Summary

Imaging pHluorin-tagged inserimento recettore alla membrana plasmatica nella Primaria neuroni mouse coltivate

Published: November 20, 2012
doi:

Summary

Etichettando i domini extracellulari dei recettori di membrana con pHluorin superecliptic, e da imaging questi recettori di fusione in neuroni di topo in coltura, si può visualizzare direttamente i singoli eventi di inserzione vescicolari dei recettori della membrana plasmatica. Questa tecnica sarà determinante per chiarire i meccanismi molecolari che regolano l'inserimento recettore alla membrana plasmatica.

Abstract

Una migliore comprensione dei meccanismi che regolano il traffico tra il recettore di membrana plasmatica (PM) e compartimenti intracellulari richiede un approccio sperimentale con ottime risoluzioni spaziali e temporali. Inoltre, tale approccio deve inoltre essere in grado di distinguere recettori localizzati sulla PM da quelli in compartimenti intracellulari. Soprattutto, rilevando recettori in una vescicola singola richiede spiccata sensibilità di rilevamento, poiché ogni vescicola trasporta soltanto un piccolo numero di recettori. Approcci standard per l'esame di traffico recettore includono biotinilazione superficie seguita da rilevamento biochimiche, che manca sia le necessarie risoluzioni spaziali e temporali, e l'esame al microscopio a fluorescenza di recettori di superficie immunolabeled, che richiede la fissazione chimica delle cellule e quindi manca di sufficiente risoluzione temporale 1-6. Per superare questi limiti, noi e altri hanno sviluppato e utilizzato una nuova strategia che consente la visualizzazione di inserimento dinamico di recettori in PM con eccellenti risoluzioni spaziali e temporali 7-17. Il metodo comprende la codifica di un pH-sensibile GFP, la superecliptic pHluorin 18, al N-terminale del dominio extracellulare del recettore. Superecliptic pHluorin ha la proprietà unica di essere fluorescente a pH neutro e non fluorescente a pH acido (pH <6.0). Pertanto, i recettori sono contrassegnati non fluorescente quando all'interno del lume di vescicole acide traffico intracellulare o compartimenti endosomali, e diventano facilmente visualizzato solo quando esposta all'ambiente extracellulare pH neutro, sulla superficie esterna del PM. La nostra strategia permette quindi di distinguere recettori di superficie PM da quelle che, nell'ambito del traffico vescicole intracellulari. Per raggiungere sufficienti risoluzioni spaziali e temporali, nonché la sensibilità necessaria per studiare il traffico dinamica dei recettori, abbiamo impiegato interna totale rifletteremicroscopia a fluorescenza di ioni (TIRFM), che ci ha permesso di ottenere la risoluzione ottimale spaziale di imaging ottico (~ 170 nm), la risoluzione temporale di video-tasso di microscopia (30 fotogrammi / sec), e la sensibilità per rilevare la fluorescenza di GFP unico molecola. Con immagini pHluorin-tagged recettori sotto TIRFM, siamo stati in grado di visualizzare direttamente i singoli eventi recettore inserimento nel PM in neuroni in coltura. Questo approccio di imaging può potenzialmente essere applicato a qualsiasi proteina di membrana con un dominio extracellulare che potrebbe essere etichettato con pHluorin superecliptic, e consentirà dissezione dei meccanismi principali modalità per l'inserimento di differenti proteine ​​di membrana (recettori, canali ionici, trasportatori, ecc) per il PM.

Protocol

1. Preparazione Glia Cultura del mouse per Condizionamento Cultura neuronale T75 beute sono rivestiti con una soluzione di collagene (1:3 diluizione Purecol in DDH 2 O). Le beute sono in posizione verticale e lasciato asciugare per una notte in una cappa di coltura tissutale. Dissezione buffer (aCSF: 119 mM NaCl, 5 mM KCl, 1 mM MgCl 2, 30 mM glucosio, 25 mM HEPES, pH 7,4, senza calcio) e supporti glia (DMEM supplementato con 10% FBS, 10 unità / ml di penicillina, 10 ug / ml di…

Discussion

Per ragioni sconosciute, i neuroni di topo sono sempre più difficili da coltivare di neuroni di ratto. Nella nostra esperienza, una coltura mista di neuroni e glia funziona bene per primari neuroni di topo in coltura. Tuttavia, una tale coltura mista non è adatto per esperimenti di imaging TIRF, come in questo tipo di neuroni cultura ei processi tendono a crescere sopra cellule gliali, situando il somata neuronale e processi dendritici fuori dalla portata della microscopia TIRF. Pertanto, una densità minore colture n…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Questo lavoro è sostenuto da fondi di avvio di The Jackson Laboratory.

Materials

Name of Reagent Company Catalogue Number Comments
purified bovine collagen solution (Purecol) Advanced Biomatrix 5005-B
Hank’s Balanced Salt Solution (HBSS) GIBCO 14185-045
penicillin-streptomycin (Pen Strep) GIBCO 15140-122
sodium pyruvate GIBCO 11360-070
DMEM High Glucose GIBCO 10313-021
fetal bovine serum (FBS)
GlutaMAX GIBCO 35050-061
papain Worthington Biochemical Corp. LS003126
Deoxyribonuclease I from bovine pancreas (DNase I) SIGMA DN25-10MG
Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline (DPBS) GIBCO 14190-144
0.05% trypsin GIBCO 25300-054
poly-l-lysine hydrobromide SIGMA P2636-1G
boric acid Fisher-Scientific BP 168-500
Neurobasal Medium GIBCO 21103-049
B-27 Serum-Free Supplement GIBCO 17504-044
heat inactive horse serum GIBCO 26050-070
Lipofectamine 2000 Invitrogen 11668 019
HEPES Fisher-Scientific BP310-500
Culture Insert Millipore PICM03050

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Citer Cet Article
Li, Y., Roy, B. D., Wang, W., Zhang, L., Sampson, S. B., Lin, D. Imaging pHluorin-tagged Receptor Insertion to the Plasma Membrane in Primary Cultured Mouse Neurons. J. Vis. Exp. (69), e4450, doi:10.3791/4450 (2012).

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