私たちは、水生虎サンショウウオ(から薄い網膜スライスの調製を記載<em> Ambystomaのtigrinum</em>)、我々は光受容体と二次の水平および双極細胞からデュアルホールセル電圧クランプ記録を取得することにより、網膜におけるシナプス処理を研究するために、これらのスライスを使用方法について説明します。
網膜の神経科学の中心的なタスクの1つは、網膜神経細胞の回路とどのようにそれらの接続が脳に送信された信号を整形するための責任がありますを理解することです。光子は、それが視神経を介して処理され、脳内の中央ターゲットに通信される他の網膜ニューロンにそれを送信し、電気信号に変換し、そのエネルギーを桿体と錐体光受容体によって網膜に検出される。網膜3,4の出力セル-網膜の回路と視覚処理に重要な初期の洞察は、網膜神経節細胞のスパイク活動の電気生理学的記録から、後で、カハール1,2の組織学的研究から来て。
網膜における視覚処理の詳細な理解は、感光体から網膜神経節細胞への経路の各ステップでシグナリングを理解する必要があります。しかし、多くの網膜細胞の種類はいがある電気生理学的記録のために相対的にアクセスできないので、組織の奥深くとiedを。この制限は、網膜の層の各々内に存在する細胞がはっきりと見えると電気生理学的記録のためにアクセスされた垂直スライスを操作することによって克服することができる。
ここでは、幼虫の虎サンショウウオ(Ambystomaのtigrinum)から網膜の垂直方向のセクションを作るための方法を記載する。この準備は、もともと鋭い微小電極5,6とのレコーディングのために開発されたが、同時に記録しながら、我々は光受容体の膜電位を操作する光受容体と二次水平および双極細胞からデュアルホールセル電圧クランプ記録するための方法を説明する記事を、水平または双極細胞におけるシナプス応答。虎サンショウウオの光受容体は、このTに着手する中で理想的な準備のこと、哺乳動物種のものよりもかなり大きくなっている彼の技術的に困難な実験的なアプローチ。よくトニック神経伝達物質の放出7の高レートを維持するために適していますロッドとコーン光受容体を含む神経細胞のほんの一握りで発見専門のシナプスの構造-これらの実験は、シナプスリボンのシグナリング特性をプロービングに向かって目で説明されてい、8 -とどのようにそれは、この最初の網膜シナプスのユニークなシグナリング特性に貢献しています。
網膜スライス標本は、視覚情報を処理する網膜によって使用される回路とメカニズムを分析するために非常に有用であることが分かっている。前とシナプス後ニューロンから同時に全細胞記録を入手する能力は、この努力で特に役立っています。異なる網膜層が露出しているので、ペアになって全細胞記録は、フラットマウント網膜の準備よりもスライスを達成することがはるかに簡単です。また、ために彼らの大網膜神経細胞の、サンショウウオは、網膜準備として長い歴史を持っているので、特によく特徴付けモデルシステムを提供します。
練習すれば、サンショウウオの網膜の健全なスライスは定期的に調製することができる。いくつかの重要なステップは、成功と失敗の違いを作ることができます。 1)それはきれいにティッシュとunderlyi両方のにガラス面とスライスに対して平らになるようにカミソリの刃が組織スライサーに搭載されていることを確認してくださいngのニトロセルロース膜。あなたはニトロセルロース膜を通してきれいにカットを加えた場合はカミソリの刃がスライドガラスの表面に当たるように、かすかなクリック音が聞こえます。 2)網膜は、ニトロセルロース膜に付着していることを確認します。そうしないと、網膜は手順の任意のステップの間に膜から離れて浮くことができます。 3)これは表面的な細胞の多くが損傷しますように、空気にカットスライスをさらさないでください。 4)スライスし、ニトロセルロース膜は網膜の層は解剖顕微鏡の下に明らかになるようにスライドガラスに対して平らに確認してください。 5)録音室のオーバーフローを回避するために、superfusate流入と流出率のバランスをとる。これは、急激な組織の動きを引き起こす可能性があり、ソリューションレベルの急激な変化を防ぐことができます。 6)お互いに近い細胞の健全なペアを選択します。スムーズな細胞質を有する細胞が粗く細胞質と細胞よりも健康的です。スライス内より深い細胞は無傷シナプス詐欺を保持する可能性が高くなりますtacts。 7)ピペットチップは、細胞への途中でダウンして壊れたり、他の組織やゴミをかすめていないことを確認してください。 8)は、それがデブリ又はことが困難品質ホールセル記録を得るようにすることができ、どちらも泡で詰まっていないことを確認するためにピペット抵抗をチェックする。
むしろニトロセルロースろ紙に網膜を取り付けるのではなく、いくつかの研究者は、寒天のブロックで網膜を埋め込み、網膜のスライスをカットするビブラトームを使用しています。我々はこのアプローチを試していないが、Kim ら11は 、両方のアプローチの利点を説明します。自分の経験では、寒天ベースのアプローチは、よく線引き網膜層がフラットスライスのより一貫した収量を提供しますが、フィルター紙ベースのアプローチでは、健康的な光受容体が得られます。
