마우스 부신하는 chromaffin 세포에서 세포 부착 된 정전 용량 측정을위한 방법
Summary
After exocytosis, fused plasma membrane is retrieved through a process known as endocytosis. This mechanism reforms new synaptic vesicles for the next round of release. Individual endocytic events are captured and analyzed through the use of the cell-attached capacitance recordings in mouse adrenal chromaffin cells.
Abstract
Neuronal transmission is an integral part of cellular communication within the brain. Depolarization of the presynaptic membrane leads to vesicle fusion known as exocytosis that mediates synaptic transmission. Subsequent retrieval of synaptic vesicles is necessary to generate new neurotransmitter-filled vesicles in a process identified as endocytosis. During exocytosis, fusing vesicle membranes will result in an increase in surface area and subsequent endocytosis results in a decrease in the surface area. Here, our lab demonstrates a basic introduction to cell-attached capacitance recordings of single endocytic events in the mouse adrenal chromaffin cell. This type of electrical recording is useful for high-resolution recordings of exocytosis and endocytosis at the single vesicle level. While this technique can detect both vesicle exocytosis and endocytosis, the focus of our lab is vesicle endocytosis. Moreover, this technique allows us to analyze the kinetics of single endocytic events. Here the methods for mouse adrenal gland tissue dissection, chromaffin cell culture, basic cell-attached techniques, and subsequent examples of individual traces measuring singular endocytic event are described.
Introduction
시냅스 전달은 신경 전달 물질 – 함유 소포 시냅스 세포 외 유출에 의해 매개되고, 이러한 소포는 장기적으로 신경의 통신을 유지하기 위해 신경 말단 내의 지방 세포 내 이입 재활용을 거쳐야한다. 시냅스 소포 사이클 전체적으로 셀룰러 통신의 더 나은 이해를 향해 필수적인 토대 구성 분자 기계 이해, 뇌 시냅스 전달의 중요한 역할을 감안. 셀 모델 시스템 중 부신하는 chromaffin 세포는 시냅스 소포 재활용의 기초가되는 분자 기계에 관하여 가장 정확한 통찰력의 일부를 제공하고 있습니다. 세포 외 유출, 신경 전달 물질 방출의 마지막 단계는, 대단히 공부 부신하는 chromaffin 셀 1,2를 사용하여 조사되었다. 사실, 분비 과립의 형성, 타겟팅, 도킹 및 융합을 조율 분자 선수 대부분 기인 DIV의 애플리케이션에 확인 된하는 chromaffin 세포 하나에서 ERSE 기술. 더욱이, 세포 외 유출에 관여하는 단백질의 단일 기계 소포 해상도를 허용 할 수있는 기회를 제공하여, 셀하는 chromaffin 소포 융합의 3 문제를 해결하기 위해 강력한 모델 남아있다.
세포 부착 된 용량 측정은 첫째 세포 외 유출 세 동안 단일 소포 융합 해결에 사용되었다. ~ 60 nm의 직경이 입증 된만큼 작은 소포 세포 외 유출은 세포 부착 구성 4-7에서 패치 클램프 기술로 세포막 어드미턴스 측정에 의해 검출된다. 어드미턴스는 회로 또는 장치에 전류가 흐르도록하는 방법을 쉽게의 척도로서 정의된다; 이것은 임피던스의 역이다. 따라서, 어드미턴스의 측정은 막의 커패시턴스의 이해를 제공한다. 이는 세포막 소포 막에 혼입함으로써 달성된다; 이 법인은 표면의 변화를 보여준다지역 8. 각 융합 막 소포는 커패시턴스 9,10에서 단계적으로 증가시킨다. 또한,이 측정은 어드미턴스 막 컨덕턴스 및 이벤트 exocytotic 3 중 융합 기공 컨덕턴스를 제공한다. 이 기술은 세포 외 유출 동안 단일 소포 반응 속도를 식별에 고유 한 도구를 제공하고, 우리의 연구소는 최근 하나의 소포 11, 12의 엔도 사이토 시스를 감지하는이 개념을 적용하고있다.
우리의 특정 관심이 많은 셀 (13)과의 연결 단자 (14, 15)에서 시냅스 소포 엔도 시토 시스에 대한 주요 경로로 기본적인 가사 구성 요소로 간주하고있다 clathrin 매개 엔도 시토 시스 (CME)입니다. CME는하지만, 그 반응 속도로 인해 단일 세포 내 이입 된 사건을 검사하는 경우에 기술적 인 제한으로 잘 이해되지 남아, 생물학적으로 중요한 것으로 알려져있다. 하는 chromaffin 세포와 신경 세포 일 사이 exocytic 메커니즘의 유사성을 감안할 때, 그것이 와줘하는 chromaffin 세포 분열 메커니즘 가능성이 뉴런에서 시냅스 소포 엔도 시토 시스에 적용 할 수 있음을 ausible. 세포 부착 된 용량 측정은 각각의 세포 내 이입 이벤트를 모니터링하고 대부분의 방법으로 해결할 수없는 핵분열 반응 속도를 분석하는 데 이용되어왔다. 우리의 세포 – 부착 기록에서, 20 kHz에서 사인파 들고 잠재적 겹쳐되며, 출력 전류는 증폭기 로크에 두 단계에서 다른 채널에서 하나의 채널과 멤브레인 커패시턴스 막 컨덕턴스로 분리 16 18. 멤브레인 컨덕턴스 및 커패시턴스의 변화로부터, 하나의 가능성 소포 핀치 오프 이전 원형질막에 내재화 소포 연결 관형 막 목에 대응 핵분열 기공의 동력학을 계산할 수있다. 종합적으로,이 기술은 우리에게 CME 동안 소포 분열의 규제 메커니즘을 조사 할 수있는 기회를 제공합니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
세포 부착 커패시턴스 측정이 성공적으로 고품질 레코딩 얻기 위해서는 몇 가지 중요한 단계가 필요 : 부신으로부터 제조 1) 실용적이고 건강한 세포; 커버 슬립의 2) PDL 코팅; 3) 기가 옴 씰 형성; 4) 시스템의 노이즈 레벨; 5) 위상 보정.
동물의 수술 한 잠재적 수 변형이 가장 적합 기용으로 수술 접근을 조정하고, 박리시 손상을 방지하는 것이다. 전기 생리 녹음을 위해 이용 ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work is supported by a National Science Foundation award (1145581) to LWG.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| Poly-D-Lysine | Sigma | P0899 | |
| DMEM | 15066024 | Keep out of UV | |
| Dulbecco’s Modified Eagle Medium | Life Technologies | ||
| Cover Glass | Carolina Biological | 633029 | 12mm |
| Penicillin Streptomycin | Life Technologies | 15140122 | 100mL |
| Insulin-Trans-Sel-X | Life Technologies | 51500056 | Only thaw on ICE! |
| Papain | Worthington | 39S11614 | |
| EPC-7 plus patch amplifier | HEKA | ||
| BNC-2090 data acquisition board | National Instruments | ||
| Igor data acquisition software | Wavemetrics | ||
| P-97 pipette puller | Sutter Instruments | ||
| Microforge | Scientific Instruments | ||
| Borosilicate glass capillaries | Sutter Instruments | B150-110-10 | Outer diameter-1.5 mm |
| Inner diameter 1.10 mm | |||
| Length- 10 cm |
Referências
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