Name: healthy brain-pituitary slices for electrophysiological investigations of pituitary cells in teleost fish
Uploaded: 2018-08-16T12:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Healthy Brain-pituitary Slices for Electrophysiological Investigations of Pituitary Cells in Teleost Fish at JoVE.com

Grazie Sig. ra LourdesCarreon G Tan per il suo aiuto mantenere la struttura di medaka e Anthony Peltier per le figure illustrative. Questo lavoro è stato finanziato da NMBU e dal Consiglio della ricerca della Norvegia, grant numeri 244461 (programma di acquacoltura) e 248828 (programma di vita digitale Norvegia).

Tutti gli animali gestione è stata eseguita secondo le raccomandazioni per la cura e il benessere degli animali di ricerca presso l'Università norvegese di Scienze della vita e sotto la supervisione di ricercatori autorizzati.
1. preparazione di strumenti e soluzioni
Nota: Tutte le soluzioni devono essere sterili. Attenzione occorre prestare attenzione per il pH e l'osmolalità (osmol/kg di acqua) di tutte le soluzioni, che dovrebbe essere attentamente adattato all'...

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Le registrazioni elettrofisiologiche usando la tecnica del patch-clamp su fettine di cervello-ipofisi richiedono attenta ottimizzazione. Protocolli ben ottimizzati per lo svolgimento di indagini di cellule vive specificamente in teleostei sono limitati, con la maggior parte delle pubblicazioni che utilizzano protocolli basati su sistemi mammiferi. A questo proposito, è importante essere consapevoli del fatto che diversi parametri fisiologici come pH e osmolalità sono non solo specie dipendente, ma anche molto dipende s...

