Name: making, testing, and using potassium ion selective microelectrodes in tissue slices of adult brain
Uploaded: 2018-05-07T14:45:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Making, Testing, and Using Potassium Ion Selective Microelectrodes in Tissue Slices of Adult Brain at JoVE.com

Khakh ラボは、NIH の MH104069 によって支えられました。モディのラボは、NIH の NS030549 によって支えられました。J.C.O. は、NIH T32 神経回路トレーニング Grant(NS058280) のおかげでください。

すべての動物実験は、ケアと実験動物の使用のため国立の研究所に従って健康ガイドを実施し、カリフォルニア大学ロサンゼルス校で一等書記官の動物研究委員会によって承認されました。すべてのマウスは、12 h 光暗い環境で食料や水の利用可能な自由で収容されました。すべての動物は明らかな行動変化と健康だったが以前の研究に関与していない、ライト サイクルの犠牲になっ?...

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	<li>McDonough, A. A., Youn, J. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Potassium+homeostasis:+The+knowns,+the+unknowns,+and+the+health+benefits.">Potassium homeostasis: The knowns, the unknowns, and the health benefits.</a> Physiol Bethesda Md. 32 (2), 100-111 (2017).</li><li>Hille, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Ion channels of excitable membranes. , 507 (2001).</li><li>Kofuji, P., Ceelen, P., Zahs, K. R., Surbeck, L. W., Lester, H. A., Newman, E. 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C., Henkens, R. 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A., Feighan, D., Brown, A., Ransom, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Intrinsic+optical+signals+in+the+rat+optic+nerve:+role+for+K(+)+uptake+via+NKCC1+and+swelling+of+astrocytes.">Intrinsic optical signals in the rat optic nerve: role for K(+) uptake via NKCC1 and swelling of astrocytes.</a> Glia. 37 (2), 114-123 (2002).</li><li>Chever, O., Djukic, B., McCarthy, K. D., Amzica, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Implication+of+Kir4.1+channel+in+excess+potassium+clearance:+an+in+vivo+study+on+anesthetized+glial-conditional+Kir4.1+knock-out+mice.">Implication of Kir4.1 channel in excess potassium clearance: an in vivo study on anesthetized glial-conditional Kir4.1 knock-out mice.</a> J Neurosci. 30 (47), 15769-15777 (2010).</li><li>Hall, 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=Ion-selective+membrane+electrodes:+A+general+limiting+treatment+of+interference+effects.">Ion-selective membrane electrodes: A general limiting treatment of interference effects.</a> J Phys Chem. 100 (17), 7230-7236 (1996).</li><li>Haack, N., Durry, S., Kafitz, K. W., Chesler, M., Rose, C. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Double-barreled+and+Concentric+Microelectrodes+for+Measurement+of+Extracellular+Ion+Signals+in+Brain+Tissue.">Double-barreled and Concentric Microelectrodes for Measurement of Extracellular Ion Signals in Brain Tissue.</a> J Vis Exp. (103), e53058 (2015).</li><li>Larsen, B. R., MacAulay, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kir4.1-mediated+spatial+buffering+of+K(+):+Experimental+challenges+in+determination+of+its+temporal+and+quantitative+contribution+to+K(+)+clearance+in+the+brain.">Kir4.1-mediated spatial buffering of K(+): Experimental challenges in determination of its temporal and quantitative contribution to K(+) clearance in the brain.</a> Channels Austin Tex. 8 (6), 544-550 (2014).</li><li>Mei, L., 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=Long-term+in+vivo+recording+of+circadian+rhythms+in+brains+of+freely+moving+mice.">Long-term in vivo recording of circadian rhythms in brains of freely moving mice.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 115, 4276-4281 (2018).</li></ol>

ここで説明するメソッドを使用して、K+大人のマウスから急性海馬スライスでシャファー側枝の電気刺激に対する応答のダイナミクスを評価するためができました。K+イオン選択的な電極を準備するための手法は、以前記載されている手順12,13,14,15に似ています。ただし、このメソ...

