Name: direct-coupled electroretinogram (dc-erg) for recording the light-evoked electrical responses of the mouse retinal pigment epithelium
Uploaded: 2020-07-14T12:30:00
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この作品はNEIの壁内資金によって支えられた。著者らは、シェルドン・ミラー博士の科学的指導、技術的助言、RPE生理学と疾患の専門知識について心から認めている。著者らは、マウスコロニーを管理してくれたメーガン・コペラと動物ケアスタッフ、タルン・バンサル博士、レイモンド・ジョウ博士、元王博士に技術支援を求めた。

このプロトコルは、国立眼科研究所の動物ケアおよび使用委員会によって承認された動物研究プロトコルで概説されている動物ケアガイドラインに従います。
1. DC-ERG用光刺激プロトコルのインポート
注: 以下の指示に従って、DC-ERG の光刺激プロトコルを ERG システム ソフトウェア (表) にインポートします。プロトコルは0.5分前刺激間隔?...

<ol>
	<li>Steinberg, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interactions+between+the+retinal+pigment+epithelium+and+the+neural+retina.">Interactions between the retinal pigment epithelium and the neural retina.</a> Documenta Ophthalmologica. 60 (4), 327-346 (1985).</li><li>Sahu, B., Maeda, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RPE+Visual+Cycle+and+Biochemical+Phenotypes+of+Mutant+Mouse+Models.">RPE Visual Cycle and Biochemical Phenotypes of Mutant Mouse Models.</a> Methods in Molecular Biology. 1753, 89-102 (2018).</li><li>Mazzoni, F., Safa, H., Finnemann, S. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+photoreceptor+outer+segment+phagocytosis:+use+and+utility+of+RPE+cells+in+culture.">Understanding photoreceptor outer segment phagocytosis: use and utility of RPE cells in culture.</a> Experimental Eye Resarch. 126, 51-60 (2014).</li><li>Wimmers, S., Karl, M. O., Strauss, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+channels+in+the+RPE.">Ion channels in the RPE.</a> Progress in Retinal Eye Research. 26 (3), 263-301 (2007).</li><li>Gundersen, D., Orlowski, J., Rodriguez-Boulan, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Apical+polarity+of+Na,K-ATPase+in+retinal+pigment+epithelium+is+linked+to+a+reversal+of+the+ankyrin-fodrin+submembrane+cytoskeleton.">Apical polarity of Na,K-ATPase in retinal pigment epithelium is linked to a reversal of the ankyrin-fodrin submembrane cytoskeleton.</a> Journal of Cell Biology. 112 (5), 863-872 (1991).</li><li>Fletcher, E. 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=Studying+age-related+macular+degeneration+using+animal+models.">Studying age-related macular degeneration using animal models.</a> Optometry and Vision Science. 91 (8), 878-886 (2014).</li><li>Gu, S. 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=Mutations+in+RPE65+cause+autosomal+recessive+childhood-onset+severe+retinal+dystrophy.">Mutations in RPE65 cause autosomal recessive childhood-onset severe retinal dystrophy.</a> Nature Genetics. 17 (2), 194-197 (1997).</li><li>Marlhens, F., 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=Mutations+in+RPE65+cause+Leber's+congenital+amaurosis.">Mutations in RPE65 cause Leber's congenital amaurosis.</a> Nature Genetics. 17 (2), 139-141 (1997).</li><li>Marmorstein, A. D., 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=the+product+of+the+Best+vitelliform+macular+dystrophy+gene+(VMD2),+localizes+to+the+basolateral+plasma+membrane+of+the+retinal+pigment+epithelium.">the product of the Best vitelliform macular dystrophy gene (VMD2), localizes to the basolateral plasma membrane of the retinal pigment epithelium.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences U S A. 97 (23), 12758-12763 (2000).</li><li>Chang, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mouse+models+for+studies+of+retinal+degeneration+and+diseases.">Mouse models for studies of retinal degeneration and diseases.</a> Methods in Molecular Biology. 935, 27-39 (2013).</li><li>Collin, G. 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=Mouse+Models+of+Inherited+Retinal+Degeneration+with+Photoreceptor+Cell+Loss.">Mouse Models of Inherited Retinal Degeneration with Photoreceptor Cell Loss.</a> Cells. 9 (4), (2020).</li><li>Shrock, E., G&#252;ell, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR+in+Animals+and+Animal+Models.">CRISPR in Animals and Animal Models.</a> Progress in Molecular Biology and Translational Science. 152, 95-114 (2017).</li><li>Smalley, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=CRISPR+mouse+model+boom,+rat+model+renaissance.">CRISPR mouse model boom, rat model renaissance.</a> Nature Biotechnology. 34 (9), 893-894 (2016).</li><li>Benchorin, G., Calton, M. A., Beaulieu, M. O., Vollrath, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+Murine+Retinal+Function+by+Electroretinography.">Assessment of Murine Retinal Function by Electroretinography.</a> Bio Protocol. 7 (7), (2017).</li><li>Zhang, C., 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=Regulation+of+phagolysosomal+activity+by+miR-204+critically+influences+structure+and+function+of+retinal+pigment+epithelium/retina.">Regulation of phagolysosomal activity by miR-204 critically influences structure and function of retinal pigment epithelium/retina.</a> Human Molecular Genetics. 28 (20), 3355-3368 (2019).</li><li>Samuels, I. 