-tagged Inserção receptor para a membrana plasmática em primários de rato cultivadas Neurons

A better understanding of the mechanisms governing receptor trafficking between the plasma membrane (PM) and intracellular compartments requires an ...

Using an &#945;-Bungarotoxin Binding Site Tag to Study GABA A Receptor Membrane Localization and Trafficking

Using an ÃƒÅ½Ã‚Â±-Bungarotoxin Binding Site Tag to Study GABA A Receptor Membrane Localization and Trafficking

Usando um α-Bungarotoxina Binding Tag Site para Estudar GABA um receptor de membrana Localização e Tráfico

It is increasingly evident that neurotransmitter receptors, including ionotropic GABA A receptors (GABAAR), exhibit highly dynamic trafficking and cell ...

Slice It Hot: Acute Adult Brain Slicing in Physiological Temperature

Slice It Hot: Agudo Adulto Cérebro Cortando na temperatura fisiológica

Here we present a protocol for preparation of acute brain slices. This procedure is a critical element for electrophysiological patch-clamp experiments ...

An Ex Vivo Laser-induced Spinal Cord Injury Model to Assess Mechanisms of Axonal Degeneration in Real-time

An Ex Vivo Laser-induced Spinal Cord Injury Model to Assess Mechanisms of Axonal Degeneration in Real-time

Um<em&gt; Ex Vivo</em&gt; Induzida por laser Lesão Medular modelo para avaliar mecanismos de axonal Degeneration em tempo real

Injured CNS axons fail to regenerate and often retract away from the injury site. Axons spared from the initial injury may later undergo secondary axonal ...

Ex Vivo Optogenetic Dissection of Fear Circuits in Brain Slices

Ex Vivo Optogenetic Dissection of Fear Circuits in Brain Slices

Ex Vivo optogenética Dissection de Circuitos medo no cérebro Slices

Optogenetic approaches are now widely used to study the function of neural populations and circuits by combining targeted expression of light-activated ...

In Vivo Functional Brain Imaging Approach Based on Bioluminescent Calcium Indicator GFP-aequorin

In Vivo Functional Brain Imaging Approach Based on Bioluminescent Calcium Indicator GFP-aequorin

In Vivo funcional do cérebro Imagiologia Abordagem Baseada em cálcio Bioluminescent Indicador GFP-aequorina

Functional in vivo imaging has become a powerful approach to study the function and physiology of brain cells and structures of interest. Recently a new ...

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

Imagens ao vivo da proteína GLUT4 tráfico de Mouse de neurônios hipotálamo primário usando microscopia de deconvolução

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

An Alternative Approach to Study Primary Events in Neurodegeneration Using Ex Vivo Rat Brain Slices

An Alternative Approach to Study Primary Events in Neurodegeneration Using Ex Vivo Rat Brain Slices

Uma abordagem alternativa para estudar eventos primários na neurodegeneração usando fatias de cérebro de rato Ex Vivo

Despite&#160;numerous studies that attempt to develop reliable animal models&#160;which reflecting the primary processes underlying neurodegeneration, ...

Using Near-infrared Fluorescence and High-resolution Scanning to Measure Protein Expression in the Rodent Brain

Usando a fluorescência near-infrared e a exploração de alta resolução para medir a expressão da proteína no cérebro do roedor

Neuroscience is the study of how cells in the brain mediate various functions. Measuring protein expression in neurons and glia is critical for the study ...