カリウム イオンの濃度が脳内で堅く調整され、それらの変動はすべての細胞の静止膜電位に強力な影響を及ぼします。これらの重要な貢献の観点から、生物学の重要な目標は、1体のさまざまな器官の細胞外スペースでしっかりと K+の濃度を調節するために使用する細胞および生物物理学的メカニズムを決定することです。,2。 これらの研究で重要な要件は、K+濃度を正確に測定する能力。健康と病気の状態では、脳でカリウムの恒常性に貢献する多くのコンポーネントされているが、識別された3,4、5、さらに進行中の専門にされた性質のため抑制されていますカリウム測定用イオン選択性電極の準備。電極センサーを表す K+濃度の in vitro組織スライスのin vivo測定のゴールド スタンダード。
監視 K+のための新しいアプローチがしかし、これらは生物学的関連性の高い範囲の K+濃度を検出しないまたはない吟味されている完全に生体が光センサーを使用して開発中の最初の結果有望な6,7,8が表示されます。光センサーと比較して、電極、電極アレイ9空間分解能を向上させることが根本的にイオンの点光源測定に限定。K+の動態を監視するため銃身の単一電極センサーについて説明します。
この仕事で K+の選択的な電極、高選択的許可バリノマイシン ベース カリウム イオノフォアを使用して (104倍 K+ Na+選択性) をする段階的な手順の詳細は報告する K+膜10を移動します。自然に発生するポリペプチド、バリノマイシンは K+透水性孔として機能し、それの電気化学的勾配を K+の流れが容易になります。電極を調整する方法についても述べる保存し、それらを使用する方法、最後に大人のマウスから急性海馬脳スライスの K+濃度動態を測定するための展開方法について。特定のイオン チャネル細胞外 K+のダイナミクスを規制する提案を持たない遺伝子改変マウスと共にそのような電極を使用する必要があります K の大気中濃度を制御する神経系によって使用される細胞メカニズムを明らかにします。+細胞外の環境の中で。

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="997">
	<tbody>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Vibratome</td>
			<td style="width:241px;">DSK</td>
			<td style="width:257px;">Microslicer Zero 1</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Mouse: C57BL/6NTac inbred mice</td>
			<td>Taconic</td>
			<td style="width:257px;">Stock#B6</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;">Microscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>BX51</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;">Electrode puller</td>
			<td>Sutter</td>
			<td>P-97</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;">Ag/AgCl ground pellet</td>
			<td>WPI</td>
			<td>EP2</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">pCLAMP10.3</td>
			<td style="width:241px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:257px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Custom microfil 28G tip</td>
			<td style="width:241px;">World precision instruments</td>
			<td style="width:257px;">CMF28G</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Tungsten Rod</td>
			<td style="width:241px;">A-M Systems</td>
			<td style="width:257px;">716000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Bipolar stimulating electrodes</td>
			<td style="width:241px;">FHC</td>
			<td style="width:257px;">MX21XEW(T01)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Stimulus isolator</td>
			<td style="width:241px;">World precision instruments</td>
			<td style="width:257px;">A365</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Grass S88 Stimulator</td>
			<td style="width:241px;">Grass Instruments Company</td>
			<td style="width:257px;">S88</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Borosilicate glass pipettes</td>
			<td style="width:241px;">World precision instruments</td>
			<td style="width:257px;">1B150-4</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">A to D board</td>
			<td style="width:241px;">Digidata 1322A</td>
			<td style="width:257px;">Axon Instruments</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Signal Amplifier</td>
			<td style="width:241px;">Multiclamp 700A or 700B</td>
			<td style="width:257px;">Axon Instruments</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Headstage</td>
			<td style="width:241px;">CV-7B Cat 1</td>
			<td style="width:257px;">Axon Instruments</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Patch computer</td>
			<td style="width:241px;">Dell</td>
			<td style="width:257px;">n/a</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Sodium Chloride</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">S5886</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Potassium Chloride</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">P3911</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">HEPES</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">H3375</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Sodium Bicarbonate</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">S5761</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Sodium Phosphate Monobasic</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">S0751</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">D-glucose</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">G7528</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Calcium Chloride</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">21108</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Magnesium Chloride</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">M8266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">valinomycin</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">V0627-10mg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">1,2-dimethyl-3-nitrobenzene</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">40870-25ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Potassium tetrakis (4-chlorophenyl)borate</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">60591-100mg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">5% dimethyldichlorosilane in heptane</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">85126-5ml</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;">TTX</td>
			<td style="width:241px;">Cayman Chemical Company</td>
			<td style="width:257px;">14964</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Hydrochloric acid</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">H1758-500mL</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Sucrose</td>
			<td style="width:241px;">Sigma</td>
			<td style="width:257px;">S9378-5kg</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Pipette Micromanipulator</td>
			<td style="width:241px;">Sutter</td>
			<td style="width:257px;">MP-285 / ROE-200 / MPC-200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="18">
			<td height="18" style="height:19px;width:332px;">Objective lens</td>
			<td style="width:241px;">Olympus</td>
			<td style="width:257px;">PlanAPO 10xW</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

making, testing, and using potassium ion selective microelectrodes in tissue slices of adult brain

