Name: whole-cell currents induced by puff application of gaba in brain slices
Uploaded: 2017-10-12T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Whole-cell Currents Induced by Puff Application of GABA in Brain Slices at JoVE.com

De auteurs bedank de volgende organisaties: nationale Natural Science Foundation van China (31171018, 31171355), de wetenschap en technologie afdeling van Guangdong (2013KJCX0054), de Natural Science Foundation van de Guangdong provincie ( 2014A030313418, 2014A030313440), en Guangzhou wetenschap en technologie Bureau (201607010320).

Dierverblijven en alle dier experimenten werden uitgevoerd overeenkomstig de procedures die zijn goedgekeurd door de ethische commissie voor dierlijke onderzoek bij South China Normal University, volgens de richtsnoeren voor Animal Care opgericht door het National Institute of Gezondheid.
 1. bereiding van de oplossingen <ol><li>bereiden 500 mL van de standaard kunstmatige cerebrospinale vloeistof (ACSF) met de componenten die in onze gepubliceerde werk 7 beschreven, zoals vermeld in <st...

<ol>
	<li>Neher, E., Sakmann, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-channel+currents+recorded+from+membrane+of+denervated+frog+muscle+fibres.">Single-channel currents recorded from membrane of denervated frog muscle fibres.</a> Nature. 260 (5554), 799-802 (1976).</li><li>Sakmann, B., Edwards, F., Konnerth, A., Takahashi, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Patch+clamp+techniques+used+for+studying+synaptic+transmission+in+slices+of+mammalian+brain.">Patch clamp techniques used for studying synaptic transmission in slices of mammalian brain.</a> Q J Exp Physiol. 74 (7), 1107-1118 (1989).</li><li>Eyo, U. B., 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+hyperactivity+recruits+microglial+processes+via+neuronal+NMDA+receptors+and+microglial+P2Y12+receptors+after+status+epilepticus.">Neuronal hyperactivity recruits microglial processes via neuronal NMDA receptors and microglial P2Y12 receptors after status epilepticus.</a> J Neurosci. 34 (32), 10528-10540 (2014).</li><li>Dickinson, G. D., Parker, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Factors+determining+the+recruitment+of+inositol+trisphosphate+receptor+channels+during+calcium+puffs.">Factors determining the recruitment of inositol trisphosphate receptor channels during calcium puffs.</a> Biophys J. 105 (11), 2474-2484 (2013).</li><li>Lee, 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=Columnar+distribution+of+activity+dependent+gabaergic+depolarization+in+sensorimotor+cortical+neurons.">Columnar distribution of activity dependent gabaergic depolarization in sensorimotor cortical neurons.</a> Mol Brain. 5, 33 (2012).</li><li>Glykys, J., Mody, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+main+source+of+ambient+GABA+responsible+for+tonic+inhibition+in+the+mouse+hippocampus.">The main source of ambient GABA responsible for tonic inhibition in the mouse hippocampus.</a> J Physiol. 582, 1163-1178 (2007).</li><li>Chen, 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=APP+modulates+KCC2+expression+and+function+in+hippocampal+GABAergic+inhibition.">APP modulates KCC2 expression and function in hippocampal GABAergic inhibition.</a> Elife. 6, (2017).</li><li>Dunn, A. J., Swiergiel, 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=Effects+of+interleukin-1+and+endotoxin+in+the+forced+swim+and+tail+suspension+tests+in+mice.">Effects of interleukin-1 and endotoxin in the forced swim and tail suspension tests in mice.</a> Pharmacol Biochem Behav. 81 (3), 688-693 (2005).</li><li>Engel, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subcellular+Patch-clamp+Recordings+from+the+Somatodendritic+Domain+of+Nigral+Dopamine+Neurons.">Subcellular Patch-clamp Recordings from the Somatodendritic Domain of Nigral Dopamine Neurons.</a> J Vis Exp. (117), (2016).</li><li>Wondolowski, J., Frerking, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subunit-dependent+postsynaptic+expression+of+kainate+receptors+on+hippocampal+interneurons+in+area+CA1.">Subunit-dependent postsynaptic expression of kainate receptors on hippocampal interneurons in area CA1.</a> J Neurosci. 29 (2), 563-574 (2009).</li><li>Yang, L., Wang, Z., Wang, B., Justice, N. J., Zheng, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Amyloid+precursor+protein+regulates+Cav1.2+L-type+calcium+channel+levels+and+function+to+influence+GABAergic+short-term+plasticity.">Amyloid precursor protein regulates Cav1.2 L-type calcium channel levels and function to influence GABAergic short-term plasticity.</a> J Neurosci. 29 (50), 15660-15668 (2009).</li><li>Huo, Q., 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=Prefrontal+Cortical+GABAergic+Dysfunction+Contributes+to+Aberrant+UP-State+Duration+in+APP+Knockout+Mice.">Prefrontal Cortical GABAergic Dysfunction Contributes to Aberrant UP-State Duration in APP Knockout Mice.</a> Cereb Cortex. , (2016).</li><li>Zhou, W. L., Gao, X. B., Picciotto, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Acetylcholine+Acts+through+Nicotinic+Receptors+to+Enhance+the+Firing+Rate+of+a+Subset+of+Hypocretin+Neurons+in+the+Mouse+Hypothalamus+through+Distinct+Presynaptic+and+Postsynaptic+Mechanisms.">Acetylcholine Acts through Nicotinic Receptors to Enhance the Firing Rate of a Subset of Hypocretin Neurons in the Mouse Hypothalamus through Distinct Presynaptic and Postsynaptic Mechanisms.</a> eNeuro. 2 (1), (2015).</li></ol>

