Summary

Transgenik Balık Sağlam Beyin Tespit Edilen nöronlar Elektrik Aktivitesi Kayıt

Published: April 30, 2013
doi:

Summary

Bu video, karmaşık nöral devreleri koruyan bir bütün beyin hazırlık, belirlenen tek nöronlardan elektriksel aktivite kayıt nasıl gösterecektir. Biz gonadotropin salgılatıcı hormon (GnRH) nöronlar genetik sağlam beyin hazırlanmasında tanımlama için bir floresan protein ile etiketlenmiş edildiği transgenik balık kullanabilirsiniz.

Abstract

Karmaşık davranışlar düzenleyen nöral devrelerin hücre fizyolojisi anlayışı bu iş CNS sinir devresi bozulmadan kalır sağlam bir beyin hazırlanmasında yapılabilir hangi model sistemler kullanılarak büyük ölçüde geliştirilmiştir. Biz gonadotropin salgılatıcı hormon (GnRH) nöronlar genetik sağlam beyinde tanımlanması için yeşil flüoresan protein ile etiketlenmiş edildiği transgenik balık kullanabilirsiniz. Balık GnRH nöron birden fazla nüfusa sahip ve işlevleri onların beyindeki yeri ve 1 ifade ettiği GnRH gen bağlıdır. Biz transgenik Medaka balık bozulmamış beyin (Şekil 1B ve C) kullanarak koku ampuller ile ilişkili terminal sinirler (TN) bulunan GnRH3 nöronlar bizim gösteri odaklanmıştır. Çalışmalar Medaka TN-GnRH3 nöronlar merkezi sinir sistemi ile dış çevreden bir bilgi verici olarak hareket eden, nöromodülatör olduğunu göstermektedir; they gibi tanınmış hipotalamik GnRH1 nöronlar 2, 3 yapmak. TN-GnRH3 nöronların spontan aksiyon potansiyeli ateşleme tonik desen içsel bir özellik 4-6, frekans, hipofiz-gonadal fonksiyonları düzenleyen doğrudan bir rol oynamaz hangi conspecifics 2 ve nöropeptid kisspeptin 1 5 ila görsel ipuçları ile modüle edilir. Bu video, TN-GnRH3 nöronların nasıl nöronlar belirlemek ve tüm beyin kendi elektriksel aktivite izlemek için size göstermek için gelişmiş yeşil flüoresan protein 7 bağlantılı Gnrh3 promotor bölgesinde içeren bir transgen ifade edildiği transgenik Medaka istikrarlı bir satırını kullanın Hazırlık 6.

Protocol

1. Yetişkin Medaka gelen Brain diseksiyonu Daldırma tarafından (Şekil 1A) kadın ya da erkek yetişkin anestezisi 5 ml MS-222 (150 mg / L, pH 7.4); solungaçları hareketleri decapitating önce durdurdu sonra birkaç dakika bekleyin. Tüm işlemler California-Los Angeles Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından onaylanmıştır. 60 mm çapında Petri kabındaki makas ile operculum'un kuyruk sonunda balık tuzlu su içinde balık başını kesmek. …

Representative Results

Medaka balık Kesilerek çıkarılan beynin GFP-etiketli TN-GnRH3 nöronların ikili kümelerinin bir örneği Şekiller 1B ve 1C 'de gösterilmiştir. Her küme 8-10 GnRH nöronları içerir. Hedef TN-GnRH3 kendiliğinden nöronal aktiviteleri 0.5-6 Hz tipik ateş oranları ile akım kelepçe modu (I = 0) kaydedildi. Aksiyon potansiyeli ateşleme paterni oldukça düzenli interspike aralığı ile, tipik bir tonik veya dayak kalıptır. Örnek izleri Şekil 2 (:;: …