L'ipofisi è un organo endocrino chiave nei vertebrati situati sotto l'ipotalamo e posteriormente al chiasma. Produce e secerne ormoni di sei-otto dai tipi cellulari specifici. Ormoni ipofisari costituiscono un intermedio tra il cervello e gli organi periferici e pilotare un'ampia gamma di processi fisiologici essenziali tra cui la crescita, la riproduzione e la regolazione dell'omeostasi. Simili ai neuroni, cellule endocrine dell'ipofisi sono eccitabili elettricamente con la capacità di fuoco spontaneamente i potenziali di azione 1. Il ruolo di questi potenziali di azione è cella dipendente. In diversi tipi di cellule dell'ipofisi dei mammiferi, i potenziali di azione possono elevare l'intracellulare Ca2 + sufficientemente per un rilascio prolungato dell'ormone 2. Inoltre, l'ipofisi riceve informazioni sia stimolatori e inibitori del cervello che colpisce il potenziale di membrana delle cellule 3,4,5,6. In genere, stimolatori input aumenta l'eccitabilità e spesso comporta il rilascio di Ca2 + dai depositi intracellulari nonché aumentata frequenza 7di infornamento. Comprendere come la cella utilizza la composizione di canale ionico e si adatta a questi segnali di input dal cervello è la chiave alla comprensione dell'ormone sintesi ed il rilascio.
La tecnica del patch-clamp è stata sviluppata nel tardo 1970 da Sakmann e Neher 8,9,10 e ulteriormente migliorata da Hamill 11e permette indagini dettagliate delle proprietà elettrofisiologiche delle cellule giù per i canali ionici singolo. Inoltre, la tecnica può essere utilizzata per lo studio di tensione e corrente. Oggi, patch di bloccaggio è il gold standard per le proprietà elettrofisiologiche della cella di misura. Quattro configurazioni principali della tecnica del patch-clamp tenuta sono stati sviluppati 11; la cella collegata, dentro-fuori, fuori-fuori e la patch di cellule intere. Le tre configurazioni prime in genere sono utilizzate per le indagini di canale singolo ione. Per il quarto, dopo la configurazione di cella-associata, un buco nella membrana cellulare avviene tramite pressione sub-atmosferica. Questa configurazione consente inoltre di indagini della composizione canale ionico dell' intera cellula 12. Tuttavia, una limitazione di questa tecnica è che molecole citoplasmatiche sono diluiti dai patch pipetta soluzione 13 (Figura 1A), influenzando così le risposte elettriche e fisiologiche delle cellule studiate. Infatti, alcune di queste molecole possono svolgere ruoli importanti nella trasduzione del segnale o nella regolazione dei canali ionici diversi. Per evitare questo, Lindau e Fernandez 14 ha sviluppato un metodo dove un composto pore-forming viene aggiunto alla pipetta patch. In seguito la configurazione collegata alla cella, il composto sarà incorporare nella membrana del plasma sotto la patch e lentamente perforare la membrana creazione contatto elettrico con il citosol (Figura 1B). Parecchi diversi antimicotici quali nistatina 15 e amfotericina B 16, o tensioattivi come le saponine beta-escina 17,18 possono essere utilizzato. Questi composti creare pori abbastanza grandi da permettere di cationi monovalenti e Cl– diffusione tra il citosol e la pipetta patch preservando i livelli citosolici di macromolecole e più grandi ioni come Ca2 + 15, 16.
La sfida di utilizzare perforato patch è la resistenza serie potenzialmente elevato. Resistenza in serie (Rs) o accesso resistenza è la resistenza combinata sopra la pipetta patch rispetto al suolo. Durante le registrazioni di patch-clamp, la Rs sarà in parallelo con la resistenza di membrana (Rm). Rm e Rs a lavoro parallelo come un partitore di tensione. Con l'alta Rs, la tensione cadrà sopra la Rs dà errori nelle registrazioni. L'errore diventerà più grande con correnti elevate registrate. Inoltre, il partitore di tensione è anche frequenza dipendente dalla creazione di un filtro passa-basso, influenzando così la risoluzione temporale. In effetti, la patch perforata potrebbe non sempre consentire registrazioni delle ampie e veloci correnti come la tensione gated le correnti Na+ (per letture dettagliate vedi riferimento 19). Inoltre, Rs possono variare durante le registrazioni di patch-clamp, nuovamente portando a cambiamenti nella corrente registrata. Così, falsi positivi possono verificarsi in situazioni dove Rs cambia durante l'applicazione del farmaco.
L'elettrofisiologia sul tessuto affettato è stato introdotto al laboratorio di Andersen per studiare le caratteristiche elettrofisiologiche dei neuroni nel cervello 20. La tecnica ha aperto la strada per indagini dettagliate delle singole cellule così come i circuiti di comunicazioni e cellula-cellula in un ambiente intatto. Una tecnica simile per fare fette pituitari è stato introdotto nel 1998 da Guérineau et al. 21. Tuttavia, non era prima del 2005, quella fetta di cervello-ipofisi preparazione è stata utilizzata con successo per gli studi di patch-clamp in teleostei 22. In questo studio, gli autori hanno segnalato anche l'utilizzo di registrazioni perforato patch clamp. Tuttavia, di gran lunga, la maggior parte delle indagini elettrofisiologiche delle cellule ipofisarie sono stati condotti nei mammiferi e solo una manciata di altri vertebrati, tra cui pesci teleostei 1,2,22,23 . In teleostei, quasi tutti gli studi sono stati effettuati su cellule dissociate primarie 24,25,26,27,28,29,30 .
Nel presente documento, abbiamo delineare un protocollo ottimizzato per la preparazione di fette di cervello-ipofisi sane da medaka di pesce il modello. L'approccio rappresenta diversi vantaggi rispetto alle colture primarie di cellule dissociate. In primo luogo, le cellule vengono registrate in un ambiente relativamente conservato rispetto al dissociato condizioni di coltura delle cellule. In secondo luogo, fetta preparazioni ci permettono di studiare percorsi indirette mediate dalla cella comunicazione 22, che non è possibile in condizioni di coltura delle cellule dissociate. Inoltre, dimostriamo come condurre le registrazioni elettrofisiologiche sulle fette di tessuto ottenuti usando la tecnica perforata della intero-cellula patch-clamp con amfotericina B come l'agente pore-forming.
Medaka è un piccolo pesce d'acqua dolce originario dell'Asia, trovato principalmente in Giappone. La fisiologia, embriologia e genetica di medaka è stata studiata estesamente per oltre 100 anni 31, ed è un modello di ricerca comunemente utilizzati in molti laboratori. Di particolare importanza per questa carta è l'organizzazione morfologica distinta del complesso ipotalamo-ipofisario nei pesci Teleostei: considerando che nei mammiferi e uccelli i neuroni ipotalamici rilasciano loro neuro-ormoni che regolano le cellule endocrine ipofisarie nel sistema portale dell'eminenza mediana, c'è una proiezione nervosa diretta dei neuroni ipotalamici sulle cellule endocrine dell'ipofisi in pesci teleostei 32. Così, attentamente condotta cervello-ipofisi affettare è di particolare importanza nei pesci, che ci permette di studiare le caratteristiche elettrofisiologiche delle cellule ipofisarie in una rete di cervello-ipofisi ben conservata e cellule in particolare come ipofisi controllare loro eccitabilità e quindi omeostasi del Ca2 + .