Bladerdeeg toepassing wordt algemeen gebruikt ter beoordeling van postsynaptisch receptor functie3,4,7, maar vereist nauwkeurige controle in elk experiment. Hier beschrijven we een procedure waarbij geheel-cel patch klemmen, waaruit blijkt hoe dat Gaba-bladerdeeg geïnduceerde IPSCs (bijvoorbeeld eIPSCs) in plakjes van de prefrontale corticale hersenen. De weerstand van de opname-elektrode is ongeveer 5 MΩ, terwijl de tip diame...

De patch-clamp techniek, een primaire hulpmiddel voor het onderzoeken van de elektrische signalen in neuronen, werd ontwikkeld in de jaren 19701,2. Een groot voordeel van deze techniek is dat het geeft kennis over hoe specifieke behandelingen (bijvoorbeeld farmacologische) neuronale functies of kanalen in real-time3kan wijzigen. Farmacologische evaluatie van neuronale functie tijdens geheel-cel opnemen in een segment van de hersenen vereist de toepassing van drugs, zoals agonisten of antagonisten van specifieke receptoren, om de neuronen wordt opgenomen. Met deze methode kunt de identificatie van neuronale veranderingen die zich na toepassing van een specifieke drug voordoen, dus leidt tot een beter begrip van de fysiologische en pathologische eigenschappen van de neuronen4. Hoewel farmacologische administratie kan worden uitgevoerd via beide perfusie5 of bladerdeeg6, is de laatste de superieure techniek. In het bijzonder: (i) bladerdeeg toepassing snel toeneemt drug concentratie rond de opgenomen neuron tot een niveau dat desensibilisatie van het membraan-receptoren wordt verhinderd; (ii) het volume van de drug gepofte is extreem laag, zodat er weinig effect op de bad-oplossing, waardoor dus eventuele ongewenste effecten van de door de overheid gereguleerde chemische stoffen op de hersenen segmenten; (iii) het bladerdeeg-protocol kan worden ingesteld en opgeslagen, waardoor het experiment zeer nauwkeurig worden gereproduceerd; (iv) bladerdeeg toepassing vertegenwoordigt economische hetgebruikvan agonisten/antagonisten, bijzonder wanneer dergelijke reagentia zijn duur of moeilijk te verkrijgen.
Hier, zullen we ons richten op recording geheel-cel stromingen geïnduceerd door puffend GABA in terdege voorbereid hersenen plakjes, een preparaat dat het voordeel van relatief goed bewaard gebleven hersenen circuits heeft. Hoe voeren we bladerdeeg-geïnduceerde remmende stromingen7 zal in dit artikel worden beschreven. Met behulp van cesium (Cs+)-op basis van interne oplossingen en houden van de neuronen op 0 mV, we zullen introduceren GABA-bladerdeeg opgeroepen remmende postsynaptisch stromingen (eIPSCs) met passende technische details. Met behulp van een muismodel van depressie veroorzaakt door lipopolysaccharide (LPS) injectie8, laten we zien dat de eIPSC amplitude opgeroepen door een GABA-bladerdeeg aanzienlijk verminderd in plakjes van LPS-geïnjecteerd muizen in vergelijking met controle van het voertuig. Onze bedoeling is dat dit artikel laten hoe de bladerdeeg techniek breed toepasbaar is aan studies gericht zien moet op de evaluatie van het effect van chemische stoffen, stoffen of geneesmiddelen op neuronale activiteiten in plakjes van de hersenen.

