의 연결 시스템의 활동은 종종 특정 인구 내에서 뉴런에서 동기 조치 가능성 배출이 필요합니다. 예를 들어,의 펄스 호르몬 (GnRH)를 생식 샘 자극 호르몬은 – 발표하는 것은 가능성이 GnRH 뉴런 사이의 조정 활동을 필요로합니다. 우리는 안정 diffusely 배포 GnRH 뉴런에서 동시 electrophysiological 레코딩을 얻기위한 우리의 방법론 접근법을 제시한다.
생식 샘 자극 호르몬 – 방출 호르몬 (GnRH)는 luteinizing 호르몬 (LH)과 소낭 자극 호르몬 – (FSH)의 뇌하수체 릴리스를 조절 작은 neuropeptide입니다. 이러한 gonadotropins은 생식 기능의 조절에 필수입니다. 그들이 hypophysiotropic 포털 시스템 (1)에 자신의 축삭 터미널에서 GnRH을 해제 어디 GnRH 함유 뉴런은 평균 예하에 시상 하부 및 프로젝트 전반에 걸쳐 diffusely 배포됩니다. 포털 모세 혈관에서 GnRH은 조직의 순환에 gonadotropins의 릴리스를 자극하기 위해 앞쪽에 뇌하수체에 여행. GnRH 릴리스는 지속적인 것은 아니지만 오히려 에피소드 펄스에서 발생합니다. 그것은 잘 GnRH 릴리스의 간헐적인 방식으로 재생산 (2, 3)을 위해 필수적임을 설정됩니다.
여러 아마도 GnRH 뉴런의 underlies의 GnRH 펄스의 활동을 조정. GnRH 뉴런의 총 펩타이드 내용은 약 1.0 PG / 30 % 가능성 releasable 수영장 구성되어있는 셀 (4).입니다 펄스 동안 GnRH (5, 6)의 수준은 여러 GnRH 뉴런은 아마도 neurosecretion에 참여하시기 바랍니다. 마찬가지로 하나의 단위 활동 여러 뉴런 (7)의 활동의 변화를 나타냅니다 LH 릴리스 중 hypothalamic 멀티 유닛 녹음에서 추출한. LH 펄스 동안에 기록된 활동 전극은 GnRH somata 또는 섬유 (8) 중 하나와 연결됩니다. 따라서, 적어도이 활동 중 일부는 GnRH 뉴런에서 발생한다.
메커니즘은 hypothalamic GnRH의 뉴런의 동기화 해고의 결과는 알 수있다. GnRH 뉴런의 해고 조정 메커니즘을 Elucidating하는 것은 복잡한 문제입니다. 첫째, GnRH 뉴런은 수가 상대적으로 적은 수 있습니다. 설치류에서 800-2500 GnRH 뉴런가 없습니다. 다 GnRH 뉴런이 에피소드 GnRH 릴리스에 관련된 것이 분명하지 않습니다. 또한, GnRH의 뉴런은 diffusely (1) 배포됩니다. 이것은 사격의 조정에 대한 우리의 이해를 복잡하고 많은 기술 접근이 어려운되었다. 우리는 행동 잠재력의 직접 검출을위한 전류 클램프 모드에서 느슨한 세포 연결된 녹음을 최적화하고 GnRH 뉴런의 쌍의 동시 녹음을 허용 녹음 방식을 개발했습니다.
GnRH 뉴런 (호르몬 분비에 따라)를 포함한 일부 뉴런에 대한 관심의 활동은 시간의 시간 단위 (5-7)에 발생합니다. 따라서, 전체 셀 구성은 전체 세포 녹음 모드에서 세포내 메신저의 투석으로 인해 일부 실험 목표를위한 최선의 선택이 아닐 것입니다. Secondarily, 전체 셀 녹음은 일반적으로 나이 약 120 일 이상 적은 동물로 제한됩니다. 나이, 세포막의 연결은 높은 저항 바다표범 달성하기 어려운 만들기, 등귀하다로 나타납니다. 또한, 경우 하나는 패치가 피펫과 막 사이에 구멍을 떠나, 인감 방해 rupturing, 높은 저항 인감을 얻습니다. 이것은 사용할 수 없게 녹화 빠르게 이온 불균형으로 인해 죽게 될 신경 세포로 안내합니다. 한 합리적인 전체 셀 녹음을 얻기 예상할 수있을 때 세 이상; 일반 난소주기, 그리고 따라서 GnRH 펄스 생성기의 안정적인 활동 (11, 12 C57Bl6 여성의 나이 70~10개월) 나중에까지 발생하지 않습니다 안정. 마지막으로, 전체 셀 녹음은 내부 및 외부 이온 농도의 내생적인 비율을 파괴. 전체 세포 기록과 함께, 어떤 이온의 내부 농도는 피펫 솔루션에있는 이온의 농도 같습니다. /이 세포의 비교적 적은 내생 볼륨을 대체와 피펫 솔루션의 비교적 큰 볼륨이 빠르게 평형에 도달하기 때문입니다.
