रेटिनोलॉजिकल इन्वेस्टीगेशन ऑफ रेटिनोजेनिक्युलेट एंड कोरिटोजेनिक्युलेट सिनेप्स फंक्शन
Summary
यहाँ, हम तीव्र मस्तिष्क स्लाइस की तैयारी के लिए प्रोटोकॉल प्रस्तुत करते हैं जिसमें पार्श्व जेनुलेट न्यूक्लियस और रेटिनोजेनिक्युलेट और कोरिकजेनिक synapses फ़ंक्शन की इलेक्ट्रोफिजियोलॉजिकल जांच होती है। इस प्रोटोकॉल एक ही तीव्र मस्तिष्क स्लाइस में उच्च रिलीज और कम रिलीज संभावना के साथ synapses अध्ययन करने के लिए एक कारगर तरीका प्रदान करता है.
Abstract
पार्श्व जेनुलेट नाभिक दृश्य सूचना के लिए पहला रिले स्टेशन है। इस thalamic नाभिक के रिले न्यूरॉन्स रेटिना गुच्छिका कोशिकाओं से इनपुट एकीकृत और यह दृश्य प्रांतस्था के लिए परियोजना. इसके अलावा, रिले न्यूरॉन्स प्रांतस्था से ऊपर से नीचे उत्तेजना प्राप्त करते हैं. रिले न्यूरॉन्स के लिए दो मुख्य उत्तेजक आदानों कई पहलुओं में अलग. प्रत्येक रिले न्यूरॉन केवल कुछ रेटिनोजेनिक synapses से इनपुट प्राप्त करता है, जो कई रिलीज साइटों के साथ बड़े टर्मिनलों रहे हैं. यह तुलनात्मक रूप से मजबूत उत्तेजना द्वारा परिलक्षित होता है, रिले न्यूरॉन्स प्राप्त करते हैं, रेटिना गुच्छिका कोशिकाओं से. Corticogeniculate synapses, इसके विपरीत, कुछ रिलीज साइटों और कमजोर synaptic शक्ति के साथ सरल कर रहे हैं. दो synapses भी उनके synaptic अल्पकालिक प्लास्टिक में अलग हैं. रेटिनोजेनिक synapses एक उच्च रिलीज संभावना है और फलस्वरूप एक अल्पकालिक अवसाद प्रदर्शित करते हैं. इसके विपरीत, corticogeniculate synapses एक कम रिलीज संभावना है. कोरटोजेनिकफाइबर फाइबर पार्श्व जेनियूट नाभिक में प्रवेश करने से पहले रेटिक्युलर थैलेमिक नाभिक को पार करते हैं। रेटिक्युलर थैलेमिक नाभिक के विभिन्न स्थानों (पार्श्व जेनुलेट नाभिक से रोस्टली) और ऑप्टिक पथ (पार्श्व जेनिक न्यूक्लियस से वेंटरो-लैटरली) उत्तेजक corticogeniculate या रेटिनोजेनिक synapses अलग से अनुमति देते हैं के साथ extracellular उत्तेजना इलेक्ट्रोड. यह पार्श्व geniculate नाभिक एक आदर्श मस्तिष्क क्षेत्र है जहां बहुत अलग गुण एक ही सेल प्रकार पर imping के साथ दो उत्तेजक synapses बनाता है, एक साथ अध्ययन किया जा सकता है. यहाँ, हम रिले न्यूरॉन्स से रिकॉर्डिंग की जांच करने के लिए और तीव्र मस्तिष्क स्लाइस में रेटिनोजेनिक्युलेट और corticogeniculate synapse समारोह का विस्तृत विश्लेषण करने के लिए एक विधि का वर्णन. लेख पार्श्व geniculate नाभिक की तीव्र मस्तिष्क स्लाइस की पीढ़ी के लिए एक कदम दर कदम प्रोटोकॉल और ऑप्टिक पथ और corticogeniculate फाइबर अलग से उत्तेजक द्वारा रिले न्यूरॉन्स से गतिविधि रिकॉर्डिंग के लिए कदम शामिल हैं.
