Summary

準備やアフリカツメガエルの視蓋ニューロンの全体セル パッチ ・ クランプ記録のためのプロトコル

Published: March 15, 2018
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Summary

アフリカツメガエル幼生の発達回路を勉強するセル全体パッチ ・ クランプ記録の 3 脳剤について述べる。それぞれの準備を独自の特定の利点は、神経回路機能を研究するモデルとしてアフリカツメガエルのオタマジャクシの実験的少ないに貢献します。

Abstract

アフリカツメガエル幼生発達回路、形成するシナプスの視蓋ニューロンに直接眼での網膜神経節細胞 (Rgc) の構成がどのように神経回路を研究する人気モデル自己組み立てます。全体を遂行する能力パッチ クランプ録音どちらか体内の RGC 誘発の応答を記録しての視蓋ニューロンからの細胞または通常の基になるメカニズムについて高解像度データの大きいボディを生成している全脳製剤を用いた、・異常、回路形成、機能。ここで体内の準備、元全脳の準備を実行する方法について説明より最近の視蓋ニューロンからセル全体パッチ クランプ録音を求める水平脳スライス標本を開発しました。それぞれの準備には、ユニークな実験的利点があります。生体内で準備できますの視蓋ニューロンの目に投影される視覚刺激への直接反応の記録です。脳全体の準備は、高度に制御された方法でアクティブにする RGC 軸索と水平脳スライス標本蓋のすべてのレイヤーにわたってからの録音が可能します。

Introduction

発達回路は、両生類の視覚系の主要なコンポーネントです。それは、どのプロジェクトの視蓋ニューロンにシナプスとシナプス結合を形成するための軸索の目、Rgc ので構成されます。アフリカツメガエル幼生発達回路は、神経回路形成と機能を研究する人気発達モデルです。強力な実験的モデル1,2,3レンダリングこの幼生の発達回路の多くの属性があります。1 つの主要な属性と、この資料の焦点はからの視蓋ニューロンの生体内や脳全体準備を使用してセル全体パッチ クランプ録音を遂行する能力。電圧と電流クランプの記録モードをサポートしているアンプが備わっています電気生理学リグ、セル全体パッチ クランプ録音が高解像度で特徴付けられるニューロンの電気生理学できます。その結果、発達回路形成の主要な段階間の視蓋ニューロンからセル全体パッチ クランプ録音が開発の詳細かつ包括的理解と本質的な45の可塑性を提供しています。,6,7とシナプス8,9,10,11プロパティ。セル全体パッチ クランプ蓋ニューロン録音を組み合わせ、遺伝子またはこれらのニューロンの12、および確立された視覚的回避テスト13を介して視覚的なガイド付き動作を評価する方法への関心の morpholinos を表現する能力を促進する、分子、回路機能と行動間のリンクの id。

セル全体パッチ クランプ録音から得られるデータは不可能遺伝的カルシウム インジケーター、GCaMP6 など新しいイメージング手法を用いた高解像度型カルシウム指示薬を使用することが許可されていますイメージングが重要です。カルシウムのニューロンの大規模な集団全体のダイナミクス、同時には直接またはある明白な方法は、いつつ、デルタの蛍光を測定することにより特定の電気パラメーターを取得でき、電圧に逃げ道はないクランプ測定するニューロン電流-電圧特性。明らかにこれらの 2 つの異なるアプローチ、電気生理学的記録、カルシウム イメージング、非重複の強みを持っている、異なる種類のデータを生成します。したがって、最善の方法は、対処されて特定の実験の質問に依存します。

ここでは、脳全体準備、生体内で製剤を用いたオタマジャクシの視蓋ニューロンからセル全体パッチ クランプ録音を獲得する手法について述べるし、新しい変更14 研究室で開発された脳全体準備.代表結果] セクションで、各準備と得ることができるデータの種類の実験の利点を示します。制限と異なる準備として、トラブルシューティングのためのヒントの強みは、ディスカッション セクションに含まれます。

Protocol

ここで説明するすべての方法は、制度的動物ケアおよび使用委員会 (IACUC) ワイオミング大学のによって承認されています。電気生理学的記録を含めたすべての処理は、部屋の温度、およそ 23 ° c. で実施されてここで説明したすべてのメソッドは、発達段階 42 と 49 (Neiuwkoop、フェイバーの15によると上演) 間オタマジャクシからの視蓋ニューロンを記録するために最適化され?…

