Met behulp van betaalbare LED-arrays voor Photo-stimulatie van neuronen
Summary
Volwassen geboren neuronen die ChR2 kunnen worden gemanipuleerd in slice elektrofysiologische voorbereidingen om hun bijdrage aan de functie van olfactorische neurale circuits te onderzoeken.
Abstract
Standaard slice elektrofysiologie heeft toegestaan onderzoekers om afzonderlijke componenten van neurale circuits sonde door het opnemen van elektrische reacties van enkele cellen in reactie op elektrische of farmacologische manipulaties 1,2. Met de uitvinding van de methoden om optisch controle genetisch gerichte neuronen (optogenetics), onderzoekers hebben nu een ongekend niveau van controle over de specifieke groepen van neuronen in de standaard slice voorbereiding. In het bijzonder lichtgevoelige channelrhodopsin-2 (ChR2) stelt onderzoekers in staat om neuronen te activeren met licht 3,4. Door het combineren van een zorgvuldige kalibratie van LED-gebaseerde fotostimulering van ChR2 met standaard slice elektrofysiologie, we zijn in staat om probe met meer detail de rol van de volwassen geboren interneuronen in de bulbus olfactorius, de eerste centrale relais van de olfactorische systeem. Met behulp van virale uiting van ChR2-YFP specifiek in volwassen geboren neuronen, kunnen we selectief jonge volwassene geboren neuronen in een milieu van ouderen eend volwassen neuronen. Onze optische controle maakt gebruik van een eenvoudige en goedkope LED-systeem, en laten we zien hoe dit systeem kan worden gekalibreerd om te begrijpen hoe veel licht nodig is om op te roepen stekelige activiteit in enkele neuronen. Vandaar dat korte flitsen van blauw licht op afstand het afvuren patroon van ChR2-getransduceerde pasgeboren cellen.
Protocol
Discussion
De laatste jaren een explosie in de populariteit van optogenetic tools voor neurowetenschappelijk onderzoek 6. Als gevolg hiervan, wordt het steeds belangrijker het verlagen van de drempel van binnenkomst voor laboratoria die willen beginnen met het gebruik van deze nieuwe hulpmiddelen. Hier beschrijven we hoe u een eenvoudige en goedkope aanpassingen en het kalibreren van een conventionele patch-clamp tuig gedrag, zodat het kan full-field optische stimulatie van channelrhodopsin-expressie neuronen doen. In h…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dit werk werd ondersteund door het leven verzekeringsmaatschappij "AG2R-La Mondiale-" Ecole des Neurowetenschappen de Paris (ENB), het Agence Nationale de la Recherche "ANR-09-neur-004" in het kader van "ERA-NET NEURON "van KP7 programma door de Europese Commissie, en het Pasteur Foundation. Sebastien Wagner werd gesteund door de Letten Foundation.
Materials
| Material | Typ | Company | Catalogue No. |
| Ketamine | 100 mg/ml | Imalgène 1000 | |
| Xylazine | 2% | Rompun | |
| NaCl | &nbps; | Sigma | S5886 |
| KCl | Sigma | P5405 | |
| MgSO4 | Sigma | M1880 | |
| NaHCO3 | Sigma | S5761 | |
| NaHPO4 | Sigma | S5011 | |
| Glucose | Sigma | G7021 | |
| CaCl2 | Sigma | C7902 | |
| Agarose | Sigma | A9539 | |
| Pipette Puller | P-97 | Sutter | |
| Glass Capillaries | 1.5 mm O.D./1.17 mm I.D. | Harvard Apparatus | GC150T-10 |
| LED array | Bridgelux | BXRA-C2000 | |
| Collimating lens | 40 mm beam diameter | Thor Labs | LEDC1 |
| Power supply | 2.8 amp | A1W Electronik | HKO2800 |
| Optical power meter | Thor Labs | PM 100 | |
| Heatsink | Silent Boost K8 | Thermaltake | A1838 |
| Fan | Silent Boost K8 | Thermaltake | A1838 |
| Vibratome | Leica | VT1200S |
Referenzen
- Nissant, A. Adult neurogenesis promotes synaptic plasticity in the olfactory bulb. Nature Neuroscience. 12, 728-730 (2009).
- Apicella, A. Pyramidal Cells in Piriform Cortex Receive Convergent Input from Distinct Olfactory Bulb Glomeruli. Journal of Neuroscience. 30, 14255-14260 (2010).
- Boyden, E. S. genetically targeted optical control of neural activity. Nature. 8, 1263-1263 (2005).
- Bardy, C. where new inhibitory neurons release neurotransmitters in the adult olfactory bulb. The Journal of Neuroscience. 30, 17023-17034 (2010).
- Grubb, M. S. Functional maturation of the first synapse in olfaction: development and adult neurogenesis. The Journal of neuroscience. 28, 2919-2932 (2008).
- Zhang, F. Circuit-breakers: optical technologies for probing neural signals and systems. Nature reviews. Neuroscience. 8, 577-581 (2007).
- Grossman, N. Multi-site optical excitation using ChR2 and micro-LED array. Journal of neural engineering. 7, 16004-16004 (2010).
- Dhawale, A. K. Non-redundant odor coding by sister mitral cells revealed by light addressable glomeruli in the mouse. Nature neuroscience. 13, 1404-1412 (2010).
- Weick, J. P. Functional control of transplantable human ESC-derived neurons via optogenetic targeting. Stem cells. 28, 2008-2016 (2010).
- Toni, N. Neurons born in the adult dentate gyrus form functional synapses with target cells. Nature Neuroscience. 11, 901-907 (2008).
- Grubb, M. S., Burrone, J. Channelrhodopsin-2 Localised to the Axon Initial Segment. PLoS ONE. 5, e13761-e13761 .
- Tye, K. M. Amygdala circuitry mediating reversible and bidirectional control of anxiety. Nature. 471, 358-362 (2011).