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=Light-evoked+responses+of+the+retinal+pigment+epithelium:+changes+accompanying+photoreceptor+loss+in+the+mouse.">Light-evoked responses of the retinal pigment epithelium: changes accompanying photoreceptor loss in the mouse.</a> Journal of Neurophysiology. 104 (1), 391-402 (2010).</li><li>Wu, J., Marmorstein, A. D., Peachey, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Functional+abnormalities+in+the+retinal+pigment+epithelium+of+CFTR+mutant+mice.">Functional abnormalities in the retinal pigment epithelium of CFTR mutant mice.</a> Experimental Eye Research. 83 (2), 424-428 (2006).</li><li>Wu, J., Peachey, N. S., Marmorstein, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-evoked+responses+of+the+mouse+retinal+pigment+epithelium.">Light-evoked responses of the mouse retinal pigment epithelium.</a> Journal of Neurophysiology. 91 (3), 1134-1142 (2004).</li><li>Peachey, N. S., Stanton, J. B., Marmorstein, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Noninvasive+recording+and+response+characteristics+of+the+rat+dc-electroretinogram.">Noninvasive recording and response characteristics of the rat dc-electroretinogram.</a> Visual Neuroscience. 19 (6), 693-701 (2002).</li><li>Samuels, I. S., Bell, B. A., Pereira, A., Saxon, J., Peachey, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+retinal+pigment+epithelium+dysfunction+is+concomitant+with+hyperglycemia+in+mouse+models+of+type+1+and+type+2+diabetes.">Early retinal pigment epithelium dysfunction is concomitant with hyperglycemia in mouse models of type 1 and type 2 diabetes.</a> Journal of Neurophysiology. 113 (4), 1085-1099 (2015).</li><li>Marmorstein, L. Y., 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=The+light+peak+of+the+electroretinogram+is+dependent+on+voltage-gated+calcium+channels+and+antagonized+by+bestrophin+(best-1).">The light peak of the electroretinogram is dependent on voltage-gated calcium channels and antagonized by bestrophin (best-1).</a> Journal of General Physiology. 127 (5), 577-589 (2006).</li><li>Zhang, C., 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=Invest.+Ophtalmol.+Vis.+Sci.">Invest. Ophtalmol. Vis. Sci.</a> Annual Meeting for the Association for Research in Vision and Ophthalmology. , 3568 (2017).</li><li>Iacovelli, 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=Generation+of+Cre+transgenic+mice+with+postnatal+RPE-specific+ocular+expression.">Generation of Cre transgenic mice with postnatal RPE-specific ocular expression.</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 52 (3), 1378-1383 (2011).</li><li>Wang, F. E., 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=MicroRNA-204/211+alters+epithelial+physiology.">MicroRNA-204/211 alters epithelial physiology.</a> FASEB Journal. 24 (5), 1552-1571 (2010).</li><li>He, L., Marioutina, M., Dunaief, J. L., Marneros, A. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Age-+and+gene-dosage-dependent+cre-induced+abnormalities+in+the+retinal+pigment+epithelium.">Age- and gene-dosage-dependent cre-induced abnormalities in the retinal pigment epithelium.</a> American Journal of Pathology. 184 (6), 1660-1667 (2014).</li><li>Gallemore, R. P., Steinberg, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-evoked+modulation+of+basolateral+membrane+Cl-+conductance+in+chick+retinal+pigment+epithelium:+the+light+peak+and+fast+oscillation.">Light-evoked modulation of basolateral membrane Cl- conductance in chick retinal pigment epithelium: the light peak and fast oscillation.</a> Journal of Neurophysiology. 70 (4), 1669-1680 (1993).</li><li>Blaug, S., Quinn, R., Quong, J., Jalickee, S., Miller, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+pigment+epithelial+function:+a+role+for+CFTR.">Retinal pigment epithelial function: a role for CFTR.</a> Documenta Ophthalmologica. 106 (1), 43-50 (2003).</li><li>Gallemore, R. P., Griff, E. R., Steinberg, R. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+in+support+of+a+photoreceptoral+origin+for+the+"light-peak+substance".">Evidence in support of a photoreceptoral origin for the "light-peak substance".</a> Investigative Ophthalmology and Visual Science. 29 (4), 566-571 (1988).</li><li>Shahi, P. K., 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=Abnormal+Electroretinogram+after+Kir7.1+Channel+Suppression+Suggests+Role+in+Retinal+Electrophysiology.">Abnormal Electroretinogram after Kir7.1 Channel Suppression Suggests Role in Retinal Electrophysiology.</a> Science Reports. 7 (1), 10651 (2017).</li><li>Li, Y., 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=Mouse+model+of+human+RPE65+P25L+hypomorph+resembles+wild+type+under+normal+light+rearing+but+is+fully+resistant+to+acute+light+damage.">Mouse model of human RPE65 P25L hypomorph resembles wild type under normal light rearing but is fully resistant to acute light damage.</a> Human Molecular Genetics. 24 (15), 4417-4428 (2015).</li></ol>

