Summary

在Wholemount大鼠视网膜免疫组化和钙成像方法

Published: October 13, 2014
doi:

Summary

免疫组化协议,用于研究在视网膜特定蛋白质的定位。钙成像技术被用来研究视网膜神经节细胞及其轴突钙的动态。

Abstract

在本文中,我们描述了工具,试剂,并且需要的实际步骤:1)成功制备wholemount视网膜的免疫组化和,2)钙成像的电压门控性钙通道(VGCC)在视网膜介导的钙信号研究神经节细胞。钙成像方法,我们描述关于位移的无长突细胞在神经节细胞层的非特异性加载规避问题。

Introduction

视网膜神经节细胞(RGC的)表达L,N,P / Q-和T-型VGCC通过整个细胞的这些成分的药理学阻断测定Ca通道电流1,2。 VGCC是涉及递质释放,基因转录,细胞调节和突触可塑性3,4,5该跨膜多聚体蛋白。官能VGCCs是由至少三种不同类的亚基组成:大,跨膜α1孔形成在建立通道的生物物理和药理性质,主要是细胞外的辅助α2δ亚基和胞内β亚基的亚基。后两种形式的异配合不同的α 单位和改变门控动力学的渠道质膜6和贩运。

在最近的几十年中,许多技术已被用于研究蛋白质expre裂变,如免疫组织化学,酶联免疫吸附测定法,western分析和流式细胞术。这些技术需要使用特定的抗体对于感兴趣的给定的蛋白质的检测,并提供本地化和特异性蛋白质的分布在不同组织中的有力工具。用于检测和定量特定蛋白质的mRNA表达水平的技术,例如Northern印迹分析,RT-PCR,实时定量RT-PCR, 原位杂交,cDNA芯片和核糖核酸酶保护测定法提供了另一种方法,当抗体是不容易特定的蛋白质可用,或者表达水平低7。然而,一个限制,以使用这样的分子生物学技术是基因序列的所需鉴定。

在视网膜本地化蛋白,免疫组织化学可wholemount视网膜进行。由于视网膜神经节细胞的可及性,wholemount准备提供给特定蛋白质的本土化研究,以研资局胞体和轴突一个很好的平台。

除了其定位,VGCCs在视网膜神经节细胞的一些功能特性可以通过使用钙成像技术来证明。我们描述了钙成像协议选择性标记视网膜神经节细胞与钙指示剂染料测量细胞内钙离子动态。不同VGCCs来在不同的细胞区室中的钙信号的贡献可以分离与使用亚型特异性钙通道阻滞剂。

也许这里描述的钙成像技术的最有利的方面之一是,从多个视网膜神经节细胞和其轴突同时和独立地记录的能力。虽然许多生理技术,如全细胞膜片钳记录,提供膜电流的高时间分辨率的录音,躯体或采取这些轴突源记录ê电流不能歧视和录音只能从每次的单个神经元的进行。多电极阵列(MEAs)中能够从许多细胞同时记录的尖峰,但既不能检测或识别的激活,例如,不同的钙离子通道的亚型。 MEAS从细胞位于接近该给定的电极8和记录从细胞中产生大的尖峰9优先记录。光学成像方法提供了一种替代的策略,使细胞的整个种群可与从单细胞微电极和膜片钳记录和MEA记录中获得的信息结合起来的同时和独立记录。虽然这里所描述的钙成像技术被用于研究视网膜神经节细胞的钙动力学,膜片钳和多边环境也可使用在平行于进一步阐明离子电流和视网膜神经节细胞的动作电位发放。

<pCLASS =“jove_content”>由于流离失所无长突细胞组成的神经元群在小鼠视网膜10的神经节细胞层的约60%,我们的目标是利用装载技术,选择性地标记与视网膜神经节细胞的合成钙指示剂染料wholemount准备。虽然合成钙指示剂染料为细胞内钙离子动力学研究一个很好的平台,它的广泛使用已经阻碍无法给定的网络中有效地加载神经元的特定人群。如批量加载11和电穿孔8,12许多技术已被执行的加载单元的整个人群中,然而,这种技术不特定的细胞类型之间进行区分。遗传编码的钙指标提供以选择性标记的细胞的特定群体的能力,但是,这样的方法要求的转基因动物13的产生。我们的技术描述了其实​​现方法具d,来选择经由视神经断端注射钙指示剂染料的wholemount准备标记视网膜神经节细胞。

