Cella di misura singola di rilascio di dopamina con simultanea di tensione-clamp e Amperometria
Summary
La tecnica di misura amperometrico il rilascio di dopamina da una singola cellula rilevando la corrente ossidativo prodotta per ossidazione spontanea dopamina. Morsetto di tensione simultanea e la metodologia amperometria rivelano il rapporto meccanicistico tra il generale "attività" del trasportatore della dopamina e il ruolo di regolamentazione di questa attività sul trasporto inverso di dopamina.
Abstract
Dopo il suo rilascio nella fessura sinaptica, la dopamina esercita le sue proprietà biologiche attraverso i suoi obiettivi di pre-e post-sinaptica 1. Il segnale dopamina è terminata da diffusione 2-3, enzimi extracellulari 4, e trasportatori di membrana 5. Il trasportatore della dopamina, che si trova nel peri-sinaptico dei neuroni dopaminergici cancella le ammine rilasciate attraverso un flusso di dopamina verso l'interno (assorbimento). Il trasportatore della dopamina può funzionare anche in senso inverso per liberare ammine dall'interno verso l'esterno in un processo chiamato di trasporto verso l'esterno o l'efflusso di dopamina 5. . Più di 20 anni fa Sulzer et al hanno riportato il trasportatore della dopamina può operare in due modi di attività: in avanti (assorbimento) e la retromarcia (efflusso) 5. Il neurotrasmettitore rilasciato tramite efflusso attraverso il trasportatore può spostare una grande quantità di dopamina nello spazio extracellulare, e ha dimostrato di giocare un ruolo importante nella regolamentazione dopamina extracellulare homeostasi 6. Qui si descrive come patch clamp e registrazione simultanee amperometria può essere utilizzato per misurare dopamina rilasciata attraverso il meccanismo di flusso con risoluzione temporale millisecondo quando il potenziale di membrana è controllata. Per questo, cellule intere correnti e ossidativo (amperometrico) segnali sono misurati simultaneamente utilizzando un amplificatore Axopatch 200B (Molecular Devices, con un passa-basso insieme filtro di Bessel a 1.000 Hz per cellula intera registrazione corrente). Per amperometria registrazione di un elettrodo in fibra di carbonio è collegato ad un secondo amplificatore (Axopatch 200B) ed è posto adiacente alla membrana plasmatica e mantenuto a 700 mV. Le cellule intere e ossidativo (amperometrico) correnti possono essere registrati e la relazione corrente-tensione possono essere generati utilizzando un protocollo di tensione di fase. A differenza della calibrazione solita amperometrico, che richiede la conversione alla concentrazione, la corrente viene riportato direttamente senza considerare il 7 effettivo volume. Così, i dati risultantirappresentano un limite inferiore di efflusso dopamina perché alcuni trasmettitore è perso alla soluzione bulk.
Protocol
Representative Results
Discussion
Simultanea voltage-clamp e amperometria offre i seguenti vantaggi. Tutti i tipi cellulari sono accessibili e possono essere utilizzati per la registrazione. L'identificazione delle cellule o dei neuroni in cui sono fatte le registrazioni è semplice e lineare. In particolare, se la cella è marcato in modo fluorescente aggiungendo un tag fluorescente per la proteina di interesse sperimentatore può facilmente selezionare la cella di destinazione o neurone. La configurazione sperimentale consente un'erogazione un…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Ringraziamo il Dott. Sanika Chirwa per la revisione critica di questo manoscritto. Questo lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health (DA026947, DA021471 e 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 |
References
- 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).
- 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).
- Sulzer, D., Pothos, E. N. Regulation of quantal size by presynaptic mechanisms. Rev. Neurosci. 11, 159-212 (2000).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Goodwin, J. S., et al. Amphetamine and methamphetamine differentially affect dopamine transporters in vitro and in. , 284-2978 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