重要なステップ
良好なDC-ERG記録は、アウトガスや温度変化に非常に敏感であるため、アーティファクトや不要なドリフトを作成する気泡から自由である安定した電極を必要とします。マウスの記録を進める前に、HBSSバス溶液に電極を配置する際に安定したベースラインを達成することが不可欠です。小さな気泡は、キャピラリー電極の基部またはシリコン?...

網膜色素上皮(RPE)は眼の後部セグメントに並び、網膜恒常性1を維持するために重要な機能を発揮する特殊な細胞の単層である。RPEは、可視周期2と呼ばれるプロセスで光子捕捉視覚顔料を再生することによって、小屋外セグメント先端3の日経食類に参加することによって、光受容体と絨毛キャピラリ4,5との間の栄養素および代謝産物の輸送において光受容体を支持する。RPE機能の異常は、加齢黄斑変性症6、レーバーの先天性アマウロシス7、8およびベストビテッラ状黄斑ジストロフィー9のような多数のヒト網膜疾患の根下にある。ドナー眼組織は研究目的のためだけに得ることがしばしば困難であるので、遺伝子組み換えのある動物モデルは、10,11の疾患の発症を研究する別の方法を提供することができる。さらに、CRISPR cas9技術の出現と応用により、ゲノム導入(ノックイン)または欠失(ノックアウト)が、以前の遺伝子標的化技術12の限界を超える単純なワンステッププロセスで可能になりました。新しいマウスモデル13の可用性のブームは、非侵襲的にRPE機能を評価するために、より効率的な記録プロトコルを必要とする。
RPEの光誘発電気応答の測定は、直接結合された電気レティノグラム(DC-ERG)技術を用いて達成することができる。この感光体(a-wave)およびバイポーラ(b波)細胞応答を測定する従来のERG記録と組み合わせて使用すると、DC-ERGは、RPEの応答特性が、レチナル変性15、16、17、またはRPE機能障害が感光体喪失に先行するかどうかでどのように変化するかを定義することができる。このプロトコルは、最初にDC-ERG技術16、18、19、20を開発したMarmorstein、Peachey、および同僚の仕事から適応した方法を記述し、再現性と使いやすさを改善する。
DC-ERG記録は、ノイズの中断や導入がデータの解釈を複雑にする可能性がある、取得時間(9分)が長いため、実行が困難です。この新しい方法の利点は、ベースラインが短時間で定常状態に達し、動物が麻酔から早期に目覚め、毛細血管の気泡形成を起こしにくい可能性を減らすことです。

