Summary

युगपत वोल्टेज दबाना और Amperometry साथ dopamine जारी की एकल कोशिका मापन

Published: November 21, 2012
doi:

Summary

amperometric तकनीक oxidative सहज dopamine oxidization द्वारा उत्पादित वर्तमान पता लगाने के द्वारा एक एकल कोशिका से dopamine रिलीज उपाय. युगपत वोल्टेज क्लैंप और amperometry पद्धति dopamine ट्रांसपोर्टर और dopamine के रिवर्स परिवहन पर इस गतिविधि के नियामक भूमिका के समग्र "गतिविधि" के बीच यंत्रवत संबंध प्रकट करते हैं.

Abstract

अन्तर्ग्रथनी फांक dopamine में अपनी रिहाई के बाद अपने पूर्व और बाद synaptic 1 लक्ष्य के माध्यम से अपने जैविक गुणों डालती है. dopamine संकेत प्रसार 2-3, कोशिकी 4 एंजाइमों, और झिल्ली 5 ट्रांसपोर्टरों द्वारा समाप्त होता है. dopamine न्यूरॉन्स की पेरी synaptic फांक में स्थित dopamine ट्रांसपोर्टर, एक आवक dopamine प्रवाह (तेज) के माध्यम से जारी amines साफ करता है. dopamine ट्रांसपोर्टर भी विपरीत दिशा में काम करने के लिए एक जावक परिवहन या 5 dopamine के तपका बुलाया प्रक्रिया में अंदर से बाहर करने के लिए amines जारी कर सकते हैं. 20 से अधिक साल पहले Sulzer एट अल बताया dopamine ट्रांसपोर्टर गतिविधि के दो मोड में काम कर सकते हैं: आगे (तेज) (तपका) और रिवर्स 5. ट्रांसपोर्टर के माध्यम से तपका के माध्यम से जारी neurotransmitter dopamine की एक बड़ी राशि को बाह्य अंतरिक्ष में ले जाने के लिए, कर सकते हैं और कोशिकी dopamine घंटे में एक प्रमुख विनियामक भूमिका निभा दिखाया गया है6 omeostasis. यहाँ हम वर्णन कैसे एक साथ पैच दबाना और amperometry रिकॉर्डिंग millisecond समय संकल्प के साथ तपका तंत्र जब झिल्ली क्षमता नियंत्रित किया जाता है के माध्यम से जारी dopamine को मापने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. इस के लिए, पूरे सेल वर्तमान और oxidative संकेतों (amperometric) एक साथ मापा एक Axopatch 200B एम्पलीफायर (आण्विक उपकरण, पूरे सेल वर्तमान रिकॉर्डिंग के लिए 1000 हर्ट्ज पर एक कम पास Bessel फिल्टर सेट के साथ) का उपयोग कर रहे हैं. है है लिए कार्बन फाइबर इलेक्ट्रोड रिकॉर्डिंग amperometry एक 2 प्रवर्धक (200B Axopatch) से जुड़ा है और प्लाज्मा झिल्ली को आसन्न रखा और 700 एमवी में आयोजित. पूरे सेल और oxidative धाराओं (amperometric) और दर्ज किया जा सकता है संबंध वर्तमान वोल्टेज एक वोल्टेज कदम प्रोटोकॉल का उपयोग कर उत्पन्न किया जा सकता है. सामान्य amperometric अंशांकन, जो एकाग्रता के लिए रूपांतरण की आवश्यकता के विपरीत, वर्तमान प्रभावी मात्रा 7 पर विचार किए बिना सीधे सूचना दी है. इस प्रकार, परिणामी डेटाएक कम dopamine तपका सीमा का प्रतिनिधित्व करते हैं क्योंकि कुछ ट्रांसमीटर थोक समाधान के लिए खो दिया है.

Protocol

1. उपकरण और आपूर्ति पृष्ठभूमि शोर को कम करने के लिए विरोधी कंपन (TMI) तालिका के शीर्ष पर एक फैराडे पिंजरे माउंट. एक साथ पैच दबाना amperometry रिकॉर्डिंग प्रणाली उत्कृष्ट डीआईसी प्रकाशिकी और एक लंबे समय से ?…

Representative Results

Amperometry के साथ संयुक्त पैच दबाना उपाय कर सकते हैं वोल्टेज – निर्भर DAT-मध्यस्थता डीए तपका 2A चित्रा. DAT मध्यस्थता डीए तपका के एक प्रतिनिधि प्रायोगिक विन्यास और जब intracellular परिवेश और झिल्ली क्षमता एक पैच विं?…

Discussion

युगपत वोल्टेज दबाना और amperometry निम्नलिखित लाभ हैं. सभी प्रकार की कोशिकाओं पहुंच रहे हैं और रिकॉर्डिंग के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. कोशिकाओं या न्यूरॉन जहां रिकॉर्डिंग कर रहे हैं की पहचान सरल और सीधा ह?…

Divulgations

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

हम इस पांडुलिपि की महत्वपूर्ण समीक्षा के लिए डॉ. Sanika Chirwa धन्यवाद. यह काम राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान (DA026947, DA021471, और NS071122) द्वारा समर्थित किया गया.