综上所述,本文中介绍的结构和生理技术提供研究视网膜神经节细胞和其轴突的定位和VGCCs的钙信号的作用的平台。

Protocol

所有实验均进行了按照由人类善待实验动物和加州大学洛杉矶分校(UCLA)的动物研究委员会,美国公共卫生服务政策颁布实验动物福利的准则。雄性和雌性的成年Sprague-Dawley大鼠的3-5周龄之间(查尔斯河实验室,威尔明顿,马萨诸塞州)被使用。 1,动物和组织准备Wholemount视网膜和免疫组化协议准备以下的材料和工具:解剖显微镜,镊子2用很细的技巧,剪刀,纤维素…

Representative Results

用特异性抗体免疫标记,为研究在视网膜和钙成像技术感兴趣的特定蛋白质的定位平台允许的VGCCs在视网膜神经节细胞和它们的轴突的钙动力学的贡献的研究。 通过用抗体对神经节细胞蛋白RBPMS(RNA具有多个剪接结合蛋白),该选择性标记的RGC 19,我们能够显示,荧光4标记限定为神经节细胞( 图1)。残端注射不会导致所有的神经节细胞的如可预期的,从…

Discussion

在这篇文章中,我们描述了两种不同的方法:1)免疫组化染色显示荧光4定位于神经节细胞的视网膜wholemounts,和2)钙成像分析钙动力学的视网膜神经节细胞及其轴突。

使用wholemounts免疫组已被用于揭示蛋白质的定位在啮齿动物视网膜20-23。不过,也有一些限制。染色的质量在很大程度上依赖于该抗体的识别其相应的抗原和其穿透视网膜组织对感兴趣的特定层的能力的…

Divulgazioni

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

我们感谢博士学Stella和海伦VUONG向钙成像协议的贡献。我们感谢K.医生表拍戏面试场景。我们感谢阿琳平野博士,她对稿件的意见。该研发项目是由作者在医学大卫格芬医学院在加州大学洛杉矶分校进行的,是可能由被授予和管理由美国陆军医学研究与装备司令部(USAMRMC)的合同协议,远程医疗与先进技术研究中心(TATRC),在德特里克堡,下合同编号MD:W81XWH-10-2-0077。支持这些研究也来自美国国立卫生研究院EY04067和VA价值评议(NB)。 NCB是弗吉尼亚州职业研究科学家。

Materials

Straight scissors WPI 14124-G dissecting tools
Straight Forceps WPI 501985 dissecting tools
curved iris scissors WPI 504487 dissecting tools
Cellulose filter paper Millipore HABP04700
Hibernate A Invitrogen A12475-01 Media
Vectashield Vector H-1000  Mounting Media for Fluorescence
Fluo-4 pentapotassium Invitrogen F-14200
Isoflurane Abbott Laboratories 05260-05 anesthesia
Microscope slide Fisher Scientific 22-178-277
Zeiss LSM 5 Pascal microscope Zeiss
Axioplan 40x (NA 0.8) objective lens Zeiss
Alexa Fluor 488 Goat Anti-Rabbit IgG (H+L) Antibody Molecular Probes A-11034 Secondary antibody
RBPMS ProSci, Poway, CA A rabbit polyclonal antibody was generated against the N-terminus of the RBPMS polypeptide (RBPMS4-24), GGKAEKENTPSEANLQEEEVR, by a commercial vendor (ProSci, Poway, CA).

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Citazione di questo articolo
Sargoy, A., Barnes, S., Brecha, N. C., Pérez De Sevilla Müller, L. Immunohistochemical and Calcium Imaging Methods in Wholemount Rat Retina. J. Vis. Exp. (92), e51396, doi:10.3791/51396 (2014).

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