Summary

Medición única célula de la liberación de dopamina simultánea con fijación de voltaje y Amperometría

Published: November 21, 2012
doi:

Summary

La técnica amperométrica mide la liberación de dopamina a partir de una única célula mediante la detección de la corriente oxidativo producido por la oxidación espontánea dopamina. Fijación de tensión simultánea y metodología amperometría revelar la relación mecanicista entre el general "actividad" del transportador de dopamina y el papel regulador de esta actividad en el transporte inverso de la dopamina.

Abstract

Después de su liberación en la hendidura sináptica de dopamina, ejerce sus propiedades biológicas a través de sus objetivos pre y post sináptica-1. La señal de la dopamina se termina por difusión 2-3, enzimas extracelulares 4, y transportadores de membrana 5. El transportador de la dopamina, que se encuentra en la hendidura peri-sináptica de las neuronas de dopamina despeja las aminas liberadas a través de un flujo de dopamina hacia adentro (absorción). El transportador de la dopamina también puede funcionar en sentido inverso para liberar aminas del interior al exterior en un proceso llamado transporte hacia el exterior o flujo de salida de la dopamina 5. . Hace más de 20 años atrás Sulzer et al informaron el transportador de dopamina puede funcionar en dos modos de actuación: avance (absorción) y marcha atrás (flujo de salida) 5. El neurotransmisor liberado a través de flujo de salida a través del transportador puede mover una gran cantidad de dopamina en el espacio extracelular, y se ha demostrado que desempeñan un papel regulador importante en dopamina extracelular homeostasis 6. Aquí se describe cómo patch clamp y la grabación simultáneas amperometría se puede utilizar para medir la dopamina liberada mediante el mecanismo de eflujo con resolución de tiempo de milisegundos cuando el potencial de membrana se controla. Por esto, su conjunto de células actuales y oxidativa (amperométrico) señales se miden simultáneamente utilizando un amplificador Axopatch 200B (Molecular Devices, con un conjunto de paso bajo del filtro de Bessel a 1.000 Hz para células enteras de grabación actual). Para amperometría grabación de un electrodo de fibra de carbono está conectado a un segundo amplificador (Axopatch 200B) y se coloca adyacente a la membrana plasmática y se mantuvo a +700 mV. Las células enteras y oxidativa (amperométrico) corrientes puede ser grabado y la actual relación de tensión puede ser generada utilizando un protocolo de paso de tensión. A diferencia de la calibración habitual amperométrica, que requiere la conversión a concentración, la corriente se comunica directamente sin tener en cuenta el volumen efectivo 7. Así, los datos resultantesrepresentan un límite inferior para el eflujo de dopamina porque algunos transmisor se pierde a la solución a granel.

Protocol

1. Equipos y Suministros Montar una jaula de Faraday en la parte superior de la mesa de vibración anti (TMI) para disminuir el ruido de fondo. La abrazadera simultánea parche amperometría sistema de grabación necesita un microscopio invertido con excelentes óptica DIC y una larga distancia de trabajo de la lente. Conecte el microscopio faro a una batería de coche. Esta fuente de luz de CC para el sistema disminuirá aún más el ruido eléctrico. Micromanipuladores hidráulicas (Sisk…

Representative Results

Patch clamp combinada con amperometría puede medir el voltaje dependiente de DAT mediada por flujo de salida de DA. Figura 2A muestra una configuración representativa experimental y grabación de DAT mediada por flujo de salida de DA cuando el medio intracelular y el potencial de membrana se sujeta mediante una pipeta zonal de célula completa. Usando esta técnica, las células que expresan YFP-DAT proteínas tienen tensión fijada con una pipeta de células patch entero mientras que un electrodo amp…

Discussion

Simultánea de fijación de voltaje y amperometría tiene las siguientes ventajas. Todos los tipos de células son accesibles y se pueden utilizar para la grabación. La identificación de las células o neuronas donde las grabaciones son realizadas es sencilla y directa. En particular, si la celda está marcada con fluorescencia mediante la adición de una etiqueta fluorescente para la proteína de interés, el experimentador puede seleccionar fácilmente la célula diana o neurona. La configuración experimental permi…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos al Dr. Sanika Chirwa para la revisión crítica de este manuscrito. Este trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud (DA026947, DA021471 y NS071122).

