Utilizzando conveniente array LED per la foto-stimolazione dei neuroni
Summary
Adulti-nato neuroni che esprimono ChR2 può essere manipolata in preparati fetta elettrofisiologici al fine di esaminare il loro contributo verso la funzione olfattiva di circuiti neurali.
Abstract
Elettrofisiologia fetta standard ha permesso ai ricercatori di sondare i singoli componenti dei circuiti neurali registrando le risposte elettriche di singole cellule in risposta a elettrica o farmacologica 1,2 manipolazioni. Con l'invenzione di metodi per controllare visivamente i neuroni geneticamente mirata (optogenetics), i ricercatori hanno ora un livello senza precedenti di controllo su gruppi specifici di neuroni nella preparazione fetta standard. In particolare, fotosensibile channelrhodopsin-2 (ChR2) permette ai ricercatori di attivare i neuroni con la luce 3,4. Grazie alla combinazione di calibrazione accurata basata su LED di fotostimolazione ChR2 con elettrofisiologia fetta standard, siamo in grado di riconoscere con maggior dettaglio il ruolo di adulto-nato interneuroni nel bulbo olfattivo, il primo relè centrale del sistema olfattivo. Utilizzando l'espressione virale di ChR2-YFP specificamente in neuroni adulti nati, siamo in grado di controllare selettivamente i giovani adulti nati i neuroni in un ambiente di un vecchiod neuroni maturi. Il nostro controllo ottico utilizza un sistema semplice e poco costoso a LED, e si mostra come questo sistema può essere calibrato per capire quanta luce è necessaria per evocare spiking attività in singoli neuroni. Quindi, brevi lampi di luce blu può controllare a distanza il modello lancio di ChR2-trasdotte neonato.
Protocol
Discussion
Ultimi anni hanno visto un'esplosione della popolarità di strumenti per la ricerca neuroscientifica optogenetic 6. Di conseguenza, è sempre più importante per abbassare la barriera di ingresso per i laboratori che vogliono iniziare a utilizzare questi nuovi strumenti. Qui descriviamo come condurre un riadattamento semplice ed economica e la calibrazione di un convenzionale impianto di patch-clamp in modo che possa farlo a pieno campo stimolazione ottica di channelrhodopsin che esprimono i neuroni. In p…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Questo lavoro è stato sostenuto dalla compagnia di assicurazione sulla vita "AG2R-La Mondiale", Ecole des Neurosciences de Paris (PEV), l'Agence Nationale de la Recherche "ANR-09-Neur-004", nella cornice di "ERA-NET NEURON "del 7 ° PQ dalla Commissione Europea e la Fondazione Pasteur. Sebastien Wagner è stato sostenuto dalla Fondazione Letten.
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).
