Method Article
Bu yazıda zebra balığı embriyolarının ve larva spinal nöronların elektrofizyolojik kayıtları için yöntemleri tarif eder. Hazırlık yerinde nöronları korur ve genellikle asgari diseksiyonu kapsar. Bu yöntemler, erken larva aşamalarında ilk elektrik uyarılma alımından spinal nöronların çeşitli elektrofizyolojik çalışmaları için izin verir.
İlk gelişimsel model olarak tanıtılan Zebra balığı, diğer pek çok alanda popülerlik kazanmıştır. hızla gelişen organizma çok sayıda büyütme kolaylığı, embriyonik optik netlik ile birlikte, bu modelin ilk zorlayıcı nitelikleri olarak görev yaptı. Son yirmi yılda, bu modelin başarısı daha da büyük ölçekli mutajenez ekranlarına kendi uyumluluğuyla ve transgenesis kolaylığı ile tahrikli edilmiştir. Daha yakın zamanlarda, gen düzenleme yaklaşımlar modelinin gücünü genişletmiştir.
nöro çalışmalar için, zebra balığı embriyo ve larva birden çok yöntem uygulanabilir olan bir model sunmaktadır. Burada, nöronların, elektrik eksitabiliteye temel bir özelliğinin çalışma izin yöntemleri üzerinde durulacak. Zebra balığı spinal nöronların elektrofizyolojik çalışma için Bizim hazırlık bir kayıt odasına hazırlık sabitlemek için veteriner dikiş tutkal kullanımını içerir. kayıt için alternatif yöntemlerzebra balığı embriyolarının ve larva ince bir tungsten pimi 1, 2, 3, 4, 5, kullanılarak bölmesine hazırlama eki içerir. O kadar 4 larva dorsal tarafına monte etmek için kullanılmış olsa da bir tungsten pim çoğunlukla, bir yanal yönde hazırlama monte etmek için kullanılır. dikiş tutkal her iki doğrultuda embriyolar ve larvaları monte etmek için kullanılmıştır. tutkal kullanılarak, en az bir diseksiyon ve böylece sonuç olarak ortaya çıkan zarar vermeden, bir enzimatik işlem kullanılmadan spinal nöronlar erişimi sağlayan, gerçekleştirilebilir. Ancak, larva için, omuriliği çevreleyen kas dokusu çıkarmak için kısa bir enzim tedavisi uygulamak gerekir. Burada tarif edilen yöntemler, birçok developmentà motor nöronlar, internöronlar ve duyu nöronlarının içsel elektriksel özelliklerini incelemek için kullanılmıştırL 6, 7, 8, 9 aşamaları.
George Streisinger, omurgalı gelişimi 10 genetik analizi için bir model sistem olarak yaygın zebrabalıkları olarak bilinen Danio rerio kullanımını öncülük etmiştir. Model de dahil olmak üzere birçok avantaj sunmaktadır: (1) nispeten basit ve pahalı olmayan bir hayvancılık; (2) dış gübreleme, erken olgunlaşma aşamalarındaki embriyolar kolay erişim sağlayan; ve (3) saydam bir embriyo, oluştuklarında hücreler, dokular ve organlarda doğrudan ve tekrar gözlemler imkan verir.
takip eden yıllarda, birçok ilerlemeler daha da zebrabalıkları modelin gücünü artırmıştır. Özellikle, ileri genetik ekranlar ve tam genom dizileme çabalar çok gelişim süreçleri 11, 12, 13, 14 mutasyonlar ve kritik genlerin tanımlanmasında önemli roller oynadığı,"> 15, 16. Gateway klonlama yöntemleri transkripsiyon aktivatörü gibi (TALENS) ile örneklenen,. Transgenik rutin bir uygulama 17, 18 yaklaşır genom düzenleme son ilerlemelere ve kümelenmiş düzenli aralıklı bırakılmış kısa palindromik tekrarlar (CRISPR) -Cas9 nükleazlar, mutasyonların hedeflenen giriş için izin, hem de knock-out ve knock-in 22. Kombine, bu yöntemler Zebra balığı belirli davranışları ve çok sayıda insan hastalıkların altında yatan genetik mekanizmaların çalışma için güçlü bir model yapmak, 21, 20, 19 yaklaşır 23, 24, 25, 26, 27.