Introduction
पार्श्व जेनुलेट नाभिक के रिले न्यूरॉन्स एकीकृत और दृश्य प्रांतस्था के लिए दृश्य जानकारी रिले. इन न्यूरॉन्स रीटेजनिक synapses के माध्यम से गुच्छिका कोशिकाओं से उत्तेजक इनपुट प्राप्त करते हैं, जो रिले न्यूरॉन्स के लिए मुख्य उत्तेजक ड्राइव प्रदान करते हैं. इसके अलावा, रिले न्यूरॉन्स corticogenic ulate synapses के माध्यम से cortical न्यूरॉन्स से उत्तेजक आदानों प्राप्त करते हैं. इसके अलावा, रिले न्यूरॉन्स स्थानीय interneurons और नाभिक रेटिक्युलेरिस थैलेमी1के GABAergic न्यूरॉन्स से निरोधात्मक आदानों प्राप्त करते हैं। नाभिक रेटिक्युलरिस थैलेमी थैलेमस और कॉर्टेक्स के बीच एक ढाल की तरह मौजूद होता है जिससे कॉर्टेक्स से थैलेमस में और विपरीत दिशा में पेश होने वाले रेशों को नाभिक रेटिक्युलेरिस थैलमी2के माध्यम से जाना चाहिए .
रेटिनोजेनिक इनपुट और कोर्टिजेनिक इनपुट विशिष्ट synaptic गुण3,4,5,6,7,8प्रदर्शित करते हैं . रेटिनोजेनिक आदानों कई रिलीज साइटों9,10के साथ बड़े टर्मिनलों के रूप में . इसके विपरीत, corticogeniculate आदानों एकल रिलीज साइटों7के साथ छोटे टर्मिनलों प्रदर्शित करते हैं. इसके अलावा, रेटिनोजेनिक synapses कुशलता से रिले न्यूरॉन्स की कार्रवाई क्षमता ड्राइव रिले न्यूरॉन्स पर सभी synapses के केवल 5 $10% का गठन होने के बावजूद3,8,11. दूसरी ओर, कोरिकजनिक synapses, रिले न्यूरॉन्स12,13की झिल्ली क्षमता को नियंत्रित करके रेटिनोजेनिक संचरण की एक न्यूनाधिक के रूप में सेवा करते हैं।
इन दो मुख्य उत्तेजक आदानों रिले न्यूरॉन्स के लिए भी कार्यात्मक अलग हैं. एक प्रमुख अंतर यह है कि रेटिनोनिक synapses की अल्पकालिक अवसाद और corticogeniculate synapses 3,5,8की अल्पकालिक सुविधा है. अल्पकालिक प्लास्टिकता एक घटना है जिसमें synaptic शक्ति परिवर्तन जब synapse कई सेकंड के लिए कुछ मिलीसेकंड की एक समय अवधि के भीतर बार-बार सक्रिय है को संदर्भित करता है. Synaptic रिलीज संभावना अल्पकालिक प्लास्टिक के अंतर्निहित एक महत्वपूर्ण कारक है. Synapses, एक कम प्रारंभिक रिलीज संभावना के साथ, प्रदर्शन अल्पकालिक सुविधा के कारण Ca 2 के buildup के कारण2 + presynapse में और इसके परिणामस्वरूप रिलीज संभावना में वृद्धि दोहराया गतिविधि पर मनाया जाता है. इसके विपरीत, उच्च रिलीज संभावना के साथ synapses आमतौर पर तैयार-releasable vesicles14की कमी के कारण अल्पकालिक अवसाद प्रदर्शित करते हैं. इसके अलावा, पदों के desensitization कुछ उच्च रिलीज संभावना synapses8,15में अल्पकालिक प्लास्टिक के लिए योगदान देता है. उच्च रिलीज संभावना और $-एमिनो-3-hydroxy-5-मेथिल-4-isoxazolepropionic एसिड (AMPA) रिसेप्टर्स के desensitization रेटिनोजेनिक synapses के प्रमुख अल्पकालिक अवसाद में योगदान. इसके विपरीत, कम रिलीज संभावना corticogeniculate synapses की अल्पकालिक सुविधा underlies.
