قياس الأدنى غشاء البلازما والعالمية حيوية الكالسيوم بين الخلايا في الخلايا النجمية
Summary
نحن تصف كيفية قياس بالقرب من الغشاء والعالمية ديناميات الكالسيوم داخل الخلايا النجمية في تربيتها باستخدام الانعكاس الداخلي الكامل وepifluorescence المجهري.
Abstract
يحتوي على خلايا الدماغ الدبقية. منذ فترة طويلة النجمية ، وهو نوع من الخلايا الدبقية ، والمعروفة لتوفير دور سلبي داعمة لخلايا عصبية. ومع ذلك ، أدلة متزايدة تشير إلى أن الخلايا النجمية ويمكن أيضا المشاركة بنشاط في وظائف المخ من خلال التفاعل مع الخلايا العصبية الوظيفية. ومع ذلك ، العديد من الجوانب الأساسية لعلم الأحياء نجمية تظل مثيرة للجدل ، غير واضحة و / أو غير مستكشفة تجريبيا. مسألة واحدة مهمة هي ديناميات الكالسيوم داخل الخلايا العابرين في الخلايا النجمية. هذا هو ذات الصلة لأن راسخة الكالسيوم ورسوله في المركز الثاني والمهم أنه تم اقترح أن ترتفع نجمية الكالسيوم يمكن أن تؤدي إلى الإفراج عن الإرسال من الخلايا النجمية. ومع ذلك ، لم يكن هناك أي وصف تفصيلي أو مرضية من الكالسيوم غشاء البلازما بالقرب من الإشارات في الخلايا النجمية. مجموع مضان انعكاس الداخلي (TIRF) المجهر هو أداة قوية لتحليل الأحداث ذات الصلة من الناحية الفسيولوجية يشير ضمن حوالي 100 نانومتر للغشاء البلازما للخلايا الحية. هنا ، فإننا نستخدم TIRF المجهري ويصف كيفية مراقبة بالقرب من غشاء البلازما والعالمية ديناميات الكالسيوم داخل الخلايا في وقت واحد تقريبا. لمزيد من الصقل والتطبيق المنهجي لهذا النهج لديه القدرة على إبلاغ عن التفاصيل الدقيقة للإشارات الكالسيوم نجمية. قد يكون فهم مفصل لديناميات نجمية الكالسيوم توفر أساسا لفهم إذا ، كيف ومتى ولماذا النجمية والخلايا العصبية التي تعتمد على الكالسيوم الخضوع تفاعلات وظيفية.
Protocol
Discussion
هو راسخ بأن النجمية عرض ترتفع الكالسيوم داخل الخلايا. ويمكن أن تظهر هذه تحدث بشكل عفوي ، من خلال نشاط الخلايا العصبية أو عن طريق تطبيق منبهات لتنشيط المستقبلات على سطح خلية نجمية 11. مسألة واحدة مهمة ومثيرة للجدل هو ما إذا كانت الخلايا نجمية ترتفع الكالسيوم يمكن أن تؤدي إلى …
Acknowledgements
وأيد هذا العمل من قبل مؤسسة ميموريال أوهارا اليابان (لES) وكذلك مؤسسة وايتهول ، والمعهد الوطني للاضطرابات العصبية والسكتة الدماغية وجائزة الهبات شتاين – أوبنهايمر (لBSK).