Bu eser geliştirmek odaklanırZihinsel düzenleme ve nöronal gelişim elektriksel aktivitenin rolü. Odak Zebra balığı modeli çeşitli avantajlar sağladığı için omurilik üzerindedir. Birincisi, embriyonik ve larva aşamasında zebrafish erişmek için nispeten kolaydır; Dolayısıyla, bir eksik nöronlar ve daha basit devreyi 28, 29 sahip gelişimsel aşamalarında omurilik fonksiyonunu çalışabilirsiniz. Ayrıca, zebra balığı omurilik transkripsiyon karakteristik ve ayırt edici desen ile gösterilir, 30, 31, 32, 33, 34, 35 faktörler gibi diğer omurgalı benzer nöronların, çeşitli bir grubu vardır.
omurilik devrelerinin fonksiyonunu altında yatan mekanizmaları ortaya çıkarmak amacı zebrafish çalışmaların büyük çoğunluğu, özelliklelokomosyonunu destekleyen olanlar, anlaşılır larva aşamalarında 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43 odaklandık. Bununla birlikte, omurilik lokomotif ağları oluşturan nöronların çok erken evrelerinde de farklılaşmasını başlatmak, ~ 9-10 saat sonra fertilizasyon (HPF) 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51. Bu bakışa göre, spinal nöronların morfolojik ve elektriksel özellikleri ortaya ve embriyonik ve larva aşamaları arasında değişiklik bir Overa için önemli olan, anlamayarak nasıllokomotor devre oluşumu ve işlevi ll anlama.
Burada tarif edilen yöntemler, diseksiyon spinal nöronların yama kelepçe kayıtları sağlamak ve başarılı bir şekilde embriyonik aşamada (~ 17-48 büyük büyütme) ve larva aşamalarında (~ 3-7 gün sonra döllenme [dpf]) de uygulanmıştır. Bu yaklaşım ilgi nöronların erişim sağlamak için gereken diseksiyon miktarını sınırlar. Protokol kayıt odasına embriyo ya da larva takmak için, oldukça ince bir tungsten iğnesi, kullanılan bu veteriner dikiş yapıştırıcı zebra balığı, spinal nöronların kayıt için diğer yayınlanmış yöntemlerin çoğunda farklıdır. İki farklı yaklaşımların kullanılabilirliği (yani, tungsten pimi karşı sütür tutkal) elektrofizyolojik analizi için zebrafish embriyolar veya larva monte etmek için alternatif seçenekler araştırmacılar kendi özel deneysel hedeflere ulaşmak için sağlar.
İlk olarak, bir pop erişmek ve kayıt prosedürleri birincil duyu nöronlarının ABS ayarlaması, Rohon-Sakal hücreler tarif edilir. Bu nöronların hücre gövdeleri dorsal omurilik içinde yalan. Rohon-Sakal hücreleri, çok sayıda omurgalı türlerinde de mevcuttur erken gelişim ayırt ve embriyonik dokunun yanıtı 6, 44, 47, 48 altında yer alır.
İkinci olarak, erişim ve spinal motor nöron kayıt prosedürleri ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Zebra balığı spinal motor nöronlar nöron iki dalgaları sırasında ortaya çıkar. Daha önce doğumlu primer motor nöronların hemisegment 45, 46, 49 başına mevcut 3-4 primer motor nöron, gastrülasyon (~ 9-16 HPF) sonunda ortaya çıkar. Bunun aksine, ikinci motor nöron Daha sonra doğan popülasyonu daha çok ve ~ 14 büyük büyütme başlayarak uzun bir süre sırasında ortaya çıkanef "> 45, 50. orta gövde bölümlerinin sekonder motor nöron oluşum en çok 51 büyük büyütme 50 ile tamamlanır. İkincil motor nöronlar amniotları motor nöronlarının muadili olarak kabul edilir 46. İlginç bir şekilde, omurga üstünde nöronlar, dopamin ile, lokomosyon düzenleyen larva ve ikinci motor nöron oluşumu embriyo ve genç larva 50, 51. birincil ve ikincil motor nöronlar her biri birçok farklı alt tipi içerirler. her bir primer motor nöron alt tipi projeleri basmakalıp bir sonuçlanan karakteristik kas grubu uyaran çevresel bir akson, aksonal yörünge tanımlanması. Genel olarak, ikinci motor nöronlar, daha önce birinci motor nöronlar tarafından kurulan aksonal yolları takip ederler. bu nedenle, aksonal yörüngeleri ile ilgili olarak, birinci ve ikinci motor nöronların haricinde, benzer olduğu aksonal kalınlığı ve somata boyutuprimer motor nöronlar 45 için daha büyük yeniden.
