Изображений нейронов Ответы на фрагмент Препараты вомероназального орган выражения генетически закодированные Кальций датчика
Summary
Вомероназального орган (ВНО) обнаруживает внутривидовой химические сигналы, которые передают социального и репродуктивного информации. Мы провели Ca2 + изображений экспериментов с использованием трансгенных мышей, экспрессирующих G-CaMP2 в ткани ВНО. Такой подход позволяет нам анализировать сложные узоры реакция вомероназального нейроны большим количеством феромона раздражители.
Abstract
Орган вомероназального (ВНО) обнаруживает хемосенсорных сигналы, которые несут информацию о социальной, сексуальной и репродуктивного статуса лиц в пределах одного вида 1,2. Эти внутривидовых сигналов, феромоны, а также сигналы от некоторых хищников 3, активировать вомероназального сенсорных нейронов (VSNs) с высоким уровнем специфичности и чувствительности 4. По меньшей мере три различных семейства G-белком рецепторы, V1R, V2R и FPR 5-14, выражаются в нейронах ВНО посредничать обнаружения хемосенсорных сигналы. Чтобы понять, как феромон информация кодируется ВНО, очень важно проанализировать ответ профилей отдельных VSNs на различные раздражители и идентифицировать специфические рецепторы, которые опосредуют эти ответы.
Neuroepithelia о ВНО в нем заключаются в пару костей уотег. Полу-слепой трубчатые структуры ВНО имеет один открытый конец (вомероназального протока) подключение кполости носа. VSNs расширить свои дендриты в просвете части ВНО, где феромона сигналы находятся в контакте с рецепторами, высказанные на дендритных ручки. Клеточных тел VSNs форме псевдо-стратифицированных слоев с V1R и V2R выражается в апикальных и базальных слоев соответственно 6-8. Несколько методов были использованы для контроля ответов VSNs на сенсорные стимулы 4,12,15-19. Среди этих методов, острый срез подготовка имеет ряд преимуществ. Во-первых, по сравнению с диссоциированных VSNs 3,17, ломтик подготовку поддерживать нейроны в их родном морфологии и дендриты клетки остаются относительно нетронутыми. Во-вторых, клеточных тел VSNs были легко доступны в корональной кусочек ВНО, чтобы электрофизиологии исследований и экспериментов изображения по сравнению с целого эпителия и весь монтаж подготовки 12,20. В-третьих, этот метод может быть объединена с молекулярных методов клонирования, чтобы рецептор идентификации.
Сенсорная стимуляция вызывает сильную Са 2 + приток в VSNs, что свидетельствует об активации рецептора 4,21. Таким образом, разработка трансгенных мышей, которые выражают G-CaMP2 в обонятельной сенсорных нейронов, в том числе VSNs 15,22. Чувствительность и генетической природы зонда значительно облегчит Са 2 + изображений экспериментов. Этот метод устранил красителя процесса загрузки, используемых в предыдущих исследованиях 4,21. Мы также используют системы лиганд доставки, которая дает возможность применения различных стимулов к ВНО ломтиками. Сочетание двух методов позволяет следить за несколькими одновременно нейронов в ответ на большое количество раздражителей. Наконец, мы установили полуавтоматические анализа трубопровода, чтобы помочь обработки изображений.
Protocol
Discussion
Большинство вомероназального рецепторов (VRS) остаются сиротами рецепторов с момента их открытия Дюлаком и Аксель 5. Феромона лигандами для этих хемосенсорных рецепторы и их роль в посредничестве животного поведения, не до конца понятны. До сих пор только одна пара лиганд / рецепто…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Мы благодарим Андреа Моран вместе с членами Лаборатории животных службе фонда (LASF) на Stowers института за отличную поддержку животноводства и технических услуг. Эта работа проводится при поддержке финансирования из Stowers институт и Национальный институт здоровья (NIDCD 008003), чтобы плакать. Содержание несут их авторы и не обязательно отражает официальную точку зрения Национального института глухоты и других расстройств связи или Национального института здоровья. США патент на tetO-G-CaMP2 мышей для Stowers института, плакать и LM.
References
- Birch, M. C. . Pheromones. , (1974).
- Wyatt, T. D. Pheromones and animal behaviour : communication by smell and taste. , (2003).
- Papes, F., Logan, D. W., Stowers, L. The vomeronasal organ mediates interspecies defensive behaviors through detection of protein pheromone homologs. Cell. 141, 692-703 (2010).
