視床下部マウス脳スライスのGFPタグニューロンにおけるイメージングカルシウム応答
Summary
このプロトコルでは、カルシウムイメージングの最近の進捗状況を更新<sup> 2 +</sup赤色蛍光Caを用いた脳組織切片におけるGFPタグニューロンの>信号<sup> 2 +</sup>指示薬色素。
Abstract
脳内の情報の符号化、正確な分子手順並びに視床下部が残っているとしての脳領域の多機能の核内の特定のニューロンの活動に関わる中心的な問題の根底にあるメカニズムについての我々の知識の巨大な増加にもかかわらず。この問題は、様々な神経ホルモンのシグナル伝達カスケードの調節に関与する分子成分の識別を含む。細胞内Ca 2 +の上昇は両方のシグナル伝達のレベルとシナプス部位で、神経細胞の感度を調節するのに重要な役割を果たしている。
新しいツールは、特定のプロモーターの制御下に緑色蛍光タンパク質（GFP）を発現させることにより、脳の神経細胞の無数のニューロンを特定するために浮上している。空間的にも時間的刺激によって誘発されるCa 2 +の GFPタグニューロン、非緑色蛍光Ca 2 +指示薬色素nの応答を監視するには使用するeeds。さらに、共焦点顕微鏡は、組織内の深さの異なる平面内のニューロンを可視化するとアウトフォーカスの蛍光を制限するために、その能力のために組織切片におけるイメージング個々のニューロンの好きな方法である。レシオメトリックのCa 2 +指示薬FURA-2は、GFPタグニューロン1と組み合わせて使用されています。しかし、染料は紫外線（UV）光によって励起される。レーザのコストおよびUV光の限られた光の浸透深さは、多くの研究室での使用を妨げた。また、GFP蛍光はFURA-2信号2と干渉する場合があります。したがって、私たちは赤い蛍光Ca 2 +指示薬色素を使用することを決めた。 FURA-赤の巨大なストロークシフトは単一の励起波長を用いて、GFPとの組み合わせで赤色蛍光の多色分析を可能にします。我々はGFPタグ嗅覚ニューロン3と組み合わせてFURA-赤を使用して以前に良好な結果を得た。嗅覚組織切片のためのプロトコルは、電子を動作するように見えたquallyよく視床下部ニューロン4インチのFura-赤基づくのCa 2 +イメージングにも成功し、膵β細胞とHEK細胞に発現し5,6 GFPタグ受容体GFPタグと組み合わせた。 FURA-赤の少し癖は、インジケータがカルシウム7をバインドした後650nmでの蛍光強度が減少することである。したがって、低Ca 2 +濃度と休息ニューロンの蛍光は、比較的高い強度を有している。それは注意すべきで、そのほかの赤のCa 2 +指示薬色素が存在しないか、現在開発されて、それはまた別のニューロンと脳領域におけるより良いまたは改善された結果を与えるかもしれない。
Protocol
Discussion
神経科学の主要な問題は、脳が社会的な情報の処理方法を理解することです。社会的認識のために必要な情報の主なソースは、嗅覚やフェロモンの信号により符号化されている。神経鼻の集団、特に脳、視床下部における信号の認識によって、これらの信号の検出は、多くの社会的プロセスと影響ホルモンおよび他の神経内分泌因子13-16の重要な役割を果たしています。複数のニュー…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
私たちは作業に参加の仲間たちに感謝ここにまとめました。この作品は、ドイツ学術振興（SFB 894）、フォルクスワーゲン財団（TLZ）によるDFG Schwerpunktprogramm 1392 '嗅覚の統合解析 "からの補助金によって支えられている。 TLZは、フォルクスワーゲン財団のリヒテンベルグ教授です。
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).