Üçüncüsü, internöron birkaç türlerinden kayıt için yöntemler tartışılmaktadır. Bununla birlikte, bu gibi durumlarda, diğer omurilik hücreleri çıkarılması için sınırlı bir miktarda gereklidir ve bu nedenle omurilik Rohon-Sakal hücreleri veya motor nöron kayıtlar için daha az sağlamdır.
(; Laboratuar Hayvan Kaynakları Dairesi, Colorado ANSCHÜTZ Üniversitesi Tıp Kampüsü IACUC) Bütün hayvan prosedürleri Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Komitesi tarafından onaylandı.
1. Zebra balığı Yetiştiriciliği
Diseksiyon Malzemelerin 2. Hazırlık
Şekil 1: Tutkal dağıtıcı. (AC) bir cam deliği bir ucunda ve diğer cam mikropipet esnek boru bağlanır. Kauçuk adaptörler diğer ucunda bir cam mikropipet için, en sonunda, boru küçük bir polipropilen bağlantısına (B, ek) ile bağlantıya olanak vermek ve. (D), son tutkal dağıtıcı (bir ağızlık bulunur, örneğin, bir plas yapılmıştlc hortumun bir ucunda pipet) ve diğer (ok ucu tutturulmuş mikropipet ile cam deliği).
Şekil 2: Elektrofizyoloji bölmesi ve diseksiyon araçları. (A), disseksiyonlarında ve elektrofizyolojik kayıtları için kullanılan hazne bir çerçeve ve bir gece için bir taban oluşturmak üzere birbirine üstüne, sertleştirilmiş silikon elastomer iki parça yerleştirilir tabakalı bunun üzerine bir cam lam oluşur. Kuyunun boyutu, yaklaşık 2.5 x 5 cm, hücre dışı kayıt küçük hacimlerde (2-2.5 ml) kullanımına izin verirçözüm. alt silikon tabakası cam yapışmayan zebra balığı embriyo kullanarak doku yapıştırıcı güvenli bir şekilde konumlandırılmasını sağlar. (B), bir cam mikropipet (üst) Diseksiyon sırasında tutkal besleme için kullanılır. İnce duvarlı cam 75 um aralığında bir çapa sahip olan bir uç oluşturma, daha sonra kesilen bir uzun, konik uç oluşturmak için çekilir. Konik cam mikropipet emme uygulanması yoluyla yapıştırıcı ile dolu ön yapıştırıcı dağıtıcı (Şekil 1D, ok başı) ve serbest ucuna bağlanmıştır. , Arka beyin transeksiyonu için ve cilt çıkarılması için kullanılan bir Patch-clamp kayıt için kullanılan bir gibi başka Mikropipet (alt) çekilir. Dik bir mikroskop altında (C), bir mikromanipülatör son diseksiyon adımları için mikropipet manevra için kullanılır. Bir cam mikropipet, B, alt gibi, elektrot tutucu (ok) bağlanmıştır. Kas çıkarılması ile elde edilirhava çıkışına (ok başı) bağlı boru içinden emme pplying. Diğer ucunda, hortum, (yıldız) ile, diğer tarafta, bir ağız parçasına tutturulmuş boru olan bir vana (siyah ok başı) bağlanır.