- Leinders-Zufall, T. Ultrasensitive pheromone detection by mammalian vomeronasal neurons. Nature. 405, 792-796 (2000).
- Dulac, C., Axel, R. A novel family of genes encoding putative pheromone receptors in mammals. Cell. 83, 195-206 (1995).
- Herrada, G., Dulac, C. A novel family of putative pheromone receptors in mammals with a topographically organized and sexually dimorphic distribution. Cell. 90, 763-773 (1997).
- Matsunami, H., Buck, L. B. A multigene family encoding a diverse array of putative pheromone receptors in mammals. Cell. 90, 775-784 (1997).
- Ryba, N. J., Tirindelli, R. A new multigene family of putative pheromone receptors. Neuron. 19, 371-379 (1997).
- Pantages, E., Dulac, C. A novel family of candidate pheromone receptors in mammals. Neuron. 28, 835-845 (2000).
- Zhang, X., Rodriguez, I., Mombaerts, P., Firestein, S. Odorant and vomeronasal receptor genes in two mouse genome assemblies. Genomics. 83, 802-811 (2004).
- Liberles, S. D. Formyl peptide receptors are candidate chemosensory receptors in the vomeronasal organ. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 9842-9847 (2009).
- Riviere, S., Challet, L., Fluegge, D., Spehr, M., Rodriguez, I. Formyl peptide receptor-like proteins are a novel family of vomeronasal chemosensors. Nature. 459, 574-577 (2009).
- Yang, H., Shi, P., Zhang, Y. P., Zhang, J. Composition and evolution of the V2r vomeronasal receptor gene repertoire in mice and rats. Genomics. 86, 306-315 (2005).
- Rodriguez, I., Punta, D. e. l., Rothman, K., Ishii, A., T, ., Mombaerts, P. Multiple new and isolated families within the mouse superfamily of V1r vomeronasal receptors. Nat. Neurosci. 5, 134-140 (2002).
- He, J., Ma, L., Kim, S., Nakai, J., Yu, C. R. Encoding gender and individual information in the mouse vomeronasal organ. Science. 320, 535-538 (2008).
- Holy, T. E., Dulac, C., Meister, M. Responses of vomeronasal neurons to natural stimuli. Science. 289, 1569-1572 (2000).
- Chamero, P. Identification of protein pheromones that promote aggressive behaviour. Nature. 450, 899-902 (2007).
- Leinders-Zufall, T., Ishii, T., Mombaerts, P., Zufall, F., Boehm, T. Structural requirements for the activation of vomeronasal sensory neurons by MHC peptides. Nat. Neurosci. 12, 1551-1558 (2009).
- Kimoto, H., Haga, S., Sato, K., Touhara, K. Sex-specific peptides from exocrine glands stimulate mouse vomeronasal sensory neurons. Nature. 437, 898-901 (2005).
- Holekamp, T. F., Turaga, D., Holy, T. E. Fast three-dimensional fluorescence imaging of activity in neural populations by objective-coupled planar illumination microscopy. Neuron. 57, 661-672 (2008).
- Leinders-Zufall, T. MHC class I peptides as chemosensory signals in the vomeronasal organ. Science. 306, 1033-1037 (2004).
- He, J. Distinct signals conveyed by pheromone concentrations to the mouse vomeronasal organ. J. Neurosci. 30, 7473-7483 (2010).
- Haga, S. The male mouse pheromone ESP1 enhances female sexual receptive behaviour through a specific vomeronasal receptor. Nature. 466, 118-122 (2010).
- Boschat, C. Pheromone detection mediated by a V1r vomeronasal receptor. Nat. Neurosci. 5, 1261-1262 (2002).
- Hendel, T. Fluorescence changes of genetic calcium indicators and OGB-1 correlated with neural activity and calcium in vivo and in. 28, 7399-7411 (2008).
- Pologruto, T. A., Yasuda, R., Svoboda, K. Monitoring neural activity and [Ca2+] with genetically encoded Ca2+ indicators. J. Neurosci. 24, 9572-9579 (2004).
- Jayaraman, V., Laurent, G. Evaluating a genetically encoded optical sensor of neural activity using electrophysiology in intact adult fruit flies. Front Neural Circuits. 1 (3), (2007).
- Tian, L. Imaging neural activity in worms, flies and mice with improved GCaMP calcium indicators. Nat. Methods. 6, 875-881 (2009).