ロッドとコーンは、膜電位の変化に光を伝達する責任があります。一対の録音と、ロッドまたは錐体の膜電位はmanipulすることができ細胞の種類を同定するのに役立つが、必須ではないかもしれないが、直接かつその光レスポンスを生成する能力をated。したがって、我々は、多くの場合、白色光でスライスを準備します。図応答によって示されているようしかし、明るい照明の下準備た場合でも、サンショウウオ網膜神経細胞は、大きな光の応答を生成することができます。 3。これは、大外セグメント量の発色団の比較的大きな貯水池が一因ですが、またコーン12に対して11 -シス-レチナール再生成するミュラー細胞の能力を反映しているのかもしれない。完全に暗順応光の応答を取得するためには、赤外線照明の下でスライスを準備することができます。赤外光下での解剖のために、我々は解剖顕微鏡の接眼レンズにGenIIIイメージインテンシファイアを(Nitemate NAV3、リットン·インダストリーズ、テンペ、アリゾナ州)を添付し、赤外線LEDの懐中電灯で組織を照らす。スライシングおよび解剖顕微鏡下で実施されていない他の手順については、我々は、ヘッドマウントいまを用いるGEインテンシファイア。パッチピペットの配置のために、我々は直立、固定ステージ顕微鏡に取り付けられた赤外線感度CCDカメラ( 例えばワテック502H、ワテック社、ミドルタウン、ニューヨーク州)を使用してスライスを視覚化する。これらの注意事項では、1つは単一光子感度6、13を示すロッドレスポンスを得ることができます。
網膜のスライスで作業の1つの制限は、大規模なフィールド網膜ニューロンの長い細胞プロセスはスライシング手順の間にそれらの樹状突起の多くを失うかもしれないということです。網膜スライス標本は、したがってシナプス接点が細胞体に近いプロセスを伴うている細胞の生理機能を研究するための、より便利です。両生類や哺乳類の網膜は、同じ種類の細胞の多くを共有し、同じような生理学的メカニズムを14-16を使用しています。サンショウウオの網膜は、哺乳類網膜の多くの側面のための優れたモデルですが、一つの重要な違いは、哺乳動物の専用ロッド経路の存在であるように見えることINVOAIIアマクリン細胞の上に特殊なロッド双極細胞のlves接点14。サンショウウオの網膜の追加の制限は、この種のために特別に開発された遺伝的なツールの数が少ないです。他の種でターゲットのよく保存された領域がサラマンダーで正常に使用できることが、抗体およびshRNAの試薬、多くの小分子阻害剤とペプチド試薬ができますように。また、この技術にはいくつかの変更を加えて、網膜切片を、これらのツールの一部は、より容易に入手可能である他の種から調製することができる。
ペアの全細胞記録のためにその有用性を超えて、サンショウウオ網膜スライス標本は、他の様々なアプローチの影響を受けやすいです。上述したように、網膜切片を、様々な電圧クランププロトコル17との組み合わせで光反応を研究するために使用することができる。網膜神経細胞はまたのCa 2に敏感な蛍光色素でロードすることができます+、Cl –の、又はNa+パッチピペットを介して、またはバス·アプリケーション15,18-20によって導入されました。シナプスリボン21に結合する蛍光性ペプチドは、パッチピペットを介して導入されたときフルオレセインに結合した、急性及び選択的にリボン22を損傷する撮像リボン10又は、使用することができる。また、ロッドにおける個々のカルシウムチャンネルとコーンシナプス端子23の動きを監視するために量子ドットとの組み合わせにおける網膜のスライスを使用している。このように、縦の網膜スライスは、基本的なシナプスのメカニズムや視覚シグナル伝達経路の最初のシナプスで行われるユニークな処理機能を研究するための多目的な実験的な準備です。
The authors have nothing to disclose.
この作品は、失明や保健助成EY10542の国立研究所を防止する研究によって資金を供給された。
Name of the reagent/material | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
Tissue slicer | Stoelting | 51425 | |
Double edge razor blades | Ted Pella, Inc | 121-6 | |
Nitrocellulose membranes | Millipore | AAWP02500 | Type AAWP 0.8 mm pore |
Borosilicate glass pipettes | World Precision Instruments | TW120F-4 | 1.2mm OD 0.95 mm ID |
Ag/AgCl pellet | Warner | E206 | |
MicroFil | World Precision Instruments | MF34G-5 | 34 ga. Filling needle, 67 mm long |