תגובות סידן הדמיה בנוירונים GFP-tagged של פרוסות מוח עכבר ההיפותלמוס
Summary
בפרוטוקול זה, אנו מעדכנים את ההתקדמות האחרונה בתחום ההדמיה Ca<sup> 2 +</sup> אותות של נוירונים GFP-tagged בפרוסות רקמת המוח באמצעות ניאון אדום Ca<sup> 2 +</sup> מחוון צבע.
Abstract
למרות גידול עצום בידע שלנו על את המנגנונים בבסיס הקידוד של מידע במוח, שאלה מרכזית בנוגע לצעדים המולקולריים המדויקים, כמו גם את פעילותם של תאי עצב ספציפי בגרעינים רבים תפקודיים של אזורי מוח כגון ההיפותלמוס יישאר. בעיה זו כוללת זיהוי של המרכיבים המולקולריים המעורבים בוויסות של מפלי העברת אותות neurohormone שונים. גבהים של Ca 2 + התאי לשחק תפקיד חשוב בויסות הרגישות של תאי עצב, היא ברמה של העברת אותות ובאתרים סינפטיים.
כלים חדשים צמחו כדי לסייע בזיהוי נוירונים במספר העצום של תאי עצב במוח בהבעת חלבון פלואורסצנטי ירוק (GFP) תחת השליטה של אמרגן מסוים. כדי לפקח גם מרחב ובזמן גירוי-Induced Ca 2 + תשובות בGFP בתיוג נוירונים, שאינו ירוק זרחני Ca 2 + מחוון הצבע needs לשמש. בנוסף, מיקרוסקופיה confocal היא שיטה מועדפת של נוירונים בודדים בפרוסות הדמית רקמות בשל היכולת לדמיין נוירונים במטוסים שונים של עומק בתוך הרקמה ולהגביל פלואורסצנטי מחוץ לפוקוס. Ca 2 + ratiometric המחוון Fura-2 כבר בשימוש בשילוב עם ה-GFP מתויג-1 תאי עצב. עם זאת, הצבע הוא נרגש על ידי אור אולטרה סגול (UV). העלות של הליזר ואת עומק החדירה האופטי המוגבל של אור UV הפריעה את השימוש בו במעבדות רבות. יתר על כן, GFP פלואורסצנטי עלול להפריע Fura-2 האותות 2. לכן, החלטנו להשתמש בניאון אדום Ca 2 + צבע מחוון. השינוי הענק של הסטרוקס Fura אדום מאפשר ניתוח ססגוני של הקרינה האדומה בשילוב עם ה-GFP באמצעות אורך גל עירור יחיד. בעבר היו לנו תוצאות טובות באמצעות Fura אדום בשילוב עם ה-GFP-tagged נוירונים ריח 3. הפרוטוקולים לפרוסות רקמת הרחה נראים עובדים דוארqually גם בנוירונים ההיפותלמוס 4. Fura האדום מבוסס Ca 2 + הדמיה הייתה גם שלב בהצלחה עם β-תאי ה-GFP-tagged לבלב ואת הקולטנים של GFP מתויג-מתבטאים בתאי HEK 5,6. גחמה קטנה של Fura האדום היא שעוצמת הקרינה שלה ב 650 ננומטר מקטינה פעם המחוון נקשר סידן 7. לכן, הקרינה של נוירונים מנוחה עם Ca נמוך + 2 יש ריכוז עצמה גבוהה יחסית. יש לציין, כי אחרים האדומים Ca 2 +-צבעי חיווי קיימים או כרגע בשלבי פיתוח, שעשוי לתת תוצאות טובות יותר או שיפור בנוירונים שונים ואזורים במוח.
Protocol
Discussion
שאלה מרכזית בחקר המוח היא להבין כיצד המוח מעבד מידע חברתי. מקור עיקרי של מידע נחוץ להכרה חברתית מקודד על ידי אותות ריח או מושכים. זיהוי של אותות אלה על ידי אוכלוסיות עצביות באף ומההכרה של האותות במוח, בעיקר ההיפותלמוס, לשחק תפקיד מפתח בתהליכים חברתיים רבים והורמוני הש…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
אנו מודים לחברינו שהשתתפו ביצירתו סכמו כאן. עבודה זו נתמכה על ידי מענקים מForschungsgemeinschaft דויטשה (SFB 894), "הניתוח אינטגרטיבי של olfaction 'DFG Schwerpunktprogramm 1392 ועל ידי פולקסווגן הקרן (TLZ). TLZ הוא פרופ 'ליכטנברג של פולקסווגן הקרן.