Materials

      Equipment
Anti-vibration table w/faraday cage Technical Manufacturing Corporation 63-500 series we use model 63-543
Inverted microscope Nikon TE-2000 Nikon discontinued now Eclipse Ti
Two low noise amplifiers axopatch 200b Molecular Devices   800-635-5577
1-CV 203 BU headstage Molecular Devices   800-635-5578
1-HL-U pipette holder Molecular Devices   800-635-5579
Digidata 1440A A/D converter Molecular Devices   800-635-5580
Two manipulators Siskyou, left and right handed Siskiyou MX6600R MX6600L 877-313-6418
Laser pipette puller Sutter Instruments P-2000 888-883-0128
Low noise carbon fiber amperometric electrode ProCFE   www.dagan.com
Low noise quartz pipette Sutter Instruments QF100-70-7.5 888-883-0128
12-volt car battery     widely available
Car battery charger     widely available
      Reagent
Sodium chloride (NaCl) Sigma S7653  
HEPES Sigma H3375  
Dextrose Sigma G7528  
Magnesium sulfate (MgSO4) Sigma M2643  
Potassium phosphate monobasic (KH2PO4) Sigma P5655  
Potassium chloride (KCl) Sigma P9333  
Calcium chloride dihydrate (CaCl2•2H20) Sigma 223506  
Magnesium chloride hexahydrate (MgCl2•6H20) Sigma M2670  
EGTA Sigma E0396  

Referências

  1. Michael, A. C., Ikeda, M., Justice, J. B. Mechanisms contributing to the recovery of striatal releasable dopamine following MFB stimulation. Brain Res. 421, 325-335 (1987).
  2. Gonon, F. Prolonged and extrasynaptic excitatory action of dopamine mediated by D1 receptors in the rat striatum in vivo. J. Neurosci. 17, 5972-5978 (1997).
  3. Sulzer, D., Pothos, E. N. Regulation of quantal size by presynaptic mechanisms. Rev. Neurosci. 11, 159-212 (2000).
  4. Napolitano, A., Cesura, A. M., Da Prada, M. The role of monoamine oxidase and catechol O-methyltransferase in dopaminergic neurotransmission. J. Neural. Transm. Suppl. 45, 35-45 (1995).
  5. Sulzer, D., Maidment, N. T., Rayport, S. Amphetamine and other weak bases act to promote reverse transport of dopamine in ventral midbrain neurons. J. Neurochem. 60, 527-535 (1993).
  6. Salahpour, A., et al. Increased amphetamine-induced hyperactivity and reward in mice overexpressing the dopamine transporter. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105, 4405-4410 (2008).
  7. Khoshbouei, H., Wang, H., Lechleiter, J. D., Javitch, J. A., Galli, A. Amphetamine-induced dopamine efflux. A voltage-sensitive and intracellular Na+-dependent mechanism. J. Biol. Chem. 278, 12070-12077 (2003).
  8. Goodwin, J. S., et al. Amphetamine and methamphetamine differentially affect dopamine transporters in vitro and in. , 284-2978 (2009).
  9. Kahlig, K. M., et al. Amphetamine induces dopamine efflux through a dopamine transporter channel. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 102, 3495-3500 (2005).
  10. Swant, J., Chirwa, S., Stanwood, G., Khoshbouei, H. Methamphetamine reduces LTP and increases baseline synaptic transmission in the CA1 region of mouse hippocampus. PLoS One. 5, e11382 (2010).
  11. Gnegy, M. E., et al. Intracellular Ca2+ regulates amphetamine-induced dopamine efflux and currents mediated by the human dopamine transporter. Mol. Pharmacol. 66, 137-143 (2004).
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Citar este artigo
Saha, K., Swant, J., Khoshbouei, H. Single Cell Measurement of Dopamine Release with Simultaneous Voltage-clamp and Amperometry. J. Vis. Exp. (69), e3798, doi:10.3791/3798 (2012).

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