चूहों में, ऑप्टिक पथ पुच्छपार्श् विक साइट से पृष्ठीय पार्श्व जेनियूलेट न्यूक्लियस (dLGN) में प्रवेश करता है, जबकि कोरिकजेनिकेट फाइबर डीएलजीएन रोस्ट्रोवेंराली में प्रवेश करते हैं। दो आदानों के बीच की दूरी एक ही सेल पर imping दो बहुत अलग उत्तेजक आदानों के व्यक्तिगत गुणों की जांच के लिए अनुमति देता है. यहाँ, हम पर निर्माण और एक पहले से वर्णित विच्छेदन विधि में सुधार जिसमें रेटिनोजेनिक और corticogeniculate फाइबर तीव्र मस्तिष्क स्लाइस3में संरक्षित कर रहे हैं. हम, तो, रिले न्यूरॉन्स के electrophysiological जांच और रेटिनोजेनिकऔर्युलेट की उत्तेजना और extracellular उत्तेजना इलेक्ट्रोड के साथ corticogeniculate फाइबर का वर्णन. अंत में, हम biocytin और बाद में शारीरिक विश्लेषण के साथ रिले न्यूरॉन्स के भरने के लिए एक प्रोटोकॉल प्रदान करते हैं.
Protocol
Representative Results
Discussion
हम एक पहले से प्रकाशित विधि के आधार पर एक बेहतर प्रोटोकॉल का वर्णन3, जो रिलीज retinogenic synapses और एक ही टुकड़ा से जारी corticogenic synapses की कम संभावना की उच्च संभावना की जांच के लिए अनुमति देता है. यह बहुत महत्व का ह…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
यह काम सहयोगात्मक अनुसंधान केंद्र (SFB) 1134 “कार्यात्मक एनसेंबल्स” (J.V.E. और X.C.) और अनुसंधान अनुदान EN948/1-2 (J.V.E.) के भीतर जर्मन अनुसंधान फाउंडेशन (DFG) द्वारा वित्त पोषित किया गया है।
Materials
| Amplifier | HEKA Elektronik | EPC 10 USB Double patch clamp amplifier | |
| Biocytin | Sigma-Aldrich | B4261-250MG | |
| CaCl2 | EMSURE | 1.02382.1000 | |
| choline chloride | Sigma-Aldrich | C1879-1KG | |
| Confocal Laser Scanning Microscope | Leica Microsystems | TCS SP5 | |
| CsCl | EMSURE | 1.02038.0100 | |
| Cs-gluconate | Self-prepared | Since there was no commercial Cs-gluconate, we prepared it by ourselves | |
| D-600 | Sigma-Aldrich | M5644-50MG | methoxyverapamil hydrochloride |
| D-APV | Biotrend | BN0085-100 | NMDA-receptor antagonist |
| Digital camera for microscope | Olympus | XM10 | |
| EGTA | SERVA | 11290.02 | |
| Forene | Abbvie | 2594.00.00 | isoflurane |
| Glucose | Sigma-Aldrich | 49159-1KG | |
| HEPES | ROTH | 9105.2 | |
| High Current Stimulus Isolator | World Precision Instruments | A385 | |
| KCl | EMSURE | 1.04936.1000 | |
| MgCl2 | EMSURE | 1.05833.0250 | |
| Micromanipulators | Luigs & Neumann | SM7 | |
| Miroscope | Olympus | BX51 | |
| mounting medium | ThermoFisher Scientific | P36930 | Prolong Gold Invitrogen |
| NaCl | ROTH | 3957.1 | |
| NaH2PO4 | EMSURE | 1.06346.1000 | |
| NaHCO3 | EMSURE | 1.06329.1000 | |
| Pipette | Hilgenberg | 1807502 | |
| Puller | Sutter | P-1000 | |
| razor blade | Personna | 60-0138 | |
| Semiautomatic Vibratome | Leica Biosystems | VT1200S | |
| SR 95531 hydrobromide | Biotrend | AOB5680-10 | GABAA-receptor antagonist |
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