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ag/AgCl (mouth) Electrode</td>
			<td>WPI Inc</td>
			<td>EP1</td>
			<td>Mouth reference electrode for mouse</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ceramic Tile</td>
			<td>Sutter Instrument</td>
			<td>CTS</td>
			<td>Used to cut the glass capillary tube to an appropriate size</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton Tipped Cleaning Stick</td>
			<td>Puritan Medical Products</td>
			<td>867-WC No Glue</td>
			<td>To be used as a spacer to improve the fit of the electrode holder assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electroretinogram (ERG) System</td>
			<td>Diagnosys LLC</td>
			<td>E3 System</td>
			<td>Visual electrophysiology system to diagnose ophthalmic conditions in vision research and drug trials</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bunsen Burner</td>
			<td>Argos Technologies</td>
			<td>BW20002460</td>
			<td>Or equivlaent to shape glass under flame</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Capillary Tube (1.5 mm)</td>
			<td>Sutter Instruments</td>
			<td>BF150-75</td>
			<td>For filling with HBSS and making contact to the cornea</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hank&#8217;s Buffered Salt Solution (HBSS)</td>
			<td>Thermo Fisher Scientific Inc</td>
			<td>14175-095</td>
			<td>Commercially available. Maintain at RT</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>In-Line Filter</td>
			<td>Whatman</td>
			<td>6722-5001</td>
			<td>To protect vacuum pump from aerosols</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Low Noise Cable for Microelectrode Holders</td>
			<td>WPI Inc</td>
			<td>5372</td>
			<td>Suggested for improving the length and placement of the cables and electrode holder assemblies</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic Ball Joint</td>
			<td>WPI Inc</td>
			<td>500871</td>
			<td>For magnetically positioning the electrode holder assembly on the stage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MatLab</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td>MatLab: For editing the analysis software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab Curvefit Toolbox</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td>Toolbox for MatLab (only required for editing the analysis software)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MatLab Compiler</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td></td>
			<td>Toolbox for MatLab (only required for editing and re-releasing the analysis software)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MatLab Runtime version 9.5</td>
			<td>Mathworks</td>
			<td>R2018b (9.5)</td>
			<td>Required to run the analysis software: https://www.mathworks.com/products/compiler/matlab-runtime.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microelectrode Holders (45 degrees)</td>
			<td>WPI Inc</td>
			<td>MEH345-15</td>
			<td>For holding the capillaries</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Needle (25 ga)</td>
			<td>Covidien</td>
			<td>8881250313</td>
			<td>For filling the capillary tubes with HBSS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>needle (ground) electrode</td>
			<td>Rhythmlink</td>
			<td>13mm - one elctrode</td>
			<td>Subdermal needle electrode (ground) for mouse (13mm long, 0.4mm diameter needle, 1.5m leadwire)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Regulator/Power Conditioner</td>
			<td>Furman</td>
			<td>P-1800</td>
			<td>Or equivalent to remove DC-offset from noise introduced through power line</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe (12 mL)</td>
			<td>Monoject</td>
			<td>1181200777</td>
			<td>For filling the capillary tubes with HBSS</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>T-clip</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>06852-20</td>
			<td>For electrode holder assembly</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Desiccator</td>
			<td>Bel-Art</td>
			<td>420120000</td>
			<td>Clear polycarbonate bottom &#38; cover</td>
		</tr>
		<tr>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Pharmacological treatment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lubricant eye gel</td>
			<td>Alcon</td>
			<td>0078-0429-47</td>
			<td>Helps lubricates corneal surface and maintain electrical contact with capillary electrodes</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Phenylephrine Hydrochloride 2.5%</td>
			<td>Akorn</td>
			<td>17478-201-15</td>
			<td>Short acting mydriatic eye drops (for pupil dilation)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proparacaine Hydrochloride 0.5%</td>
			<td>Akorn</td>
			<td>17478-263-12</td>
			<td>Local anesthetic for ophthalmic instillation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tropicamide 0.5%</td>
			<td>Akorn</td>
			<td>17478-101-12</td>
			<td>Short acting mydriatic eye drops (for pupil dilation)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Xylazine</td>
			<td>AnaSed</td>
			<td>sc-362949Rx</td>
			<td>Analgesic and muscle relaxant</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Zetamine (Ketamine HCl)</td>
			<td>VetOne</td>
			<td>501072</td>
			<td>Anesthetic for intramuscular injections</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

direct-coupled electroretinogram (dc-erg) for recording the light-evoked electrical responses of the mouse retinal pigment epithelium