Omurga Nöronlar Patch-kelepçe kayıtları için Embriyolar ve larva 3. Diseksiyon
Şekil 3: Bir zebra balığı omuriliğin dorsal teşrih. Arka beyin transeksiyonu (a) 2-dpf embriyo, deri embriyo, (b) ve sol ve sağ tarafta kesildikten sonra (AA'). İkinci bir kesim, birinci dik, sonra, (c) gerçekleştirilir. Daha sonra, deri cımbız kapmak ve cilt çekmeye izin veren bir mikropipet kullanılarak kaldırılır. Derinin (B) çıkarılması sırt omuriliği ortaya koyar. siyah çizgi rostralinde, kayakN kaldırıldı ve meninkslerde içinde bulunan omurilik (yıldız), yüzeyi maruz bırakılır. Cilt siyah çizgi (ok) sağlam kaudal kalır. Cam mikro-pipetinin ucu (CC) meninkslerde basıldığında ve hızlı, yanal, kısa hareketler meninksleri delmek için gerçekleştirilmektedir. Beyin zarı (DD) delinir kez (DD ve EE) (iki parça halinde meninksleri gözyaşı rostral hareket, mikropipet, gelişmiş ve EE) '. Rohon-Sakal nöronların somata genellikle beyin zarı (ok) çıkarılması sırasında ortaya çıkar. 7 dpf larva olarak (FG'), kas katmanları Rohon-Sakal nöronlar erişimi engelleyen, omurilik dorsal kapsamaktadır. Cilt çıkarılmasından sonra, larva,% 0.05 kolajenaz ile işlenir. (F),% 0.05 kolajenaz ile 5 dakika inkübasyon sonuçlanan çok sıkı olduğuaşırı kas hasar gibi yıpranmış kas (ok ve ek) ile ispatlanmıştır. Hattı (F '') aşırı kolajenaz işlemiyle Tg (GFP islet2b) GFP eksprese etmeleriyle burada ortaya Rohon-Sakal nöronlar (ok), zarar verebilir. Tg (islet2b: GFP) olarak çizgi, arka kök gangliyon nöronlarının GFP (ok başı) ifade etmektedir. Miyotom gözüyle morfolojisi (ok ve ek) muhafaza ederken,% 0.05 kolajenaz ile bir daha kısa 1 dakika inkübasyon yeterli kas (G) gevşer. (G') Pigment hücreleri en geride kas tabakası (ok başı) üstünde bulunmaktadır. Tg (islet2b: GFP) 'de (H ve I) hattı, Rohon-Sakal nöronlar (oklar) ve dorsal kök ganglion (ok başı) 7 dpf GFP ifade devam etmektedir. Tg manzarası Dorsal: 2 dpf (islet2b GFP) zebra balığı embriyolar (H), bird 7 dpf (I) '. Panel A, Ölçek çubukları olarak = 500 um; çubukları Scale (Panel B'de gösterilen) BE 80 um =; (Panel F de gösterilmiştir) F 've G' çubukları Scale = 200 um; (Panel H gösterilmiştir) H ve I = 100 um çubukları Scale. Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın.
Şekil 4: zebra balığı omuriliğin lateral diseksiyon. bir yanal yönde zebra balığı embriyolar Montaj motor nöronlar erişimi kolaylaştırır. Motor nöronların ortaya çıkarmak için, kas ve meninkslerin diseksiyon çıkarılması 40X suya daldırma objektif ile uyarlanmış dik bir mikroskop altında gerçekleştirilir (bakınız Şekil 2). (A), motor nöron hücre gövdeleri omuriliğin içinde ventral ve lateral yer almaktadır. dorsal yan elektrot tutucu bakacak şekilde Embriyolar bölmeye eklenir.O (yıldız) sertleşir kez sütür tutkal beyaz göründüğünü unutmayın. Arka beyin (a) transekte sonra, cilt bir cam mikropipet kullanılarak Beyin bir site (b) kaudal de yüzeysel birkaç kez kesilir. İlk set dik ek yüzeysel kesimler (c), (b), cımbız derinin çıkarılması için yakalayabilir deri bölümü oluşturacak. (BG) boş bir cam mikropipet, kısa, konik uç (Şekil 2B, alt) çekilmiş, elektrot tutucuya takılmaktadır. Mikropipet sonraki ince diseksiyon ve kas dokusunun çıkarılması için mikro manipülatörün kullanılması manevra. (B), cam mikro-pipetinin ucu ilk yavaşça haznenin tabanına karşı fırçalama çentikli uca ve daha büyük bir uç çapına oluşturarak hafifçe kırılır. Emme uygulanırken mikropipet kas liflerinin uzunluğu boyunca hareket eder. Kas lifleri bir tabaka çıkarılırBir seferde yatan Meninkslerin bozulmasını önlemek için. Bu ince olma eğilimi embriyolarda, en geride kas katmanları, ilk çıkarılır. Cilt daha kaudal hemisegments (ok) kaldırılmaz. (C) bir hemisegment kas dorsal yarısı (ok) kaldırıldı. (D), siyah çizgiler omurilik (yıldız) kapsayan dokunulmamış meningeste kas liflerinin yoksun bir hemisegment, sınırlamaktadır. Mikropipet kullanılarak (EE), basınç daha da motor nöron somata dorsal bir pozisyonda meningeste uygulanır. Mikropipet Çabuk, kısa, yatay hareketler meninkslerin delici yol açar. (FF) mikropipet hemisegment ventral doğru ventral ileri ve nöronal doku meninksleri ayırmak için kaldırılmaktadır. (GG) zarları uzunluğu boyunca rostral mikropipet hareket ile kesişen edilirhemisegment. Nöronlar hemen maruz omurilik ortaya şimdi yama elektrot (ok) erişilebilir. Ölçek çubukları = (A), 500 um; Ölçek çubukları = (Panel B'de gösterilen) BG 100 um.