느슨한 세포 부착 방법은 전체 세포 녹음의 한계 많은 circumvents. 첫째, 낮은 저항 인감 (MΩ 15-30)을 사용할 수 있습니다. 이들은 심지어 나이가 동물에서 뉴런의 형태로 상대적으로 쉽습니다. 둘째, 하나는 막 파열의 밀봉 패치를하지 않습니다. 따라서 느슨한 세포 부착 녹음은 전체 세포 녹음보다 기술적으로 훨씬 용이합니다. 또한 세포막은 그대로이기 때문에, 세포 내 구성 요소의 투석가 발생하지 않으며 내생 이온 비율은 보존되어 있습니다. 하나는 시냅스 전류를 공부에 대한 느슨한 세포 부착 방법을 사용할 수 있지만 그것은 상대적으로 비침습적인 방법으로 뉴런에서 장기 녹음에 이상적입니다. 셀 – 첨부된 녹음도 피펫으로 표준 세포 솔루션을 사용하여 수행할 수 있습니다. 이것은 장기적인 녹음이 완료되면 막 패치를 rupturing하고 세포 마커와 신경 세포를 라벨의 추가 혜택을 제공합니다.
느슨한 세포 부착 방식은 전압 클램프 녹음 모드에서 사용되고 있습니다. 그러나, 느슨하게 연결된 세포 구성에 전압 클램프 녹음이 몇 가지 방법론 문제가있다. 첫째, 녹음 신호가 활동의 간접적인 측정하기위한 한 방법입니다. (소위 동작 전류)를 측정 신호는 멤브레인 (13) 청구 용량성 전류입니다. 이것은 매우 중요한 방법 론적 문제입니다. 기록 피펫의 용량과 저항이 기록된 신호를 필터링할 수 있습니다. 그것은 작은 동작 전류가 제대로 headstage의 높은 저항으로 인해 대부분의 앰프와 보상 수 없습니다 피펫의 커패시턴스를 충전에 손실 가능성이 높습니다. 이러한 신호가 나오지 않을 때, 신경 세포의 명백한 해고 패턴은 진정한 발사 패턴을 반영하지 않습니다. 마찬가지로, uncompensated 피펫 및 인감 resistances는 동작 전류를 표현하는 경우로 변경 (13) 동안 측정에 큰 오류의 원인이됩니다. 어떤 앰프는 커패시턴스와 신호 손실을 제한 피펫 날인에 대한 저항 "보상"을 제공하고 있지만, 대부분의 앰프의 높은 저항 헤드 단계가 최적의 보상을 방해. 둘째, 인공 상황은 세포에 부과됩니다. 전압 클램프 모드에서 세포막 주변 이러한 연구, 0 뮤직 비디오에 고정 가능성에 개최됩니다. 이것은 세포막에 적용도 현재이 없다는 뜻은 아닙니다. 전압 클램프로 측정 신호는 실제로 고정 가능성을 유지하기 위해 막에 적용되는 현재의 금액입니다. 따라서이 적용된 현재는 세포 활동을 변경할 수 있습니다.
GnRH 시스템에 듀얼 레코딩 특히 GnRH 뉴런과 확산 유통의 수는 제한되어 있기 때문에 도전하고 있습니다. 듀얼 레코딩이 성공하기 위해서는, 조작하는 사람은 매우 안정되어야합니다. 전극의도 약간의 움직임 신경 세포를 실수로 녹음을 종료하기 위해 피펫가 발생할 수 있습니다. 또한, 세포에 피펫의 움직임 (예를 들어, 움직임 보상에 다시 위치)는 발사 패턴을 변경할 수 있습니다. 일부 이온 채널과 같은 N – 타입 칼슘 채널은 기계식 구분 : 멤브레인 스트레치는 전체 세포와 세포에 연결된 모두 녹음 구성 (14) 반복적인 활동을 발생합니다. 마지막으로, 조작하는 사람의 시스템은 매우 좋은 부드러운 모션 수 있어야합니다. 듀얼 레코딩과 함께, 위에서 바와 같이, 하나는 같은 시간과 인감 시도에서 두 이전에 선택한 뉴런의 표면에 두 pipettes 걸립니다한 신경 세포. 성공한다면, 시도가 두 번째 세포를 밀봉합니다. 일반적으로, 하나는 모든 시도와 고품질 레코딩을 밀봉하고이 기대 수 없습니다. 이것은, 그러나, 듀얼 레코딩과 함께 특정 문제를 만듭니다. 하나는 최초의 신경 세포로 성공하지만 두 번째로 실패하면, 하나는 피펫을 변경하고 다른 세포를 시도해야합니다. 따라서, 하나는 성공적으로 밀봉 신경을 방해하지 않고 잘 재관류의 상단 (피펫을 변경할 수)에 현미경의 침지 목적과 피펫을 모두 이동시킬 수 있어야합니다.
듀얼 레코딩에 대한 느슨한 세포 부착 방식 우리의 개발 및 사용 GnRH 뉴런을 연구의 주요 기술 발전이다. 이 메커니즘은 조정 활동을 기초 어떤 중요한 질문의 맥락에서 앞으로 필드를 이동 타악기 호르몬의 분비로 이어지는. 도움이 될 것입니다 유용한 결과를 얻을 가능성이
나는 로날드 L. 카라 브 레즈, 디터 예거 (에모리 대학)과 유용한 기술 토론 구청 Yuhas (액슨 인 스트 루먼트)에 감사드립니다.