Materials
| Material Name | Type | Company | Catalogue Number | Comment |
|---|---|---|---|---|
| VWR® Micro Cover Slips, Round, No. 1 | Tool | VWR | 48380-068 | |
| Poly-D-lysine hydrobromide | Reagent | Sigma | P0899 | |
| Laminin from Engelbreth-Holm-Swarm murine sarcoma basement membrane | Reagent | Sigma | L2020 | |
| Earle’s Balanced Salt Solution (EBSS) (1X), liquid | Reagent | Invitrogen | 14155-063 | |
| Minimum Essential Medium (MEM) (1X), liquid Contains Earle’s salts, but no L-glutamine or phenol red | Reagent | Invitrogen | 51200-038 | |
| Penicillin-Streptomycin liquid | Reagent | Invitrogen | 15140-122 | |
| Sodium pyruvate solution | Reagent | Sigma | S8636 | |
| HEPES solution 1 M | Reagent | Sigma | H0887 | |
| N-2 Supplement (100X), liquid | Reagent | Invitrogen | 17502-048 | |
| Horse Serum, Heat-Inactivated | Reagent | Invitrogen | 26050-088 | |
| PAPAIN-022 | Reagent | Worthington | LK003178 | |
| Neurobasal™ Medium (1X) Liquid without Phenol Red | Reagent | Invitrogen | 12348-017 | |
| B-27 Serum-Free Supplement (50X), liquid | Reagent | Invitrogen | 17504-044 | |
| L-Glutamine-200 mM (100X), liquid | Reagent | Invitrogen | 25030-149 | |
| Cell Strainers | Tool | BD Biosciences | 352350 | |
| BD Falcon Multiwell Flat-Bottom Plates with Lids, Sterile | Tool | BD Biosciences | 353046 | |
| NaCl | Reagent | Sigma | S7653 | |
| KCl | Reagent | Sigma | P3911 | |
| CaCl2 hexahydrate | Reagent | Sigma | 21108 | |
| MgCl2 hexahydrate | Reagent | Sigma | M2670 | |
| HEPES free acid | Reagent | Sigma | H3375 | |
| D-(+)-glucose | Reagent | Sigma | G7528 | |
| Fluo-4, AM 1 mM solution in DMSO | Reagent | Invitrogen | F-14217 | |
| Pluronic® F-127 20% solution in DMSO | Reagent | Invitrogen | P-3000MP | |
| Immersion Oil TYPE DF | Microscope | Cargille | 16242 | |
| Open chamber for 25 mm round coverslips, 100 μl volume | Tool | WARNER Instruments | 64-0362 (RC-21BDW) | |
| P-2 platform for Series 20 chambers, non-heater | Tool | WARNER Instruments | 64-0278 (P-2) | |
| FluoSpheres carboxylate-modified microspheres, 0.1 μm, yellow-green fluorescent (505/515) 2% solids | Reagent | Invitrogen | F8803 |
References
- Richler, E., Chaumont, S., Shigetomi, E., Sagasti, A., Khakh, B. S. An approach to image activation of transmitter-gated P2X receptors in vitro and in vivo. Nature Methods. 5, 87-93 (2008).
- Granseth, B., Odermatt, B., Royle, S. J., Lagnado, L. Clathrin-mediated endocytosis is the dominant mechanism of vesicle retrieval at hippocampal synapses. Neuron. 51, 773-786 (2006).
- Nunez, J. Primary culture of hippocampal neurons from P0 newborn rats. J Vis Exp. 19, (2008).
- Steyer, J. A., Almers, W. A real-time view of life within 100 nm of the plasma membrane. Nat Rev Mol Cell Biol. 2, 268-275 (2001).
- Jaiswal, J. K., Fix, M., Takano, T., Nedergaard, M., Simon, S. M. Resolving vesicle fusion from lysis to monitor calcium-triggered lysosomal exocytosis in astrocytes. Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 14151-14156 (2007).
- Araque, A., Carmignoto, G., Haydon, P. G. Dynamic signalling between astrocytes and neurons. Annu Rev Physiol. 63, 795-813 (2001).
- Haydon, P. G. GLIA: listening and talking to the synapse. Nat Rev Neurosci. 2, 185-193 (2001).
- Bowser, D. N., Khakh, B. S. ATP excites interneurons and astrocytes to increase synaptic inhibition in neuronal networks. J Neurosci. 24, 8606-8620 (2004).
- Bowser, D. N., Khakh, B. S. Two forms of astrocyte single vesicle exocytosis imaged with total internal reflection fluorescence microscopy. Proc Natl Acad Sci U S A. 104, 4212-4217 (2007).
- Bowser, D. N., Khakh, B. S. Vesicular ATP is the predominant cause of intercellular calcium waves in astrocytes. J Gen Physiol. 129, 485-491 (2007).
- Agulhon, C. What is the role of astrocyte calcium in neurophysiology. Neuron. 59, 932-946 (2008).
- Barres, B. A. The mystery and magic of glia: a perspective on their roles in health and disease. Neuron. 60, 430-440 (2008).
- Lee, S. Y., Haydon, P. G. Astrocytic glutamate targets NMDA receptors. J Physiol. 581, 887-888 (2007).
- Shigetomi, E., Bowser, D. N., Sofroniew, M. V., Khakh, B. S. Two forms of astrocyte calcium excitability have distinct effects on NMDA receptor-mediated slow inward currents in pyramidal neurons. J Neurosci. 28, 6659-6663 (2008).
- Cahoy, J. D. A transcriptome database for astrocytes, neurons, and oligodendrocytes: a new resource for understanding brain development and function. J Neurosci. 28, 264-278 (2008).