網膜色素上皮(RPE)は、網膜と絨毛キャピラリスの間に戦略的に位置する細胞の特殊な単層であり、光受容体の全体的な健康と構造的完全性を維持します。RPEは、極偏光され、アピカルに、そして基底位置の受容体またはチャネルを示し、水、イオン、代謝物、およびいくつかのサイトカインを分泌するベクター輸送を行う。
インビボでのRPE機能の非侵襲的な測定は、直接結合されたERG(DC-ERG)を使用して行うことができます。DC-ERGの背後にある方法論は、Marmorstein、Peachey、およびカスタマイズされた刺激記録システムを使用して、後に市販のシステムを使用して実証された研究グループによって開拓されました。DC-ERG技術は、ハンクの緩衝塩溶液(HBSS)で満たされたガラス毛細血管を使用して、感光体活性によるレリンタル空間の光誘発濃度変化から引き出されるRPEの遅い電気応答を測定する。長時間の光刺激とDC-ERG記録の長さは、それがドリフトやノイズに対して脆弱になり、使用できる録音の低収率をもたらします。ここでは、HBSSと電極ホルダーの外気に起因する気泡を減らす/除去するために真空圧を使用することにより、ノイズを低減しながら、記録の安定性を向上させる迅速で信頼性の高い方法を提示します。さらに、電源ラインのアーチファクトは、電圧レギュレータ/パワーコンディショナを使用して減衰されます。市販のERGシステムに必要な光刺激プロトコルと、C波、高速振動、光ピーク、オフレスポンスのDC-ERG成分の分析に必要な光刺激プロトコルが含まれています。記録の改善された容易さおよび急速な分析のワークフローのために、この簡易な議定書はRPE機能、疾患の進行、および薬理学的介入の評価の加齢に関連する変化を測定するのに特に有用である。

図2はmiR-204 ko/ko cre/+(条件付きKO)マウスと野生型(WT)マウスからのサンプルデータセットです。MiR-204 ko/ko cre/+は、網膜色素上皮におけるマイクロRNA204の条件付きノックアウトを有するマウスである。これらのマウスは、VMD2-CREマウス23を用いてフロックスmiR-204マウス(NEIGEFによって産生される)22を交流することによって生成される。MiR-204?...

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Direct-Coupled Electroretinogram DC-ERG for Recording the Light-Evoked Electrical Responses of the Mouse Retinal Pigment Epithelium

ここでは、2000年代初頭にマルモラシュタイン、ピーチー、および同僚が最初に記述したDC-ERGとして知られている技術を用いて、マウスにおける網膜色素上皮(RPE)の光誘発電気応答を記録する方法を提示する。

マウス網膜色素上皮の光誘発電気応答を記録するための直接結合電解電解(DC-ERG)

The retinal pigment epithelium (RPE) is a specialized monolayer of cells strategically located between the retina and the choriocapillaris that maintain ...