<table style="border-collapse:collapse;width:665pt" width="887">
	<colgroup>
		<col style="width:161pt" width="214" />
		<col style="width:140pt" width="187" />
		<col style="width:155pt" width="206" />
		<col style="width:210pt" width="280" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Glass Borosilicate micropipettes</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Shutter Instruments</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">BF150-86-10</td>
			<td class="xl18" style="width:210pt" width="280">1.50 mm outer diameter; 0.86 mm inner diameter</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Micropipette Puller</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Shutter Instruments</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">MODEL P-97&#160;</td>
			<td class="xl18" style="width:210pt" width="280">Flaming/Brow Micropipette Puller</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Micromanipulators</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Shutter Instruments</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">MP-285</td>
			<td class="xl18" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Computer controlled Amplifier&#160;&#160;&#160;</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Molecular Devices</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">Multiclamp 700B</td>
			<td class="xl18" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Digital Acquisition system&#160;</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Molecular Devices</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">Digidata 1440A</td>
			<td class="xl20" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Imaging Camera</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Nikon&#160;</td>
			<td class="xl18" style="width:155pt" width="206">2115001</td>
			<td class="xl18" style="width:210pt" width="280">Inspection equipment</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Microscopy&#160;</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Nikon&#160;</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">Eclipse FN1&#160;</td>
			<td class="xl20" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Master 8</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">A.M.P.I.</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">Master-8 Pulse stimulator</td>
			<td class="xl18" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Vibratome Slicer</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Leica</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">VT 1000S</td>
			<td class="xl18" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Picospritzer &#8546;</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Parker Hannifin</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206"></td>
			<td class="xl18" style="width:210pt" width="280">Pressure Systems for Ejection of 
			Picoliter Volumes in Cell Research</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Razor blade</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Gillette</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">74-S</td>
			<td class="xl20" style="width:210pt" width="280">FLYING EAGLE</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Video monitor</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Panasonic</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">WV-BM 1410</td>
			<td class="xl20" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">502 Glue</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Deli</td>
			<td class="xl18" style="width:155pt" width="206">7146</td>
			<td class="xl20" style="width:210pt" width="280">Cyanoacrylate Glue</td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Peristaltic pump</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Shanghai JIA PENG Corporation</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">BT100-1F</td>
			<td class="xl20" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl20" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Video Camera</td>
			<td class="xl20" style="width:140pt" width="187">Olympus America Medical</td>
			<td class="xl20" style="width:155pt" width="206">OLY-150</td>
			<td class="xl20" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
		<tr height="40" style="height:30.0pt">
			<td class="xl18" height="40" style="width:161pt;height:30.0pt" width="214">Transfer Pipets</td>
			<td class="xl18" style="width:140pt" width="187">Biologix</td>
			<td class="xl18" style="width:155pt" width="206">30-0138A1</td>
			<td class="xl20" style="width:210pt" width="280"></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

whole-cell currents induced by puff application of gaba in brain slices

Farmacologische beheer wordt vaak gebruikt bij het uitvoeren van geheel-cel patch-clamp opnemen in plakjes van de hersenen. Een van de beste methoden van drug aanvraag tijdens elektrofysiologische opname is de techniek van bladerdeeg, die kan worden gebruikt voor het bestuderen van het effect van farmacologische reagentia op neuronale activiteiten in plakjes van de hersenen. Het grootste voordeel van bladerdeeg toepassing is dat de concentratie van de drug rond de opname site snel verhoogt, waardoor desensibilisatie van membraan receptoren. Succesvol gebruik van bladerdeeg toepassing gepaard gaat met aandacht voor de volgende elementen: de concentratie van het geneesmiddel, de parameters van de micropipet van bladerdeeg, de afstand tussen het uiteinde van een puff-micropipet en het neuron opgenomen, en de duur en Druk het bladerdeeg rijden (pond per vierkante inch, psi). Dit artikel beschrijft een stapsgewijze procedure voor het vastleggen van geheel-cel stromingen geïnduceerd door puffend gamma - aminoboterzuur (GABA) op een neuron van een prefrontale corticale segment. Dezelfde procedure kan met name worden toegepast met kleine wijzigingen aan andere hersengebieden zoals de hippocampus en de striatum en verschillende preparaten, zoals celculturen.

