Brug af Affordable LED-arrays for Foto-Stimulation af neuroner
Summary
Voksen-født neuroner udtrykker ChR2 kan manipuleres i skive elektrofysiologiske forberedelser for at undersøge deres bidrag til den funktion af olfaktoriske neurale kredsløb.
Abstract
Standard skive elektrofysiologi har gjort det muligt forskere til at undersøge de enkelte komponenter i neurale kredsløb ved at optage elektriske svar af enlige celler som reaktion på elektrisk eller farmakologiske manipulationer 1,2. Med opfindelsen af metoder til optisk kontrol genetisk målrettet neuroner (optogenetics), nu har forskerne en hidtil uset grad af kontrol over specifikke grupper af neuroner i standarden skive forberedelse. Især giver lysfølsomt channelrhodopsin-2 (ChR2) forskere at aktivere neuroner med lys 3,4. Ved at kombinere omhyggelig kalibrering af LED-baserede photostimulation af ChR2 med standard skive elektrofysiologi, er vi i stand til at probe med flere detaljer rollen som voksen-fødte interneuroner i lugtekolben, den første centrale relæ af det olfaktoriske system. Brug af virale udtryk for ChR2-YFP specifikt i voksen-født neuroner, kan vi selektivt styre ung voksen-født neuroner i et miljø af ældre end modne neuroner. Vores optisk styring anvender en enkel og billig LED-system, og vi viser, hvordan dette system kan kalibreres til at forstå, hvor meget lys der er behov for at vække spiking aktivitet i en enkelt neuroner. Derfor kan korte glimt af blåt lys fjernbetjene affyringen mønster af ChR2-transduced nyfødte celler.
Protocol
Discussion
De seneste år er der sket en eksplosion i popularitet optogenetic værktøjer til neurovidenskab forskning 6. Som et resultat, er det stadig vigtigere at sænke barrieren for indrejse til laboratorier, der ønsker at begynde at bruge disse nye værktøjer. Her beskriver vi, hvordan man laver en enkel og billig renovering og kalibrering af en konventionel patch-clamp riggen, så det kan gøre fuld-field optisk stimulering af channelrhodopsin-udtrykkende neuroner. I særdeleshed, anvender vi denne teknik til s…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Dette arbejde blev støttet af livsforsikringsselskabet "AG2R-La Mondiale", Ecole des Neurovidenskaber de Paris (ENP), Agence Nationale de la Recherche "ANR-09-NEUR-004" inden for rammerne af "ERA-NET NEURON "af 7. rammeprogram, som Europa-Kommissionen, og Pasteur Foundation. Sebastien Wagner blev støttet af Letten Foundation.
Materials
| Material | Type | 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 |
References
- 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).