DC-ERG技術は、網膜色素上皮機能の非回避評価に使用して、加齢に伴う変化や疾患の進行を監視し、薬理学的介入効果を評価することができる。この技術は、キャピラリー電極の調製を簡素化することにより、DC-ERGの再生能力と使いやすさを向上させます。また、分析を容易にするために標準オームソフトウェアアプリケーションで補完することができます。まず、25ゲージの注射針をシリコンゴムガスケットを通して電極ホルダーの背面壁まで慎重にスライドさせることから始めます。電極ホルダーのベースに脱気したHBSSを充填し、ゆっくりと針を引っ込めながら、気泡を導入しないように気をつけ、締め付けることなくネジキャップを交換します。HBSSでギャップ内の空きスペースを埋めるために注射針を再挿入し、他の端から溶液が逃げるのを防ぐために充填しながら、キャピラリーを水平に保持します。曲がった端で充填されたキャピラリーをつかみ、緩んだキャップを通してもう一方の端をゆっくりと挿入し、スクリューキャップを所定の位置に締めます。毛細血管電極を上に向けて電極ホルダーを傾けて、気泡が流出し、真空チャンバー内の毛細血管を5~10分間脱気できるようにします。次に、真空をゆっくりと放出し、実演したように電極ホルダとガラスキャピラリーを補充する。マイクロ電極ホルダーのカスタムスタンドを作るためには、8本のTクリップの片側から黒いポリアセタールクリップを取り外し、磁気ボールジョイントを半分に加工したシリンダーベースを使用して高さを調整します。M3サイズのナットで磁気ボール取り付けネジに修正されたTクリップを固定し、綿先端のクリーニングスティックから修正された約1インチのテーパード木製ハンドルのスライドをスタンドに角度で固定し、マイクロ電極ホルダーをカスタムメイドのTクリップ磁気ボールジョイントスタンドに固定します。次に、希土類磁石シリンダーベースを使用して、カスタマイズされた電極ホルダーをステージの金属板にしっかりと配置し、180度軸上で360度回転を可能にします。電極試験を行うために、まず、完全に組み立てられたHBSS充填された毛細管マイクロ電極をHBSSの小さな容器にそっと下げる。針挽き電極と銀の塩化銀中心ペレット参照電極を同じHBSSに入れて回路を完成させ、検査するマウスを記述する適切な識別子を選択または作成します。実行する直接結合された電気レティノグラムプロトコルを選択するには、プロトコルをクリックしてDC-ERGを選択します。[実行] をクリックします。ダイアログ ボックスが表示され、患者の情報が表示されます。情報が正しい場合は、[はい] をクリックして、手順 6 の 1 に進みます。ファラデーケージのドアを閉め、インピーダンスをクリックしてインピーダンスモードを表示します。口参照、テールグラウンド、および記録電極の値が許容可能であることを確認し、ステップをクリックしてステップ4/6に進み、ベースラインの安定性をテストします。トレースの表示を開始するには、[プレビュー] をクリックします。トレースは、ピークからピークへの振幅が 200 マイクロボルト未満の低ノイズである必要があります。実験のためにマウスと電極を位置づけるために、鎮静したマウスの角膜を5%プロパラカイン塩酸の低下で麻酔してから、角膜を2.5%フェニレフリンHCLおよび5%トロピックアミドの低下で拡張する。ERG システム ソフトウェアで、正しい患者が選択されていることを確認します。プロトコルをクリックします。[プロトコルの説明] で、[DC-ERG] を選択し、[実行] をクリックします。[はい] をクリックして、正しいテストが実行されていることを確認します。ドーム内の薄暗い赤色光を点灯し、加熱された記録テーブルの上にマウスを置くために6のステップ1を使用してください。鉗子を使用して、後ろ脚の皮膚を慎重にテントに入れる。片手で針の電極をしっかりと保持し、もう一方の手を使用して電極を後部脚に皮下に挿入して電極を所定の位置に固定します。中央のペレットが後頬に沿って置かれ、歯の後ろに所定の位置に保持されるように、動物の口に参照銀、塩化銀電極を置きます。毛細管電極を目の上に置く前に、電極ホルダーをガラスの毛細血管を垂直に向けて配置し、電極ホルダーを人差し指でフリックして、導入された気泡を取り除きます。25ゲージの針を使用して毛細血管の先端をHBSSで満たし、毛細血管を検査して、先端に気泡が閉じ込められないようにします。HBSS充填キャピラリーの開いた先端が角膜に優しく接触するように電極ホルダーを置きます。気泡を導入しないように注意して、初期の滴を捨てる潤滑剤の目ゲルディスペンサーを反転します。次に、各目に潤滑剤の目のゲルを滴下して導電性を維持し、記録中の乾燥を防ぎます。DC-ERG を記録するには、ステップをクリックして 6 つのステップ 5 を選択し、インピーダンスをクリックしてインピーダンス チェック画面を使用して左右の目の抵抗を調べます。各目の記録電極のインピーダンス値は類似している必要があります。また、接地電極と基準電極の両方のインピーダンス値は10キロ未満でなければなりません。[プレビュー] をクリックして、左右の目のトレースを表示し、安定したベースラインが達成されるまで最大 10 分待ちます。次に、[stop] をクリックしてトレース プレビューを終了し、[実行] をクリックして記録を開始します。ここでは、条件付きノックアウトおよび野生型マウスからのサンプルデータセットを示します。この分析では、微量は電極内の微小気泡に苦しんだ。これは、トレース内のピークからピークへのノイズを増加させます。別の分析では、電極ホルダースタンド内の微小電極を組み立てる前に、真空チャンバを使用して気泡を除去した。初期25秒までの最適フィットラインを計算することで、ドリフト補正応答を再描画し、DC-ERG成分の振幅を特定することができます。予想通り、RPEにおける硬化7.1カリウムチャネルの発現低下は、c波および速発振を大きく減衰させ、網膜色素上皮上皮の電気的特性の著しい障害を示す。ここで、DC-ERG成分の相対振幅を、野生型に正規化し、相対2つの最大光誘発波振幅に対してプロットした、図示されている。この形式の分析は、RPEの電気応答の低下を、光受容体活性の低下単独で考慮することができるかどうかを決定することができる。または、RPE に起因する根本的な欠陥がある場合。マウス記録に移る前に安定したベースラインを達成し、導入された気泡がないか定期的に電極を再検査することを忘れないでください。暗く適合したERGは、DC-ERGより前に記録して、コーン駆動のレチナル機能を測定することができます。光適合性ERGは、DC-ERGの後にコーン駆動のレチナル応答を評価するためにも行うことができる。