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" style="width:1065px;" width="1065">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col />
		<col />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">Vibratome</td>
			<td style="width:171px;">Leica</td>
			<td style="width:157px;">VT1000 S</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">Chirurgical glue</td>
			<td style="width:171px;">WPI</td>
			<td>VETBOND</td>
			<td style="width:428px;">3M Vetbond Tissue Adhesive</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">Stainless steel blades</td>
			<td>Campden Instruments</td>
			<td>752-1-SS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">metal molds</td>
			<td style="width:171px;">SAKURA</td>
			<td style="width:157px;">4122</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">steel harp</td>
			<td style="width:171px;">Warner instruments</td>
			<td style="width:157px;">64-1417</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">PBS</td>
			<td style="width:171px;">SIGMA</td>
			<td style="width:157px;">D8537</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">Ultrapure LMP agarose</td>
			<td style="width:171px;">invitrogen</td>
			<td style="width:157px;">166520-100</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:309px;">patch pipettes</td>
			<td style="width:171px;">Sutter Instrument</td>
			<td style="width:157px;">BF150-110-10HP</td>
			<td style="width:428px;">Borosilicate with filament O.D.:1.5mm, I.D.:1.10mm</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">Microscope Slicescope</td>
			<td style="width:171px;">Scientifica</td>
			<td style="width:157px;">pro6000</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">P-Clamp10</td>
			<td style="width:171px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:157px;">#1-2500-0180</td>
			<td style="width:428px;">sofware</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">Digitizer Digidata 1550A1</td>
			<td style="width:171px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:157px;">DD1550</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">Amplifier Multiclap 700B Headstage CV-7B</td>
			<td style="width:171px;">Molecular Devices</td>
			<td style="width:157px;">1-CV-7B</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:309px;">GnRH</td>
			<td style="width:171px;">Bachem</td>
			<td style="width:157px;">4108604</td>
			<td style="width:428px;">H-Glu-His-Trp-Ser-His-Gly-Leu-Ser-Pro-Gly-OH trifluoroacetate salt&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">pipette puller</td>
			<td style="width:171px;">Sutter Instrument</td>
			<td style="width:157px;">P-1000</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">amphotericin B</td>
			<td style="width:171px;">SIGMA</td>
			<td style="width:157px;">A9528</td>
			<td style="width:428px;">pore-forming antibiotic</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">polyethylenimine&#160;</td>
			<td style="width:171px;">SIGMA</td>
			<td style="width:157px;">P3143</td>
			<td style="width:428px;">50% PEI solution</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">microfiler syringe</td>
			<td style="width:171px;">WPI</td>
			<td style="width:157px;">MF28/g67-5</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:309px;">glass for the agar bridge</td>
			<td style="width:171px;">Sutter Instrument</td>
			<td style="width:157px;">BF200-116-15</td>
			<td style="width:428px;">Borosilicate with filament O.D.:2.0mm, I.D.:1.16mm Fire polished</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;">Micro-Manager software</td>
			<td style="width:171px;"></td>
			<td style="width:157px;"></td>
			<td style="width:428px;">Open Source Microscopy Software</td>
		</tr>
		<tr height="42">
			<td height="42" style="height:42px;width:309px;">optiMOS sCMOS camera</td>
			<td style="width:171px;">Qimaging</td>
			<td style="width:157px;">&#160;01-OPTIMOS-R-M-16-C</td>
			<td style="width:428px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">sonicator</td>
			<td style="width:171px;">Elma</td>
			<td style="width:157px;">D-7700 singen</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">NaCl</td>
			<td style="width:171px;">SiGMA</td>
			<td style="width:157px;">S3014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">KCl</td>
			<td style="width:171px;">SiGMA</td>
			<td style="width:157px;">P9541</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">MgCl2</td>
			<td style="width:171px;">SiGMA</td>
			<td style="width:157px;">M8266</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">D-Glucose</td>
			<td style="width:171px;">SiGMA</td>
			<td style="width:157px;">G5400</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">Hepes</td>
			<td style="width:171px;">SiGMA</td>
			<td style="width:157px;">H4034</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">CaCl2</td>
			<td style="width:171px;">SiGMA</td>
			<td style="width:157px;">C8106</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">Sucrose</td>
			<td style="width:171px;">SiGMA</td>
			<td align="right" style="width:157px;">84097</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">D-mannitol</td>
			<td style="width:171px;">SiGMA</td>
			<td align="right" style="width:157px;">63565</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">MES-acid</td>
			<td style="width:171px;">SIGMA</td>
			<td style="width:157px;">M0895</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:309px;">BSA</td>
			<td style="width:171px;">SIGMA</td>
			<td style="width:157px;">A2153</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