Omurga nöronlar 4. Elektrofizyolojik kayıtlar
Başarıyla dpf larvaları ile 7 17 büyük büyütme embriyolar Rohon-Sakal nöronlardan kaydettik (Şekil 5A ve 5B). Rohon-Sakal hücreler kaydedildi preparasyon sırt tarafı yukarı monte edilmiştir. Bu tür montaj bunların yüzeysel sırt konum ve büyük soma boyutlarına göre Rohon-Sakal hücrelerinin açık tanımlanmasına izin verir. Kimlik ek bu nöronların basmakalıp hiperpolarize dinlenme membran potansiyelinin (Şekil 5, ek tablo) 6, 54 ile teyit edilir. Ayrıca, birincil duyu nöronları gibi Rohon-Sakal nöronlar sinaptik girişi eksikliği. Akım kelepçe modunda (Şekil 5B') kayıt sırasında nedenle, elektrik uyarımı yokluğunda, membran potansiyelinde herhangi bir değişiklik yapılması gerekir. Rohon-Sakal hücrelerinden ilk kayıtlarında yana zebrabalıkları gerçekleştirilmiştir 6, çeşitli transgenik çizgiler (örneğin, Tg (islet2b: GFP), Tg (ngn: GFP) ve Tg (isletss: GFP)) bu nöronların floresan raportörleri eksprese üretilmiş olan, daha da kolaylaştırmak bunların tanımlanması 55, 56, 57.
Şekil 5: Tüm hücre voltaj ve akım kelepçe 1'de Rohon-Sakal nöronlardan kayıtları ve dpf larvaları embriyolar dpf 2 ve 7. (A), voltaj-kelepçe dışa kayıtları ve içeri doğru akımlar 2- (kalın siyah çizgi), 1- (ince siyah çizgi) içerisinde Rohon-Sakal nöronlardan elde edilir ve 7-dpf (gri çizgi) embriyo / larva edildi. Tutma potansiyeli -80 mV ve daha akımları +20 mV'luk bir depolarize edici aşaması ortaya çıkarıldığını göstermektedir. (B) tek bir eylem potansiyelleri kısa (1 ms) akım ile teminenjeksiyonlar 1- (ince siyah çizgi) Rohon-Sakal nöronlara (~ 0.35 nA), 2- (kalın siyah çizgi) ve 7-dpf (gri çizgi) embriyo / larva. Elektriksel uyarımın yokluğunda (B'), bu şekilde kendiliğinden postsinaptik depolarizasyonlarından membran potansiyelinde herhangi bir değişiklik, Rohon-Sakal nöronlarda meydana gelir. ilave Tablo 1- (n = 21) ve 2- (n = 9) embriyo dpf ve 7- (n = 7) larvaları dpf Rohon-Sakal nöronlardan kaydedilen membran potansiyelinde dinlenme değerlerini özetlemektedir. Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın.
diğer spinal nöron alt tiplerinin kesin olarak belirlenmesine izin transjenik soylar da kullanılabilir. Bunlar arasında, mnx1 transgen doğru Tg (mnx1: GFP) yakında tarifnamede (~ 14-16 büyük büyütme) sonra, spinal motor nöron bir alt grubunda, yeşil floresan protein (GFP) ifade 58, 59. Nedeniyle birlikte mnx1 transgenik GFP tanımı her hemisegment (Şekil 6A) içinde primer motor nöron basmakalıp konumlandırma için, çeşitli primer motor nöron alt tiplerini (Şekil 6B ve 6C) belirlemek mümkündür. Çizgi: kayıt elektrot çözeltisi içinde bir floresan boya dahil bazı internöron Tg (GFP mnx1) GFP eksprese olarak, motor nöron kimlik ek doğrulama sağlayan aksonal yörüngelerin olarak gösterebilir. Alternatif olarak, motor nöron tanımlanmasına imkan tanıyan başka bir transjenik nesil ET2 hattı 60'tır.