Representative Results

光誘発電位を記録するには、光のフィールド全体のフラッシュは、個々 の視蓋ニューロン (図 4A) から結果の応答を記録しながら網膜上に投影されます。この特定のプロトコルは両方 (「オン」の応答) をオン、オフに 15 光にニューロンの応答を測定するように設計「オフ応答」を測定するために後で s視蓋ニューロンは通常応答の?…

Discussion

この作品に記載されているすべてのメソッドは、発達段階 42 と 49 (Neiuwkoop、フェイバーの15によると上演) 間オタマジャクシからの視蓋ニューロンの記録に最適です。ステージ 42、オタマジャクシが十分に大きく、十分に発達した昆虫ピンは生体内での録音のため、全脳解剖を遂行するための脳の両側に置くことができるようにします。以前の段階、オタマジャクシが…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

NIH グラント SBC COBRE 1P20GM121310-01 によってサポートされています。

Materials

Stemi Stereo 508 Zeiss 495009-0006-000  Dissecting microscope
MS-222 "Tricane" Finquel ARF5G Amphibian general anesthetic
Sodium Chloride (NaCl) Fisher Scientific S271-3 Used to prepare Stienberg's solution and external solution
Potassium Chloride (KCl) Fisher Scientific P217-500 Used to prepare Stienberg's solution and external solution
HEPES Sigma-Aldrich H3375-1KG Used to prepare Stienberg's solution and external solution
Calcium nitrate tetrahyrate (Ca(NO3)•4H2O) Sigma-Aldrich 237124-500G Used to prepare Stienberg's solution  
Magnesium Sulfate (MgSO4) Mallinckrodt Chemicals 6066-04 Used to prepare Steinberg's solution
Calcium Chloride (CaCl2) Sigma-Aldrich C5080-500G Used to prepare external recording solution
Magnesium Chloride (MgCl2) J.T. Baker 2444-01 Used to prepare external recording solution
D-glucose Anhydrous Mallinckrodt Chemicals 6066-04 Used to prepare external recording solution
Tubocurarine hydrochloride pentahydrate Sigma T2379 Nicotinic acetylcholine receptor antagonist
Insect Pins Fine Science Tools 26002-10 0.1mm diameter stainless steel pins
Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit Dow Corning 761028 Preweighed monomer and curing agent kit
Sterile Polystyrene Petri Dish – 60x15mm Fisher Scientific AS4052 Small petri dishes
PrecisionGlide Needle 25Gx5/8 (.0.5mm X 16mm) BD 305122 Syringe needles
1mL Slip Tip Tuberculin Syringe  BD 309659 Disposable, sterile syringes
Borosilicate pipette glass Sutter Instrument BF150-86-10HP Pulled to desired specifications using pipette pulling machine
Flaming/Brown Micropipette Puller Sutter Instruments P-97 Fabricates micropipettes for electrophysiology recording
Kimwipes Kimtech wipes Kimberly-Clark 34120 Delicate task lint-free wipers
Axon Instruments MultiClamp 700B Headstage CV-7B Molecular Devices 1-CV-7B Current clamp and voltage clamp headstage
MP-285 Motorized Manipulator with Tabletop Controller Sutter Instrument MP-285/T Control for headstage on electrophysiology rig
Fiber-Coupled LED (Green) Thorlabs M530F2 Fiber optic cable paired with green LED
Cluster Bipolar Electrode (25µm diameter) FHC 30207 Bipolar stimulating electrode
ISO-Flex Stimulator A.M.P.I. (Israel)  Contact manufacturer Flexible stimulus isolator
Axon Instruments 700B Multipatch Amplifier Molecular Devices 2500-0157 Amplifier for voltage- and current-clamp recording 
Digidata 1322A digitizer Molecular Devices 2500-135 Data acquisition system for electrophysiology recording
Axio Examiner.A1 Zeiss 491404-0001-000  Microscope for electrophysiology
Micro-g Lab Table TMC 63-533 Air table for electrophysiology microscope
Inspiron 620 Personal Desktop Computer with Windows 7 64-bit Dell D06D001 Computer running electrophysiology software
c2400 CCD camera Hamamatsu 70826-5 Charge-coupled device camera for electrophysiology imaging
7 O'Clock Super Platinum Stainless Razorblades Gillette CMM01049 Platinum-coated stainless razor blades
Transfer Pipets Fisher Scientific 13-711-7M Disposable Polyethylene transfer pipets

References

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Cite This Article
Liu, Z., Donnelly, K. B., Pratt, K. G. Preparations and Protocols for Whole Cell Patch Clamp Recording of Xenopus laevis Tectal Neurons. J. Vis. Exp. (133), e57465, doi:10.3791/57465 (2018).

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