Materials
| Name | Company | Cat. N° |
| Agar | Sigma | A1296 |
| Fura-red/AM | Invitrogen | F-3021 |
| Pluronic F-127 | Sigma | P2443 |
| Dimethyl sulfoxide | Fisher Scientific | BP231 |
| Vibrating-Blade Microtome Hyrax V 50 | Zeiss | 9770170 |
| Cooling Device CU 65 for Microtome Hyrax V 50 | Zeiss | 9920120 |
| O2/CO2 Incubator, CB210-UL | Binder | 0019389 |
| Super glue, Loctite 406TM | Henckel | 142580 |
| Double spatulas, spoon shape | Bochem | 3182 |
| Microspoon spatulas, spoon shape | Bochem | 3344 |
| Spring Scissors, Moria-Vannas-Wolff – 7mm Blades | Fine Science Tools | 15370-52 |
| Spring Scissors, Vannas – 3mm Blades | Fine Science Tools | 15000-00 |
| Wagner Scissors | Fine Science Tools | 14071-12 |
| Medical Forceps, Dumont 7b | Fine Science Tools | 11270-20 |
| Large Rectangular Open Bath Chamber (RC-27) | Warner Instruments | 64-0238 |
| Confocal Microscope BioRad Radiance 2100 | Zeiss | n.a. |
References
- Almholt, K., Arkhammar, P. O., Thastrup, O., Tullin, S. Simultaneous visualization of the translocation of protein kinase Calpha-green fluorescent protein hybrids and intracellular calcium concentrations. Biochem. J. 337 (Pt 2), 211-218 (1999).
- Bolsover, S., Ibrahim, O., O’Luanaigh, N., Williams, H., Cockcroft, S. Use of fluorescent Ca2+ dyes with green fluorescent protein and its variants: problems and solutions. Biochem. J. 356, 345-352 (2001).
- Leinders-Zufall, T., Ishii, T., Mombaerts, P., Zufall, F., Boehm, T. Structural requirements for the activation of vomeronasal sensory neurons by MHC peptides. Nat. Neurosci. 12, 1551-1558 (2009).
- Wen, S. Genetic identification of GnRH receptor neurons: a new model for studying neural circuits underlying reproductive physiology in the mouse brain. Endocrinology. 152, 1515-1526 (2011).
- Hara, M. Imaging pancreatic beta-cells in the intact pancreas. Am. J. Physiol. Endocrinol. Metab. 290, E1041-E1047 (2006).
- Doherty, A. J., Coutinho, V., Collingridge, G. L., Henley, J. M. Rapid internalization and surface expression of a functional, fluorescently tagged G-protein-coupled glutamate receptor. Biochem. J. 341 (Pt 2), 415-422 (1999).
- Kurebayashi, N., Harkins, A. B., Baylor, S. M. Use of fura red as an intracellular calcium indicator in frog skeletal muscle fibers. Biophys. J. 64, 1934-1960 (1993).
- Heyward, P. M., Chen, C., Clarke, I. J. Gonadotropin-releasing hormone modifies action potential generation in sheep pars distalis gonadotropes. Neuroendocrinology. 58, 646-654 (1993).
- Kneen, M., Farinas, J., Li, Y., Verkman, A. S. Green fluorescent protein as a noninvasive intracellular pH indicator. Biophys. J. 74, 1591-1599 (1998).
- Wen, S. Functional characterization of genetically labeled gonadotropes. Endocrinology. 149, 2701-2711 (2008).
- Paxinos, G., Franklin, J. . The mouse brain in stereotaxic coordinates. , (2001).
- Tirindelli, R., Dibattista, M., Pifferi, S., Menini, A. From pheromones to behavior. Physiol. Rev. 89, 921-956 (2009).
- Kelliher, K. R., Wersinger, S. R. Olfactory regulation of the sexual behavior and reproductive physiology of the laboratory mouse: effects and neural mechanisms. ILAR J. 50, 28-42 (2009).
- Yoon, H., Enquist, L. W., Dulac, C. Olfactory inputs to hypothalamic neurons controlling reproduction and fertility. Cell. 123, 669-682 (2005).
- Boehm, U., Zou, Z., Buck, L. B. Feedback loops link odor and pheromone signaling with reproduction. Cell. 123, 683-695 (2005).
- Wilson, J. M., Dombeck, D. A., Diaz-Rios, M., Harris-Warrick, R. M., Brownstone, R. M. Two-photon calcium imaging of network activity in XFP-expressing neurons in the mouse. J. Neurophysiol. 97, 3118-3125 (2007).
- Hu, J. Detection of near-atmospheric concentrations of CO2 by an olfactory subsystem in the mouse. Science. 317, 953-957 (2007).
- Perez, C. A. A transient receptor potential channel expressed in taste receptor cells. Nat. Neurosci. 5, 1169-1176 (2002).
- Trollinger, D. R., Cascio, W. E., Lemasters, J. J. Selective loading of Rhod 2 into mitochondria shows mitochondrial Ca2+ transients during the contractile cycle in adult rabbit cardiac myocytes. Biochem Biophys. Res. Commun. 236, 738-742 (1997).
- Meshik, X. A., Hyrc, K. L., Goldberg, M. P. Properties of Asante Calcium Red – a novel ratiometric indicator with long excitation wavelength. , (2010).
