下丘脑Kisspeptin神经元作为全细胞膜片钳记录的靶标

霍奇金和赫胥黎在几项科学研究中首次记录了动作电位。该记录是在鱿鱼轴突上进行的，该轴突具有大直径（~500μm），允许将微电极放置在轴突内。这项工作为科学研究提供了巨大的可能性，后来最终创建了电压钳模式，该模式用于研究动作电位产生¹，²，³，⁴，⁵，⁶，^7，8的离子基。多年来，该技术不断改进，并在科学研究中得到广泛应用6^，9。膜片钳技术的发明发生在 1970 年代后期，通过 Erwin Neher 和 Bert Sakmann 发起的研究，使研究人员能够仅使用单个电极记录几乎所有类型细胞中的单离子通道和细胞内膜电位或电流⁹，^10，11，12.膜片钳记录可以在各种组织制剂上进行，例如培养的细胞或组织切片，在电压钳模式（将细胞膜保持在设定电压下，允许记录例如电压依赖性电流和突触电流）或电流钳模式（允许记录例如由离子电流引起的静息膜电位的变化， 动作电位和突触后电位频率）。

膜片钳技术的使用使几个值得注意的发现成为可能。事实上，关于位于前腹侧脑室周围和喙室周围核（AVPV/PeN Kisspeptin）的下丘脑kisspeptin神经元（也称为第三脑室的喙周围脑室区域（RP3V）和下丘脑弓形核（ARH ^kisspeptin）的电生理特性的开创性发现¹³，^14，15特别令人感兴趣。2010年，Ducret等人使用另一种电生理工具松散细胞膜片钳技术在小鼠中首次记录了AVPV / PeN^Kisspeptin神经元。这些研究提供了AVPV / PeN^Kisspeptin神经元的电学描述，并证明它们的放电模式是发情周期依赖性的¹⁶。2011年，Qiu等人使用全细胞膜片钳技术证明ARH^基斯肽汀神经元表达内源性起搏器电流¹⁷。随后，Gottsch等人表明kisspeptin神经元表现出自发活动并表达h型（起搏器）和T型钙电流，这表明ARH^吻肽蛋白神经元与其他中枢神经系统起搏器神经元具有电生理特性¹⁸。此外，已经证明ARH^基斯肽汀神经元表现出性别二态性放电率，AVPV / PeN^基斯肽汀神经元表现出受ATP敏感钾通道（K ATP）影响的双峰静息膜电位（_RMP）^19，20。此外，确定性腺类固醇对小鼠kisspeptin神经元的自发电活动产生积极影响^19，20，21。研究kisspeptin神经元电生理特性的第一项工作被提及¹⁶，¹⁷，¹⁸，^19，20。从那时起，许多研究使用全细胞膜片钳技术来证明哪些因子/神经调节剂足以调节kisspeptin神经元的电活动（图1）17，21，22，^23，24，^25，26，²⁷，²⁸，^29，30，^31，32.

鉴于该技术对于研究生殖所需的神经元的重要性，以及此处未涵盖的其他细胞类型，本文描述了开发全细胞膜片钳技术的基本步骤，例如制备溶液，解剖和切片大脑，以及执行细胞膜密封以进行记录。此外，还讨论了有关该技术的相关问题，例如其优点，技术限制以及必须控制以获得最佳实验性能的重要变量。