Şekil 6: zebra balığı Embry dpf 1 motor nöron Tüm hücre voltajı ve akım-kelepçe kayıtlarıişletim sistemi. (A), bir çizgi zebra balığı omurilikte bulunan primer motor nöron alt tiplerinin özel morfolojik özellikler göstermektedir. Birincil motor nöronlar, bir segmentin içindeki soma konumu ile tanımlanır (diğer bir deyişle, rostral [ROP] medial [MiP] veya kaudal [PKa]) 45 vardır. Buna ek olarak, her bir alt-tip farklı bir yol üzerinden çevresine bir akson uzanır. Tg (mnx1: GFP) 'nin kombine kullanımı hattı ve boya Etiketleme basmakalıp aksonal mili ve bir kayıt esnasında motor nöron alt tipinin kimliğini ortaya koymaktadır. Burada sunulan yöntemleri kullanarak, aynı hemisegment içinde üç farklı primer motor nöron alt tipleri Kaydı sırayla mümkündür. (B), voltaj-kelepçe kayıtları tek bir hemisegment PR, MIP ve prostat, tüm elde edildi gösterilmektedir. +20 mV'ye bir voltaj adımını, -80 mV'luk bir tutma potansiyelinden akımları ortaya çıkarmak için kullanıldı. Akım kelepçe r boyunca (° C)ROP, MIP ve prostat, kısa (1 ms, ~ 0.4 nA) gelen ecordings mevcut enjeksiyonları bir eylem potansiyelini tetiklemek için uygulanmıştır. zar potansiyeli ~ gerçekleştirildi -65 mV. Bu rakamın büyük halini görmek için buraya tıklayın.
birinci ve ikinci motor nöronlar arasındaki temel fark, önceki asıllı nöronların büyük somata olup. Bununla birlikte, ikincil motor nöron alt tipleri soma boyutu veya konumu ile belirlenememektedir. Belirli bir ikincil motor nöron kayıtları için, iki transjenik soy, Tg (gata2: GFP) ve TG (islet1: GFP), sırasıyla, 55, 61, ventral ve dorsal çıkıntı aksonlar, ikincil motor nöron tanımlanması için kullanılmıştır. Bununla birlikte, üçüncü sekonder motor nöron alt tip AXO ile, zebra balığı omurilikte mevcut olduğuBu proje dorsal ns ve ventral 62. Buna uygun olarak, boya morfolojiye göre (Şekil 7A) 8, 9 alt tiplerini tespit etmek kayıtları sırasında ikinci motor nöronları doldurmak için kullanılabilir. Çoğu zaman, ikinci motor nöron gelen voltaj kelepçe (Şekil 7B, yıldızlar) veya akım-kelepçe kayıtları (Şekil 7C ve 7C', ok başları) boyunca kendiliğinden veya sinaptik etkinlik kaydedilir.
Şekil 7: embriyoların dpf 2'nin ikinci motor nöron Tüm hücre voltajı ve akım-kelepçe kayıtları. Tg (gata2: GFP) (A) doğrultusunda, iki farklı ikincil motor nöron alt tipleri GFP 62 ifade eder. Sol hemisegment olarak, ventral orta motor nöron(Yıldız işareti ve ok sırasıyla soma ve akson gösterir). Komşu hemisegment olarak, sağ (kaudal) üzerinde, ventral / dorsal orta motor nöron (; oklar ventral [alt ok] çıkıntı yapan iki aksonlar, bir ve diğer dorsal [üst ok] göstermektedir yıldız soma gösterir) vardır. Bu nöronlar, kayıt sırasında kırmızı flüoresan boya ile etiketlenmiştir. Ventral / dorsal orta motor nöronları belirlemek için, diseksiyon ve böylece zarar veya dorsal akson çıkarılması, bitişik kaudal hemisegment olarak kas kaldırmaz sağlamak için çok önemlidir. Bu preparasyon (sağ üst yıldız) uzağa çekildiğinde kaydından sonra, nöron soma mikropipet bağlı kalır. Kayıt sırasında nöronlar doldurmak için boyalar kullanıldığında elektrot, kırmızı flöresanlı arka plana neden banyosunda omurilik ve rostral [sol] hemisegment Notokordun (alt yıldız işareti görülebilir iken, boya genellikle sızıntıları / Em>). (B), voltaj-kelepçe kayıtları ventral ve ventral / dorsal orta motor nöron elde edilmiştir. Voltaj adım (-30, -10, + 10, + 30, + 50, + 70, +90 ve + 110 mV) dışa ve içe doğru akımlar ortaya çıkardı. Sıkıştırılması ortadan kalktığında aksiyon potansiyelleri / depolarizasyonlar kayıtları (yıldız) içinde mevcut olabilir. İkinci motor nöron, kısa (1 ms) artan genlikte mevcut enjeksiyonları akım kelepçe kayıtları sırasında (C) bir aksiyon potansiyeli (yıldız) tetiklemek için nöronlar uygulanmıştır. (C') ~ 0.4-nA akımı enjeksiyonu ile orta motor nöronlarında tetiklenen bir aksiyon potansiyelinin örnekleri gösterilmiştir. Bu aşamada, kendiliğinden aksiyon potansiyelleri, aynı zamanda (C ve C', ok başları) gözlenir. Uzun süreli (D) (100 ms) mevcut enjeksiyonları (~ 0.35 nA) aksiyon potansiyellerinin tekrarlayan ateş tetikler. zar potansiyeli ~ gerçekleştirildi -65 mV.yük / 55507 / 55507fig7large.jpg" target = '_ blank'> bu rakamın büyük halini görmek için lütfen buraya tıklayın.
