Bu makale, tek tek hücrelerin sağlam fare retinada floresan etiketli nöron popülasyonları kayıt gösteriyor. Iki foton kızılötesi uyarma kullanarak transgenetically etiketli hücreleri ışık tepkileri, açık alan özellikleri, ve morfoloji çalışması için patch-klemp kayıt için hedef alındı.
Fizyolojik özellikleri ve sağlam doku belirli nöronların sinaptik bağlantıların incelenmesi göze çarpan morfolojik özellikleri olmayan ya da düşük bir nüfus yoğunluğu bu hücreler için bir meydan okuma. Bu durum özellikle, retina amacrine hücreleri, memeliler 1 kabaca 30 alt tipi oluşturan internöronlar son derece çok şekilli bir sınıf için geçerlidir . Görsel işleme retina çıkış 2 şekillenmesinde çok önemli bir parçası olmanın rağmen bu hücrelerin bir kayıt elektrodu ile karşılaşan nadir bir olay olduğundan, bu alt tiplerinin çoğu artık işlevsel bir bağlamda çalışılmıştır değil.
Son zamanlarda, bir çok transgenik fare hatları kullanılabilir ifade floresan membran reseptörlerine ya da belirli bir doku 3,4 nöronların sadece bir alt kümesini özel enzimler için yararlanıcı grupların kontrolü altında yeşil floresan proteini (GFP) gibi belirteçler . Bu ön-işaretli hücrelerin bu nedenle accessible in situ fizyolojik özelliklerinin sistematik çalışma izin mikroskobik kontrolü altında hedef yönettiği mikroelektrot. Ancak, floresan belirteçlerin uyarma canlı doku için fototoksisite riski eşlik eder. Retina, bu yaklaşımın ek olarak uyarma ışık fotoreseptörlerin uygun stimülasyon neden olduğu, böylece photopigment inflicting ağartma ve ışık adapte retina devreler transfer sorunu bir engel teşkil etmektedir. Bu sakıncaları femtosecond aralığı kısa darbeler bir mod-kilitli lazer tarafından teslim kızılötesi uyarma kullanarak üstesinden. İki foton uyarma fluorofor uyarma için yeterli enerjiyi sağlar ve aynı zamanda küçük bir doku hacmi fotohasar 5 tehlikeleri en aza indirmek için uyarma kısıtlar. Ayrıca, kızılötesi ışık (850 nm) sadece kötü photopigments 6 tarafından emilir beri görsel uyaranlara duyarlı retina bırakır.
<p clasBu makalede, s = "jove_content"> in situ kayıtlarında elektrofizyolojik ulaşmak için bir transgenik fare retinanın kullanımını göstermek GFP ifade görsel iki foton uyarma tarafından hedef hücreleri . Retina hazırlanan ve karanlıkta tutulan ve mikroskop (Şekil 1) kondenser yoluyla tahmin edilmektedir optik uyaranlara maruz olabilir. Boya dolgu morfolojisini ortaya çıkarmak için, hedef hücre farklı deneysel düzeylerde ele böylece, komşu hücreler için kaplin boşluğu kavşağı-aracılı boya kontrol etmek için ışık yanıtları Patch-klemp kayıt ile kombine edilebilir.Bu yöntem, retinanın adaptasyonel durumu etkileyen görsel rehberliği altında sağlam retina belirli nöronların elektriksel özellikleri çalışma imkanı sunuyor. Özellikle şu anda hücreleri oldukça kötü amacrine hücrelerinin çoğu popülasyonları gibi düşük nüfus yoğunluğu nedeniyle eğitim karakterizasyonu için uygundur. İki foton uyarma, 17 doku derin kısımlarında, hassas hedefleme için önkoşul ve başarılı hücrelerin özellikle hücre gövdeleri, yüksek yoğunluklu INL yama-sıkma. Bile yüksek çözünürlüklü ve yüksek kontrastlı görüntü izin
Izole fare retina deneysel koşullar altında 3-4 saat için geçerli. Ikinci retina sürekli carbogen gazlama altında tamamen karanlıkta saklanan ise, ağartılmamış photopigment mor rengini korur ve ilk retina ile deneyler bitirdikten sonra kullanılabilir. Başlangıçta, hedeflemeKaranlıkta çalışmak, özellikle de retina wholemount mikropipet ile seçili hücre biraz zorlu ve bazı pratik gerektirir. Aynı zamanda hücre ve mikropipet iki foton uyarma altında görünür çünkü mikropipet bir floresan boya dahil olmak üzere, prosedürü kolaylaştırmak. Ancak, hücre içi bir çözüm için bileşenler ekleyerek gigaseal oluşumunu engelleyen veya kayıt kalitesini acı neden olabilir. Bir kez başarıyla, iyi bir kayıt yaklaşık 1 saat sürebilir
Oysa kendisi sadece kötü kızılötesi uyarma ışığı retina fotoreseptör tarafından emilir, heyecanlı, GFP ifade spektrumun görünür hücrelerin ışık yayarlar. Ancak, fluorophores sadece retinanın adaptasyonel durumu değiştirmek olası değildir küçük bir odak hacmi heyecan duyuyoruz. Daha fazla, uyarım sadece hedefleme için gereklidir ve ışık yanıtların kayıt sırasında kapatılabilir.