healthy brain-pituitary slices for electrophysiological investigations of pituitary cells in teleost fish

Sono state condotte indagini elettrofisiologiche delle cellule ipofisarie in numerose specie di vertebrati, ma molto pochi in pesci teleostei. Tra questi, la netta maggioranza è stata effettuata su cellule primarie dissociate. Per migliorare la nostra comprensione di come Teleostei cellule ipofisarie, si comportano in un ambiente più biologicamente rilevante, questo protocollo viene illustrato come preparare fette di cervello-ipofisi vitali utilizzando il medaka (Oryzias latipes) di piccoli pesci d'acqua dolce. Rendendo le fette di cervello-ipofisi, pH e osmolalità di tutte le soluzioni sono stati adeguati ai valori trovati nei liquidi corporei di pesci d'acqua dolce che vivono a 25-28 ° C. Dopo la preparazione della fetta, il protocollo viene illustrato come effettuare registrazioni elettrofisiologiche usando la tecnica perforata della intero-cellula patch-clamp. La tecnica del patch-clamp è un potente strumento con risoluzione temporale senza precedenti e sensibilità, che permette di indagine delle proprietà elettriche da cellule intatte tutta giù per canali ionici singolo. Patch di perforata è unico in quanto mantiene l'ambiente intracellulare intatto impedendo elementi regolatori nel citosol di essere diluito la soluzione di elettrodo pipetta patch. Al contrario, quando si eseguono registrazioni della intero-cellula tradizionale, è stato osservato che cellule ipofisarie medaka perdono rapidamente la capacità di potenziali di azione del fuoco. Tra le varie tecniche di perforazione disponibili, questo protocollo viene illustrato come ottenere la perforazione della membrana con patch utilizzando il fungicida anfotericina b.

Questo protocollo viene illustrato un protocollo passo dopo passo di come realizzare registrazioni elettrofisiologiche affidabile dalle cellule di ipofisi (gonadotrope), utilizzando una linea transgenica di medaka [Tg (lhb- hrGfpII)] dove il bersaglio delle cellule (produzione di Lh gonadotropes) sono etichettati con la proteina fluorescente verde (GFP).
Inizialmente, le indagini elettrofisiologiche sono stati condotti ...

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Healthy Brain-pituitary Slices for Electrophysiological Investigations of Pituitary Cells in Teleost Fish

L'articolo descrive un protocollo ottimizzato per fare fette di tessuto vitale del cervello-ipofisi, utilizzando il medaka pesci teleostei (Oryzias latipes), seguita da registrazioni elettrofisiologiche delle cellule ipofisarie utilizzando la tecnica del patch-clamp con il configurazione di patch perforato.

Fette di cervello-ipofisi sane per le indagini elettrofisiologiche delle cellule ipofisarie in pesci teleostei

Electrophysiological investigations of pituitary cells have been conducted in numerous vertebrate species, but very few in teleost fish. Among these, the ...

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