Materials

      Equipment
Anti-vibration table w/faraday cage Technical Manufacturing Corporation 63-500 series we use model 63-543
Inverted microscope Nikon TE-2000 Nikon discontinued now Eclipse Ti
Two low noise amplifiers axopatch 200b Molecular Devices   800-635-5577
1-CV 203 BU headstage Molecular Devices   800-635-5578
1-HL-U pipette holder Molecular Devices   800-635-5579
Digidata 1440A A/D converter Molecular Devices   800-635-5580
Two manipulators Siskyou, left and right handed Siskiyou MX6600R MX6600L 877-313-6418
Laser pipette puller Sutter Instruments P-2000 888-883-0128
Low noise carbon fiber amperometric electrode ProCFE   www.dagan.com
Low noise quartz pipette Sutter Instruments QF100-70-7.5 888-883-0128
12-volt car battery     widely available
Car battery charger     widely available
      Reagent
Sodium chloride (NaCl) Sigma S7653  
HEPES Sigma H3375  
Dextrose Sigma G7528  
Magnesium sulfate (MgSO4) Sigma M2643  
Potassium phosphate monobasic (KH2PO4) Sigma P5655  
Potassium chloride (KCl) Sigma P9333  
Calcium chloride dihydrate (CaCl2•2H20) Sigma 223506  
Magnesium chloride hexahydrate (MgCl2•6H20) Sigma M2670  
EGTA Sigma E0396  

References

  1. Michael, A. C., Ikeda, M., Justice, J. B. Mechanisms contributing to the recovery of striatal releasable dopamine following MFB stimulation. Brain Res. 421, 325-335 (1987).
  2. Gonon, F. Prolonged and extrasynaptic excitatory action of dopamine mediated by D1 receptors in the rat striatum in vivo. J. Neurosci. 17, 5972-5978 (1997).
  3. Sulzer, D., Pothos, E. N. Regulation of quantal size by presynaptic mechanisms. Rev. Neurosci. 11, 159-212 (2000).
  4. Napolitano, A., Cesura, A. M., Da Prada, M. The role of monoamine oxidase and catechol O-methyltransferase in dopaminergic neurotransmission. J. Neural. Transm. Suppl. 45, 35-45 (1995).
  5. Sulzer, D., Maidment, N. T., Rayport, S. Amphetamine and other weak bases act to promote reverse transport of dopamine in ventral midbrain neurons. J. Neurochem. 60, 527-535 (1993).
  6. Salahpour, A., et al. Increased amphetamine-induced hyperactivity and reward in mice overexpressing the dopamine transporter. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 4405-4410 (2008).
  7. Khoshbouei, H., Wang, H., Lechleiter, J. D., Javitch, J. A., Galli, A. Amphetamine-induced dopamine efflux. A voltage-sensitive and intracellular Na+-dependent mechanism. J. Biol. Chem. 278, 12070-12077 (2003).
  8. Goodwin, J. S., et al. Amphetamine and methamphetamine differentially affect dopamine transporters in vitro and in. , 284-2978 (2009).
  9. Kahlig, K. M., et al. Amphetamine induces dopamine efflux through a dopamine transporter channel. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 3495-3500 (2005).
  10. Swant, J., Chirwa, S., Stanwood, G., Khoshbouei, H. Methamphetamine reduces LTP and increases baseline synaptic transmission in the CA1 region of mouse hippocampus. PLoS One. 5, e11382 (2010).
  11. Gnegy, M. E., et al. Intracellular Ca2+ regulates amphetamine-induced dopamine efflux and currents mediated by the human dopamine transporter. Mol. Pharmacol. 66, 137-143 (2004).
check_url/fr/3798?article_type=t

Play Video

Citer Cet Article
Saha, K., Swant, J., Khoshbouei, H. Single Cell Measurement of Dopamine Release with Simultaneous Voltage-clamp and Amperometry. J. Vis. Exp. (69), e3798, doi:10.3791/3798 (2012).

View Video