Burada tarif edilen yöntemler, omuriliğin en az diseksiyon sonra zebra balığı embriyolarının duyu ve motor nöronların elektriksel ve morfolojik özelliklerini belirlemek için izin verir. Nöronlar, en az 1 saat, bu kayıtların üzerine uygulanan süre sağlıklı kalması. Nöronlar, standart tam hücre konfigürasyonu kullanılarak kaydedilmiştir da çekirdekli yamalardan gibidir; ikinci yöntem iyon akımlarının 9 detaylı bir biyofiziksel çalışma engelleyebilirler yer kelepçe sorunları en aza indirir.
Önemli bir meydan okuma derinin temizlenmesi ve ilgi nöronların erişim sağlamak için gereken sınırlı bir diseksiyon için odasına embriyo veya larva firması eki ulaşmaktır. hazırlama işlemi aynı zamanda uygun bir şekilde tam hücre patch-clamp yöntemleri için kayıt bölmesine sabitlenmiş olması gerekir. Veteriner dikiş yapıştırıcının kullanılması ile bu sorun uygun bir yöntem olup embriyo ya da larva takmak içinDiseksiyon / kayıt odası, burada diğer model organizmaların diseksiyon için kullanılmış olan bir yaklaşım (örneğin, Drosophila) 63 tarif edilmiştir. deneyimlerimiz eğitim başkaları, biz usta en kritik adım tutkal az miktarda kontrollü ve hassas teslim olduğunu bulmak. Burada, bir kullanıcının içine tutkal yüklemek için veya bir mikropipet ucundan biçimde dışarı vermesi negatif ve pozitif basınç uygulamak için olanak sağlayan bir bağlantı dağıtım düzeneği tartışılmıştır. dikiş tutkal kullanılarak, embriyolar ve larva sıkıca hazneye bağlanmış ve yukarı veya yan ya da dorsal tarafına dönük olabilir. Bu şekilde, nöronların çeşitli farklı erişim seçenekleri mevcuttur. Aynı zamanda, bölme alt silikon elastomer tabakası, potansiyel optik avantajlar sağlayan Burada belirtilen 1 mm, daha ince olabilir. Bir başka yöntem, bir kayıt odasına hazırlama bağlamak için kullanılan daha genel olarak, ince tungsten pimleri kullanımını gerektirir 1 , 2, 3, 4, 5. yöntemler farklılık gösterdiğini de, her iki amaç ve deney sorunları dayalı seçilebilir seçenekleri ile araştırmacıların elde, zebra balığı spinal nöronlar için elektrofizyolojik erişim sağlar.
Burada tarif edilen zebra balığı hazırlama farklılaşmasının erken aşamalannda sırasında yerinde spinal nöronların elektriksel ve morfolojik çalışma sağlar. Bu yöntemleri kullanarak spinal nöronlar kayıt ederek, hatta öncesinde lezyonlu gen 6, 64, 65 belirlenmesine yol, birkaç mutasyonların hücresel sonuçlarına anlayış kazanmıştır.
Yazarlar herhangi mali çıkarlarını beyan ederim.
