谷氨酸和GABA快速微离子导入：一个有用​​的工具，调查突触整合

在中枢神经系统的神经元突触输入接收各种薄与支树枝状突起。在那里，大多数兴奋性树突状输入介导的谷氨酸突触。这些突触可以在空间上分布的方式被激活，导致突触后的线性整合的兴奋性突触后电位（EPSPs）。如果同时被激活突触上的枝晶的空间接近，这些兴奋性输入可以集成超线性生成树突状尖峰^2-5。

此外，一体化的兴奋性输入依赖于树突树的位置上的输入。信号到达远端一簇地区的更减毒比近端投入由于电缆滤波^6。在海马，根尖一簇树突遥远的投入产生比那些近端dendri的由不同的大脑区域TES ^7。因此，一个令人兴奋的问题是，如何突触输入处理不同的树突状车厢和，如果树突状整合调节神经元放电以不同的方式输入这些分层的影响。

不仅功能特性，枝晶的形态特征，输入的位置和聚类影响树突集成的兴奋性输入，也从GABA能终端的附加 ​​的抑制性输入关键谷氨酸突触^8,9疗效判定。突触融合这些不同的方面可以理想地使用神经递质微离子导入树突域空间定义的应用程序不同的神经递质，它允许研究。我们在这里展示如何成功地建立微离子导入谷氨酸和GABA信号在神经元整合调查。

对于这种应用，细尖用于高电阻移液管填充用浓神经递质的解决方案。在这些移液管的位置接近的细胞，其中的神经递质受体位于外膜。树突分支的一个很好的可视化是必需的。使用荧光染料，通过补丁吸管介绍，这是最好的实现。然后，在很短的（<1毫秒）的电流脉冲（在范围为10 – 100 nA的）用于喷射带电的神经递质分子。这些短脉冲和有效电容补偿，突触后电位或电流可诱发高时空精度，表示兴奋性输入的位置是精确已知的。谷氨酸微离子电渗疗法可以激活突触在一个确定的半径，即小于6微米，如下所示（ 图1 ^9），但它也未能达到单决议突触^10-12。

海涅，M.， 等 </e米>显示的空间分辨率的快速微离子电渗疗法，甚至可以进行调整，以发现尺寸小于0.5微米，是小于与两光子的uncaging的谷氨酸¹³定期取得的光斑尺寸。快速微离子导入，能够容易地使用两个或两个以上的离子电渗移液管，并将其放置在树突树的不同，甚至是遥远的斑点。以这种方式，整合的兴奋性的事件，包括从不同的路径，可以进行调查。另外，也可以在同一时间使用谷氨酸和γ-氨基丁酸的填充离子电渗移液管。以这种方式，在不同的位置，相对于兴奋性输入（的路径中，路径抑制）GABA能抑制效果进行研究。此外，针对特定的神经元域的interneurons抑制的影响，如远端树突，胞体或轴突^14，可以使用GABA离子导入。在培养的神经元，快速微离子导入提供了机会，英伟stigate单突触分布的基本方面更详细^10,11在神经元突触的沟通。

在这篇文章中，我们详细展示了如何建立使用谷氨酸和GABA离子导入的急性脑切片，允许调查突触融合的兴奋性和抑制性输入的位置输入，输入的优势，以及定时，单独或相互作用的依赖。我们将指出这种技术的优点和局限性以及如何成功地进行故障排除。