Discussion

GnRH 3: GFP transgenik balıklar nöronal entegrasyon ve doğrudan ve dolaylı olarak üreme 3, 8-10 dahil her ikisi de davranışları merkezi kontrol düzenleme altında yatan nörofizyolojik mekanizmaları incelemek için benzersiz modelleri sağlar. Bu model sisteminin önemli avantajlarından biri, GFP ifade eden birçok GnRH3 nöronların sinir devreleri 6, 9, 11, 12 (Şekil bozmadan elektrofizyolojik kayıt için nöronlara nispeten kolay erişim sağlayan, beyin ve…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Teknik yardım için Dr Meng-Çene Lin ve Bayan Yuan Dong teşekkür ederim. Bu çalışma Sağlık HD053767 Ulusal Enstitüsü (NLW için fason), bir hibe ile ve California-Los Angeles Araştırma, Üniversitesi (NLW) için Rektör Yardımcısı fizyolojisi ve Office Bölümü'nden fonları tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Microscope Olympus BX50W (Upright)
Amplifier Axon Instruments Axoclamp 200B
A-D converter Computer Interference Corp. Digidata ITC-18
Cooled CCD camera PCO Computer Optics Sensicam
Xenon lamp Sutter Instruments Co.
GFP filter set Chroma Technologies
Imaging Software Intelligent Imaging Innovations Slidebook software
Electrophysiology Data Acquisition Software Axon Instruments Axograph software
Electrophysiology Data Acquisition Software AD Instruments Inc. PowerLab
Headstage for electrophysiology Axon Instruments CV 203BU
Micromanipulator Sutter Instrument Co MP-285
Recording Chamber Platform Warner Instrument Corp. P1
Recording Chamber Warner Instrument Corp. RC-26G
Electrode Puller Sutter instruments P87
Filament for electrode puller Sutter Instruments FB330B 3.0 mm wide trough filament
1.5 mm glass capillaries World Precision Instruments 1B150-4 Microelectrode for recording
Syringe Becton Dickinson 309586 3 ml
MS-222 Sigma E10521-10G Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate salt
Fish saline mM: 134 NaCl; 2.9 KCl; 2.1 CaCl2; 1.2 MgCl2; 10 HEPES
Electrode solution (loose-patch) mM: 150 NaCl; 3.5 KCl; 2.5 CaCl2; 1.3 MgCl2; 10 HEPES; 10 glucose
Electrode solution (whole-cell patch) mM: 112.5 K-gluconate; NaCl; 17.5 KCl; 0.5 CaCl2; 1 MgCl2; 5 MgATP; 1 EGTA; 10 HEPES; 1 GTP; 0.1 leupeptin;10 phospho-creatine

References

  1. Kah, O., Lethimonier, C., Lareyre, J. J. Gonadotrophin-releasing hormone (GnRH) in the animal kingdom. J. Soc. Biol. 198 (1), 53-60 (2004).
  2. Ramakrishnan, S., Wayne, N. L. Social cues from conspecifics alter electrical activity of gonadotropin-releasing hormone neurons in the terminal nerve via visual signals. Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. 297 (1), R135-R141 (2009).
  3. Abe, H., Oka, Y. Mechanisms of neuromodulation by a nonhypophysiotropic GnRH system controlling motivation of reproductive behavior in the teleost. 57 (6), 665-674 (2011).
  4. Oka, Y. Tetrodotoxin-resistant persistent Na+ current underlying pacemaker potentials of fish gonadotrophin-releasing hormone neurones. J. Physiol. 482 (Pt. 1), 1-6 (1995).
  5. Zhao, Y., Wayne, N. L. Effects of Kisspeptin1 on Electrical Activity of an Extrahypothalamic Population of Gonadotropin-Releasing Hormone Neurons in Medaka. PLoS One. 7 (5), e37909 (2012).
  6. Wayne, N. L., et al. Whole-cell electrophysiology of gonadotropin-releasing hormone neurons that express green fluorescent protein in the terminal nerve of transgenic medaka (Oryzias latipes). Biol. Reprod. 73 (6), 1228-1234 (2005).
  7. Okubo, K., et al. Forebrain gonadotropin-releasing hormone neuronal development: insights from transgenic medaka and the relevance to X-linked Kallmann syndrome. Endocrinology. 147 (3), 1076-1084 (2006).
  8. Okubo, K., et al. A novel form of gonadotropin-releasing hormone in the medaka, Oryzias latipes. Biochem. Biophys. Res. Commun. 276 (1), 298-303 (2000).
  9. Ramakrishnan, S., et al. Acquisition of spontaneous electrical activity during embryonic development of gonadotropin-releasing hormone-3 neurons located in the terminal nerve of transgenic zebrafish (Danio rerio). Gen. Comp. Endocrinol. 168 (3), 401-407 (2010).
  10. Abraham, E., et al. Targeted gonadotropin-releasing hormone-3 neuron ablation in zebrafish: effects on neurogenesis, neuronal migration, and reproduction. Endocrinology. 151 (1), 332-340 (2010).
  11. Wayne, N. L., Kuwahara, K. Beta-endorphin alters electrical activity of gonadotropin releasing hormone neurons located in the terminal nerve of the teleost medaka (Oryzias latipes. Gen. Comp. Endocrinol. 150 (1), 41-47 (2007).
  12. Oka, Y. Three types of gonadotrophin-releasing hormone neurones and steroid-sensitive sexually dimorphic kisspeptin neurones in teleosts. J. Neuroendocrinol. 21 (4), 334-338 (2009).
  13. Molleman, A. . Patch Clamping: An Introductory Guide To Patch Clamp Electrophysiology. , (2003).

Play Video

Cite This Article
Zhao, Y., Wayne, N. L. Recording Electrical Activity from Identified Neurons in the Intact Brain of Transgenic Fish. J. Vis. Exp. (74), e50312, doi:10.3791/50312 (2013).

View Video