Research

JoVE Journal

Chemistry

Direct-Coupled Electroretinogram (DC-ERG) for Recording the Light-Evoked Electrical Responses of the Mouse Retinal Pigment Epithelium

LabVIEW-operated Novel Nanoliter Osmometer for Ice Binding Protein Investigations

アイス結合タンパク質の調査用のLabVIEWオペ新規ナノリッター浸透圧計

Ice-binding proteins (IBPs), including antifreeze proteins, ice structuring proteins, thermal hysteresis proteins, and ice recrystallization inhibition ...

Production of Disulfide-stabilized Transmembrane Peptide Complexes for Structural Studies

構造研究のためのジスルフィド安定化膜貫通ペプチド複合体の生産

Physical  interactions among the lipid-embedded alpha-helical domains of membrane  proteins play a crucial role in folding and assembly of membrane ...

Structure and Coordination Determination of Peptide-metal Complexes Using 1D and 2D 1H NMR

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A High-throughput-compatible FRET-based Platform for Identification and Characterization of Botulinum Neurotoxin Light Chain Modulators

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Formation of Ordered Biomolecular Structures by the Self-assembly of Short Peptides

短いペプチドの自己組織化によって順序付け生体分子構造の形成

In nature, complex functional structures are formed by the self-assembly of biomolecules under mild conditions. Understanding the forces that control ...

Optimization of Synthetic Proteins: Identification of Interpositional Dependencies Indicating Structurally and/or Functionally Linked Residues

合成タンパク質の最適化：中間物挿入依存関係の同定構造的インジケートおよび/または機能的に連結された残基

Protein alignments are commonly used to evaluate the similarity of protein residues, and the derived consensus sequence used for identifying functional ...

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

Synthesis of Protein Bioconjugates via Cysteine-maleimide Chemistry

タンパク質のバイオコンジュゲートの合成<em&gt;経由で</em&gt;システイン - マレイミドケミストリー

The chemical linking or bioconjugation of proteins to fluorescent dyes, drugs, polymers and other proteins has a broad range of applications, such as the ...

Facile Synthesis of Worm-like Micelles by Visible Light Mediated Dispersion Polymerization Using Photoredox Catalyst

Photoredox触媒を用いた可視光媒介分散重合によるワームのようなミセルの簡便な合成

Presented herein is a protocol for the facile synthesis of worm-like micelles by visible light mediated dispersion polymerization. This approach begins ...

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

Using Capillary Electrophoresis to Quantify Organic Acids from Plant Tissue: A Test Case Examining Coffea arabica Seeds

植物組織からの有機酸を定量化するためにキャピラリー電気泳動を使用した：テストケースを調べます<em&gt;コーヒーノキアラビカ</em&gt;種子

Carboxylic acids are organic acids containing one or more terminal carboxyl (COOH) functional groups. Short chain carboxylic acids (SCCAs; carboxylic ...

Insights into the Interactions of Amino Acids and Peptides with Inorganic Materials Using Single-Molecule Force Spectroscopy

単一分子力分光法を用いて無機材料とアミノ酸とペプチドの相互作用への洞察

The interactions between proteins or peptides and inorganic materials lead to several interesting processes. For example, combining proteins with minerals ...