Bu çalışma, (ABR'ye RLM ve R01NS25217 ve P30NS048154 için F32 NS059120) NIH hibe ile desteklenmiştir.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Vacuum filter/Storage bottle, 0.22 mm pore | Corning | 431096 | |
Syringe filter 0.2 mm | Whatman | 6780-2502 | |
Tricaine | Sigma | A-5040 | Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate salt |
α-bugarotoxin | Tocris | 11032-79-4 | |
Tetrodotoxin | Tocris | 4368-28-9 | |
Alexa-549 hydrazine salt | Molecular Probes | A-10438 | fluorescent dye |
Spin-X centrifuge tube filter | Corning | 8161 | |
Glass microscope slide | Fisher | 12-550C | |
Sylgard silicone elastomer kit | Dow Corning | 184 | silicone elastomer |
Petri dishes | Falcon | 351029 | |
Borosilicate glass capillaries | Harvard Apparatus | 30-0038 | inner and outer diameters of 0.78 and 1.0 mm (thin walled glass capillaries) |
Borosilicate glass capillaries | Drummond Scientific | 1-000-1000-100 | inner and outer diameters of 1.13 and 1.55 mm (thick walled glass capillaries) |
Miniature barbed polypropylene fitting | Cole-Palmer | 6365-90 | |
Vetbond tissue adhesive | 3M | 1469SB | |
Collagenase XI | Sigma | C7657 | |
Microelectrode puller | Sutter Instruments | Model P-97 | |
Amplifier | Molecular Devices | Axopatch 200B | |
Head stage | Molecular Devices | CV203BU | |
Motorized micromanipulator | Sutter Instruments | MP-285 | |
Tygon tubing | Fisher | 14-169-1B | ID 1/16 IN, OD 1/8 IN and WALL 1/32 IN (flexible laboratory tubing) |
Electrode holder | Molecular Devices | 1-HC-U | |
Pharmaseal Three-Way Stopcocks | Baxter | K75 | |
Digitizer | Axon Instruments | Digidata 1440A | |
Inverted microscope | Zeiss | Axioskop2 FS plus | |
40X/0.80W Achroplan objective | Zeiss | ||
Data acquisition and analysis software | Axon Instruments | PClamp 10 - Clampex and Clampfit | |
Micropipette puller | Sutter Instruments | Model P-97 | |
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Dissection and Recording Solutions (in mM) | |||
All solutions, except the intracellular, are stable for ~2-3 months when filtered (0.22 mm filter cups) and stored at room temperature (RT). | |||
The intracellular solution is filtered (0.2 mm syringe filters) and stored frozen (-20 °C) in small aliquots that are individually thawed on the day of use. | |||
Dissection/Ringer’s solution | 145 NaCl, 3 KCl, 1.8 CaCl2.2H2O, 10 HEPES; pH 7.4 (with NaOH) | ||
Pipette (intracellular) recording solution | 135 KCl, 10 EGTA-acid, 10 HEPES; pH 7.4 (with KOH). | ||
Bath (extracellular) recording solution/voltage and current-clamp | 125 NaCl, 2 KCl, 10 CaCl2.2H2O, 5 HEPES; pH 7.4 (with NaOH). | ||
Alexa-594 hydrazine salt stock solution. | Prepare a 13.2 mM stock in ddH2O, aliquot (~100 µl) and store at -20 °C. For use, dilute the stock solutiond 132 fold with pipette solution to a final concentration of 100 mM. After dilution, filter the Alexa-594 containing pipette solution with a centrifuge tube filter. | ||
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Immobilizing agents | |||
0.4% ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate salt (Tricaine) | Prepare a 0.4% stock solution in 0.2 M Tris, pH 9 (0.4 g Tricaine/100 mL 0.2 M Tris | ||
Adjust pH to 7 with NaOH and store at -20 °C. | |||
For use, dilute the stock solution ~25 fold in embryo media | |||
250 mM α-bungarotoxin | Prepare a 250 mM stock in ddH2O (1 mg/500 mL), prepare 100 µL aliquots, and sotre at -20 °C. | ||
For use, dilute 2,500-fold with extracellular solution to a final concentration of 100 nM. | |||
1 mM Tetrodotoxin | Prepare a 1 mM stock in ddH2O (1 mg/3 mL), prepare 100 µL aliquots, and sotre at -20 °C. | ||
For use, dilute 2,000-fold with extracellular solution to a final concentration of 500 nM. |
Bu JoVE makalesinin metnini veya resimlerini yeniden kullanma izni talebi
Izin talebiThis article has been published
Video Coming Soon
JoVE Hakkında
Telif Hakkı © 2020 MyJove Corporation. Tüm hakları saklıdır