Summary

Astrocytes의 플라즈마 막 글로벌 세포내 칼슘 역학 니어 측정

Published: April 26, 2009
doi:

Summary

우리는 총 내부 반사와 epifluorescence 현미경을 사용하여 교양 astrocytes에 막 및 글로벌 세포내 칼슘 역학 근처 측정하는 방법에 대해 설명합니다.

Abstract

두뇌는 glial 세포가 포함되어 있습니다. Astrocytes, glial 세포의 종류는 긴 뉴런에 수동 지원 역할을 제공하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나, 증가 증거 astrocytes도 적극적으로 뉴런과 기능적 상호 작용을 통해 뇌의 기능에 참여할 수있다하는 것이 좋습니다. 그러나, astrocyte 생물학의 많은 근본적인 측면 논쟁, 불분명 및 / 또는 실험적으로 미개척 남아있다. 중요한 문제는 astrocytes의 세포내 칼슘 과도의 역학입니다. 칼슘이 잘 중요한 두번째 메신저로 설립되고 있기 때문에 그것이 astrocyte 칼슘 고도가 astrocytes에서 송신기의 릴리스를 실행할 수있는 제안 되었기 때문에이 적합합니다. 그러나, astrocytes의 신호 근처 플라즈마 막 칼슘의 자세한 설명을하거나 만족이되지 않았습니다. 총 내부 반사 형광 (TIRF) 현미경 살 세포의 플라즈마 막의 약 100 nm의 시간 생리학 관련 신호 이벤트를 분석하는 강력한 도구입니다. 여기, 우리는 TIRF 현미경을 사용하여 거의 동시에 플라즈마 막과 글로벌 세포내 칼슘 역학 근처 모니터링하는 방법에 대해 설명합니다. 이 방법의 자세한 상세하고 체계적인 응용 프로그램은 astrocyte 칼슘 신호의 정확한 세부 사항에 대해 알리기 위해 가능성이 있습니다. astrocyte 칼슘 역학에 대한 상세한 이해, 어떻게 언제 왜 astrocytes와 뉴런은 칼슘 의존 기능 상호 작용을 거쳐, 이해하는 기초를 제공할 수 있습니다.

Protocol

실험 절차 실험 절차는 다음 단계 현명한 방식으로 설명하는 두 가지 핵심 부분으로 구성됩니다. 1 부 : 준비 HIPPOCAMPAL ASTROCYTE 문화 간단히 혼합 hippocampal astrocyte – 신경 세포의 문화가 잘 설립 프로토콜 1,2,3을 사용하여 준비되었습니다. 우리는 건강 교양 astrocytes를 얻을 수있는 절차를 최적화. 아래에 나열된 모든 절차는 이러?…

Discussion

그것은 astrocytes은 세포 내 칼슘의 고도를 표시 잘 설정됩니다. 이들은 자발적으로 발생하는가의 연결 활동이나 astrocyte 표면 11 수용체를 활성화하기 위해 agonists의 응용 프로그램에 의해 실행하실 수 있습니다. 하나의 중요한 논쟁 문제는 astrocyte 세포 내 칼슘의 고도는 뉴런 11, 12 수용체를 활성화 신호 분자의 릴리스를 실행할 수 있는지 여부입니다. 로 헤이든 7, 13, 11 맥카시 실험실?…

Acknowledgements

이 작품은 일본의 우에하라 기념 재단 (ES)을뿐만 아니라 화이트홀 재단, 신경 장애 및 뇌졸중과 스테인 – 오펜 하이머 엔다우먼트 수상 (BSK)을 국립 연구소에 의해 지원되었다.

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

  1. 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).
  2. 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).
  3. Nunez, J. Primary culture of hippocampal neurons from P0 newborn rats. J Vis Exp. 19, (2008).
  4. 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).
  5. 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).
  6. Araque, A., Carmignoto, G., Haydon, P. G. Dynamic signalling between astrocytes and neurons. Annu Rev Physiol. 63, 795-813 (2001).
  7. Haydon, P. G. GLIA: listening and talking to the synapse. Nat Rev Neurosci. 2, 185-193 (2001).
  8. Bowser, D. N., Khakh, B. S. ATP excites interneurons and astrocytes to increase synaptic inhibition in neuronal networks. J Neurosci. 24, 8606-8620 (2004).
  9. 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).
  10. 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).
  11. Agulhon, C. What is the role of astrocyte calcium in neurophysiology. Neuron. 59, 932-946 (2008).
  12. Barres, B. A. The mystery and magic of glia: a perspective on their roles in health and disease. Neuron. 60, 430-440 (2008).
  13. Lee, S. Y., Haydon, P. G. Astrocytic glutamate targets NMDA receptors. J Physiol. 581, 887-888 (2007).
  14. 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).
  15. 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).
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Cite This Article
Shigetomi, E., Khakh, B. S. Measuring Near Plasma Membrane and Global Intracellular Calcium Dynamics in Astrocytes. J. Vis. Exp. (26), e1142, doi:10.3791/1142 (2009).

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