全細胞膜片鉗在體外電生理學的落射熒光成像與光遺傳學刺激的應用

瀏覽次數：5878　發布日期：2021-1-18　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

膜片鉗（Patch-clamp）電生理學是一種被廣泛運用于分析神經元內在特性及其局部關聯的實驗方法。近年來，實驗室標記整個大腦神經元中特定子集轉基因小鼠品系的能力為分析神經元回路與研究整個大腦的神經元多樣性提供了新的方案。如今，Alessandro Galloni團隊正在使用可適用于膜片鉗顯微鏡的CoolLED pE-4000照明系統來將經tdTomato標記小鼠腦切片中的5層錐體神經元可視化，并將它們設為細胞內膜片鉗記錄的對象。

在全細胞膜片鉗記錄中，含5層活錐體神經元的腦切片。膜片鉗電極被附著于一個處于視場中央經tdTomato熒光標記神經元的體細胞（soma）。

科研人員通常通過膜片鉗夾神經元、以及在電刺激突觸前神經元期間測量其突觸后電位的方式來研究神經元之間的連接。但對于不同大腦區域中神經元之間的遠程連接，軸突常在準備腦切片時被切斷。在過去的十年中，隨著光遺傳學的發展，研究人員發現了另一種靶向刺激突觸前神經元的方法，即在其膜上建立光敏離子通道。從而實現了即使軸突被切斷，它們的突觸仍能夠用短的光脈沖被直接激活。

自光遺傳學方法被首次發現以來，學界已發現了更多具有不同動力學、離子滲透性和波長敏感性的視蛋白。 CoolLED pE-4000提供的大范圍波長以及在刺激神經元時以毫秒級精度數字觸發它們的能力有效為研究人員在給特定實驗選擇最合適的視蛋白與在其激發光譜峰值處刺激過程中提供了更大的靈活性。若兩個視蛋白具有足夠獨立的光譜敏感性，例如對藍光敏感的Chronos與對紅光敏感的ChrimsonR，則均能夠在不同的神經元群體中表達并被獨立控制，從而有助于研究人員評估每個視蛋白對連接現象或單個突觸后神經元活動的貢獻。