De bladerdeeg-techniek kan onderzoekers te bestuderen van het effect van drugs op bepaalde receptoren op het oppervlak van een bepaalde neuron. In dit artikel focussen we op stromingen gemedieerd door GABA receptoren. Figuur 1 toont de bladerdeeg en opname micropipetten. Te heffen geen effect op opgenomen neuronen van de fysieke druk gegenereerd door het bladerdeeg, ACSF en sacharose soezen(Figuur 2)worden gebrui...

Watch this Scientific Journal Video about Whole-cell Currents Induced by Puff Application of GABA in Brain Slices at JoVE.com

Whole-cell Currents Induced by Puff Application of GABA in Brain Slices

Geheel-cel stromingen geïnduceerd door Puff toepassing van GABA in de hersenen segmenten

We beschrijven de bladerdeeg-techniek, waarbij farmacologische reagentia tijdens geheel-cel patch-clamp opname kunnen worden beheerd, en benadrukken verschillende aspecten van de functies die cruciaal voor het succes ervan zijn.

Pharmacological administration is commonly used when conducting whole-cell patch-clamp recording in brain slices. One of the best methods of drug ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

GABA-activated Single-channel and Tonic Currents in Rat Brain Slices

GABA-geactiveerde Single-kanaal en Tonic Stromingen in hersenen van de rat Slices

The GABAA channels are present in all neurons and are located both at synapses and outside of synapses where they generate phasic and tonic currents, ...

Local Application of Drugs to Study Nicotinic Acetylcholine Receptor Function in Mouse Brain Slices

Lokale toepassing van geneesmiddelen aan nicotine acetylcholine receptor functie in de hersenen van muizen Slices Studie

Tobacco use leads to numerous health problems, including cancer, heart disease, emphysema, and stroke. Addiction to cigarette smoking is a prevalent ...

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

Snel Micro-iontoforese van glutamaat en GABA: een nuttig instrument om Synaptic Integratie Onderzoek

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

Paired Whole Cell Recordings in Organotypic Hippocampal Slices

Gepaarde Whole Cell Opnamen in Organotypische hippocampus Slices

Pair recordings involve simultaneous whole cell patch clamp recordings from two synaptically connected neurons, enabling not only direct ...

Whole-cell Patch-clamp Recordings in Brain Slices

Whole-cell patch-clamp opnamen in 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

Toepassing van geautomatiseerde beeldgeleide patchclamp voor de studie van neuronen in hersenschijven

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 ...

Evaluation of Synapse Density in Hippocampal Rodent Brain Slices

Evaluatie van SYNAPS dichtheid in Hippocampal knaagdier hersenen plakjes

In the brain, synapses are specialized junctions between neurons, determining the strength and spread of neuronal signaling. The number of synapses is ...

Recording and Modulation of Epileptiform Activity in Rodent Brain Slices Coupled to Microelectrode Arrays

Opname en moduleren van Epileptiform activiteit in knaagdier hersenen plakjes gekoppeld aan micro-elektrode Arrays

Temporal lobe epilepsy (TLE) is the most common partial complex epileptic syndrome and the least responsive to medications. Deep brain stimulation (DBS) ...

Preparation of Acute Spinal Cord Slices for Whole-cell Patch-clamp Recording in Substantia Gelatinosa Neurons

Voorbereiding van Acute ruggenmerg segmenten geheel-cel Patch-clamp opname in neuronen van de Substantia Gelatinosa

Recent whole-cell patch-clamp studies from substantia gelatinosa (SG) neurons have provided a large body of information about the spinal mechanisms ...

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

Beoordeling van langdurige depressie inductie in volwassen cerebellaire schijfjes

Synaptic plasticity provides a mechanism for learning and memory. For cerebellar motor learning, long-term depression (LTD) of synaptic transmissions from ...