Usefulnbu yaklaşımın ess zaten belirli populasyonlar üzerindeki elektrofizyolojik kayıtlar sadece kaza 12 ile aksi mümkün olurdu hangi amacrine hücreleri 14,18 çalışmalar ile gösterilmiştir. Son olarak, bu güçlü teknik bir farmakolojik yaklaşım 14, Ca 2 + görüntüleme 19 dahil ederek ya da enjekte edilen hücrelerin immünositokimyasal çalışmaları veya elektron mikroskobu kullanarak daha uzatılabilir. Bu şekilde, belirli bir hücre tipi retina devresi fonksiyonel pozisyonda sökülmüş olabilir.
The authors have nothing to disclose.
Bu çalışma, Deutsche Forschungsgemeinschaft (KD ve RW WE849/16 1 / 2) tarafından desteklenmiştir. Biz ışık uyarımı yazılım QDS Thomas Euler (Töbingen Almanya) teşekkür ediyoruz.
Reagent/Equip-ment | Company | Catalogue number | コメント |
---|---|---|---|
Night-vision goggles | Gutzeit GmbH, Warthausen, Germany | Xtron F1 | includes a 800 nm light source |
Optical filter | Schott, Mainz, Germany | RG9 | longpass filter with cutoff at 690 nm |
Iris scissors | Fine Science Tools | 14061-09 | curved with 22 mm blade |
Spring scissors | Fine Science Tools | 15000-00 | straight with 3 mm blade |
Recording chamber | Luigs & Neumann GmbH, Ratingen, Germany | 200-100 500 0180 type A(TC) | Teflon chamber with bottom-mounted glass cover slip (approx. 0.15 mm; No. 200-100 500 0182) |
Flow heater | Multichannel Systems, Reutlingen, Germany | PH01, TC01 | heatable perfusion cannula with temperature sensor and temperature controller |
Laser scanning microscope | Leica Microsystems | DM LFS | controlled by Leica Confocal Software |
Air table | Newport | VH 3036W-OPT | |
Laser | Spectra-Physics | Tsunami Mode-locked Ti:sapphire laser | |
CCD camera | pco AG, Kelheim, Germany | PixelFly QE | including control software |
Micropipette glass capillaries | Hilgenberg, Malsfeld, Germany | 1408411 | |
Micropipette puller | Sutter Instrument | P-97 | |
Alexa Fluor 594 | Invitrogen | A-20004 | fluorescent dye |
Neurobiotin | Axxora | VC-SP-1120-M050 | non-fluorescent tracer |
Streptavidin-Cy3 | Dianova | 016-160-084 | |
Micromanipulator | Luigs & Neumann GmbH, Ratingen, Germany | 210-100 000 0010 | motorized Mini25 manipulator unit with display SM-5 |
Patch-clamp amplifier | npi electronic GmbH, Tamm, Germany | SEC-05LX npi | |
Digitizer | National Instruments | BNC-2090 | |
Data acquisition software WinWCP | John Dempster, University of Scotland, Glasgow, UK | http://spider.science.strath. ac.uk/sipbs/ software.htm | |
Visual stimulus generator QDS | Thomas Euler, University of Tübingen, Germany | has to be operated on a separate computer controlling 2 monitors (user interface, stimulus monitor) | |
Neutral density filters | ITOS, Mainz, Germany |