カリウム イオンは細胞の静止膜電位に貢献し、そのため、細胞外の K+濃度は細胞興奮性の重要な調節因子。活動電位の根底にある電位依存性イオン チャネルのクローズ、オープン、不活化状態間の平衡をシフトすることによって静止膜電位および細胞内興奮性細胞外の K+影響の濃度を変更発生と伝導。したがって、健康と病気にかかった状態で細胞外の K+のダイナミクスを直接測定する貴重なです。ここでは、確認、調整および単極 K+を使用する方法について述べる-選択的な電極。我々 は電気的誘発 K+濃度動態を測定する成体海馬スライスで展開します。そのような電極の賢い使用は神経系における細胞外の K+の濃度を制御する細胞および生物物理学的メカニズムを評価するために必要なツール キットの重要な部分です。

細胞外 K+の選択的測定のきれいなホウケイ酸ガラス ピペット (図 1 a) のシリル化による疎水性の層で被覆されたイオン選択性電極を作製しました。このコーティングにより、バリノマイシン電極の先端に置き、電極先端 (図 1 b) の狭い開口部を通って K+フラックスのみを許可するを含む K+イオノフ?...

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Making, Testing, and Using Potassium Ion Selective Microelectrodes in Tissue Slices of Adult Brain

作成、テスト、および成人の脳の切片でカリウム イオン選択的な電極を使用して

カリウム イオンは細胞の静止膜電位に貢献し、細胞外の K+濃度細胞興奮性の重要な調節因子であります。確認、調整、モノポーラ K+を使用する方法について説明-選択的な電極。そのような電極を使用すると、大人の海馬スライスにおける電気的誘発 K+濃度動態の測定ができます。

Potassium ions significantly contribute to the resting membrane potential of cells and, therefore, extracellular K+ concentration is a crucial regulator ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Focussed Ion Beam Milling and Scanning Electron Microscopy of Brain Tissue

集束イオンビームは、粉砕し、脳組織の走査型電子顕微鏡

This protocol describes how biological samples, like brain tissue, can be imaged in three dimensions using the focussed ion beam/scanning electron ...

Subtype-selective Electroporation of Cortical Interneurons

皮質介在ニューロンのサブタイプ選択的エレクトロポレーション

The study of central nervous system (CNS) maturation relies on genetic targeting of neuronal populations. However, the task of restricting the expression ...

Paired Whole Cell Recordings in Organotypic Hippocampal Slices

器官型海馬スライスにおけるペア全細胞記録

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

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

急性脳スライスにおけるニューロンマイクロ回路の電気生理学的および形態学的特徴は、ペアパッチクランプ記録を使用して、

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

Double-barreled and Concentric Microelectrodes for Measurement of Extracellular Ion Signals in Brain Tissue

脳組織における測定細胞外イオンの信号のための、二連と同心微小電極

Electrical activity in the brain is accompanied by significant ion fluxes across membranes, resulting in complex changes in the extracellular ...

Effects of Transcranial Alternating Current Stimulation on the Primary Motor Cortex by Online Combined Approach with Transcranial Magnetic Stimulation

経頭蓋交流電流刺激オンライン結合による一次運動野の経頭蓋磁気刺激の効果

Transcranial Alternating Current Stimulation (tACS) is a neuromodulatory technique able to act through sinusoidal electrical waveforms in a specific ...

Assessment of Long-term Depression Induction in Adult Cerebellar Slices

成人小脳スライスにおける長期うつ病誘導の評価

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

Imaging of Intracellular ATP in Organotypic Tissue Slices of the Mouse Brain using the FRET-based Sensor ATeam1.03YEMK

Imaging of Intracellular ATP in Organotypic Tissue Slices of the Mouse Brain using the FRET-based Sensor ATeam1.03YEMK

FRETベースのセンサATeam1.03YEMKを用いたマウス脳の組織組織スライスにおける細胞内ATPのイメージング

Neuronal activity in the central nervous system (CNS) evokes a high demand on cellular energy provided by the breakdown of adenosine triphosphate (ATP). A ...

Labeling and Imaging of Amyloid Plaques in Brain Tissue Using the Natural Polyphenol Curcumin

天然ポリフェノールクルクミンを用いた脳組織におけるアミロイドプラークの標識とイメージング

Deposition of amyloid beta protein (A&#946;) in extra- and intracellular spaces is one of the hallmark pathologies of Alzheimer&#39;s disease (AD). ...

Ballistic Labeling of Pyramidal Neurons in Brain Slices and in Primary Cell Culture

脳スライスと一次細胞培養における錐体ニューロンの弾道標識

It has been reported that the size and shape of dendritic spines is related to their structural plasticity. To identify the morphological structure of ...

作成、テスト、および成人の脳の切片でカリウム イオン選択的な電極を使用して

作成、テスト、および成人の脳の切片でカリウムイオン選択的な電極を使用して