Använda Prisvärd LED-arrayer för Photo-Stimulering av nervceller
Summary
Vuxen-födda nervceller som uttrycker ChR2 kan manipuleras i slice elektrofysiologiska förberedelser för att undersöka deras bidrag till funktionen av luktsinnet neurala kretsar.
Abstract
Standard skiva elektrofysiologi har gjort det möjligt för forskare att sond enskilda komponenter av neurala kretsar genom att spela in elektriska svaren från enskilda celler som svar på elektriska eller farmakologiska manipulationer 1,2. Med uppfinningen av metoder för att optiskt kontrollera genetiskt riktade neuron (optogenetics), forskare har nu en oöverträffad nivå av kontroll över specifika grupper av nervceller i standarden skiva beredning. Framför allt låter ljuskänsliga channelrhodopsin-2 (ChR2) forskare att aktivera nervceller med ljus 3,4. Genom att kombinera noggrann kalibrering av LED-baserade photostimulation av ChR2 med vanlig skiva elektrofysiologi, kan vi sond med närmare rollen som vuxna födda interneuronen i luktloben, den första centrala relä av luktsinnet. Använda virala uttryck för ChR2-YFP specifikt hos vuxna födda nervceller, kan vi kontrollera selektivt unga vuxna födda nervceller i en miljö av äldre ettd mogna nervceller. Vår optisk kontroll använder en enkel och billig LED-system, och vi visar hur detta system kan kalibreras för att förstå hur mycket ljus som behövs för att framkalla tillsatta aktiviteten i enstaka nervceller. Därför kan korta blixtar av blått ljus fjärrstyra skottlossningen mönster ChR2-transduced nyfödda celler.
Protocol
Discussion
De senaste åren har sett en explosion i popularitet optogenetic verktyg för neurovetenskaplig forskning 6. Som ett resultat, är det allt viktigare att sänka barriären för inresa för laboratorier som vill börja använda dessa nya verktyg. Här beskriver vi hur man genomför en enkel och billig installation i efterhand och kalibrering av en konventionell patch-clamp riggen så att den kan göra full-området optisk stimulering av channelrhodopsin-uttryckande nervceller. Framför allt använder vi denna …
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Detta arbete stöddes av livbolaget "AG2R-La-Mondiale", Ecole des Neurovetenskap de Paris (ENP), Agence Nationale de la Recherche "ANR-09-neur-004" inom ramen för "ERA-NET NEURON "i FP7-program från Europeiska kommissionen och Pasteur stiftelsen. Sebastien Wagner stöddes av Letten stiftelsen.
Materials
| Material | Tipo | Company | Catalogue No. |
| Ketamine | 100 mg/ml | Imalgène 1000 | |
| Xylazine | 2% | Rompun | |
| NaCl | &nbps; | Sigma | S5886 |
| KCl | Sigma | P5405 | |
| MgSO4 | Sigma | M1880 | |
| NaHCO3 | Sigma | S5761 | |
| NaHPO4 | Sigma | S5011 | |
| Glucose | Sigma | G7021 | |
| CaCl2 | Sigma | C7902 | |
| Agarose | Sigma | A9539 | |
| Pipette Puller | P-97 | Sutter | |
| Glass Capillaries | 1.5 mm O.D./1.17 mm I.D. | Harvard Apparatus | GC150T-10 |
| LED array | Bridgelux | BXRA-C2000 | |
| Collimating lens | 40 mm beam diameter | Thor Labs | LEDC1 |
| Power supply | 2.8 amp | A1W Electronik | HKO2800 |
| Optical power meter | Thor Labs | PM 100 | |
| Heatsink | Silent Boost K8 | Thermaltake | A1838 |
| Fan | Silent Boost K8 | Thermaltake | A1838 |
| Vibratome | Leica | VT1200S |
Referências
- Nissant, A. Adult neurogenesis promotes synaptic plasticity in the olfactory bulb. Nature Neuroscience. 12, 728-730 (2009).
- Apicella, A. Pyramidal Cells in Piriform Cortex Receive Convergent Input from Distinct Olfactory Bulb Glomeruli. Journal of Neuroscience. 30, 14255-14260 (2010).
- Boyden, E. S. genetically targeted optical control of neural activity. Nature. 8, 1263-1263 (2005).
- Bardy, C. where new inhibitory neurons release neurotransmitters in the adult olfactory bulb. The Journal of Neuroscience. 30, 17023-17034 (2010).
- Grubb, M. S. Functional maturation of the first synapse in olfaction: development and adult neurogenesis. The Journal of neuroscience. 28, 2919-2932 (2008).
- Zhang, F. Circuit-breakers: optical technologies for probing neural signals and systems. Nature reviews. Neuroscience. 8, 577-581 (2007).
- Grossman, N. Multi-site optical excitation using ChR2 and micro-LED array. Journal of neural engineering. 7, 16004-16004 (2010).
- Dhawale, A. K. Non-redundant odor coding by sister mitral cells revealed by light addressable glomeruli in the mouse. Nature neuroscience. 13, 1404-1412 (2010).
- Weick, J. P. Functional control of transplantable human ESC-derived neurons via optogenetic targeting. Stem cells. 28, 2008-2016 (2010).
- Toni, N. Neurons born in the adult dentate gyrus form functional synapses with target cells. Nature Neuroscience. 11, 901-907 (2008).
- Grubb, M. S., Burrone, J. Channelrhodopsin-2 Localised to the Axon Initial Segment. PLoS ONE. 5, e13761-e13761 .
- Tye, K. M. Amygdala circuitry mediating reversible and bidirectional control of anxiety. Nature. 471, 358-362 (2011).
