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视觉信号通路在Cacna1f基因突变大鼠模型中发生重组
文章来源: Admin 更新时间: 2013-05-20 点击率:
20
次
仪器应用手册Volume 6
MED64系统重要应用:视觉信号通路在Cacna1f基因突变大鼠模型中发生重组
Ye Tao, Tao Chen, Ji-jing Pang, ZuoMing Zhang等
单位:
临床航空医学系,第四军医大学,西安,中国;
唐都医院,第四军医大学,西安,中国;
University of Florida College of Medicine, Gainesville, Florida
关键词
:
multielectrode array (多阵列电极系统,MEA) system; MED64; 视网膜(Retina);先天性静止性夜盲(CSNB);Cacna1f基因;钙离子流通道
来自第四军医大学和美国佛罗里达大学医学院的课题组,通过先进的电生理技术手段(
多阵列电极系统
),研究
Cacna1f基因
突变大鼠模型
视网膜
中的电信号传递特征,阐述了
先天性静止性夜盲(CSNB)
症的潜在病理学机理。
Cacna1f
基因能够编码Cav1.4钙离子通道的a1亚基,1f基因的变异能够通过影响
钙离子通道
的功能,引发细胞钙离子流的异常,造成神经细胞内神经递质的分泌异常,大大影响哺乳动物视觉信号的产生与传输。
Cacna1f
基因的这些突变与
iCSNB
症(不完整的x连锁先天性
静止夜盲症
)密切相关。是遗传性的严重夜视损失,会严重影响患者的生存质量。关于
iCSNB
症的研究已经非常广泛,通过发生突变的大鼠模型,研究者进行了很多关于iCSNB症的相关研究,但由于研究技术的限制,Cacna1f基因的变
异
对视网
膜神经节细胞动作电位信号的影响所知甚少。研究者利用来自日本Alpha MED公司MED64
多阵列电极系统
(MEA system),进行视网膜的研究。
MED64系统
能够进行视网膜的研究。
MED64系统
能够通过密集分布的64个微电极,持续收集视网膜细胞的神经动作电位,为研究者绘制出神经元电生理功能分布的地图,从而为视网膜神经元内部的相互联系提供有价值的线索。得益于
MED64
系统的整体性研究特点和非侵入性的优势,这一技术解决了体外信号记录和体内记录研究之间的空白,尤其是在离子通道相关的电生理研究中,有着巨大的应用潜力。
方法:
从自然发生的
Cacna1f基因
突变大鼠
(CSNB大鼠)
和野生型大鼠样本分别提取的
视网膜(Retina)
组织,放置到
MED64
系统的培养槽内,细胞层接触培养槽底部的电极阵列。光刺激对视网膜神经细胞(RCGs)引发的电信号通过多电极阵列系统(
MED64
)持续收集、记录。在电刺激的实验中,
MED64
系统通过阵列电极给予
视网膜
神经细胞(RCGs)脉冲刺激。通过
MED64
系统配置的灌流体系,能够为检测样本提供靶**(特定化合物)注入。
MED64
系统的离线分析系统能够帮助用户对所获取数据的分析整理。
结果:
成功的从野生型和
Cacna
1f基因
突变大鼠(CSNB鼠)视网膜样本中获取了典型性电信号。CSNB大鼠鼠
视网膜
样本中光刺激(light-induced)引发的a-wave幅度逐渐下降,同时b-wave消失。施加100uM的4-氨基-2-羟基苯甲酸(2-amino-4-phosphobutyric acid)并不会阻滞a-wave的产生。自发性电信号的增加和光诱发电信号频率的降低反映了
视网膜
神经节细胞捕捉光信号能力和稳定性的下降。此外,‘开启’通道(ON PATHWAY)总是莫名的与视网膜神经节细胞没有联系,CSNB大鼠可能优先会选择‘关闭’通道(OFF pathway)进行信号的传递。在电诱发实验中,对视网膜样本实施电脉冲诱发,CSNB大鼠样本相比野生型大鼠样本,RGCs的长延迟反应强度更加微弱。
结论:
使用
MED64系统
(multielectrode array system(MEA),多电极阵列系统),研究者发现了
Cacna1f基因
突变大鼠(CSNB大鼠)视网膜在光信号通路可塑性发生功能改变的证据。研究者发现,在CSNB大鼠中会发生视网膜感光神经递质的功能紊乱和感光功能的丧失,而后者有可能具有可逆性。
两种不同规格MED64的电极。A.用于记录大范围内的场电位信号的电极;B.用于记录自发spike和小区域神经细胞相互联系的电极。
A 为野生型和CSNB型大鼠对于光诱发的a-waves图;
B Wt和CSNB型大鼠光诱发的a-waves的幅度差异;
C Wt中存在的b-wave能够为100uM的APB完全去除,washoff后能够恢复;
原文参考:
Visual Signal Pathway Reorganization in the Cacna1f Mutant Rat Model
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