Жасанды цереброспинальды сұйықтықты (ACSF) патч қысқыш технологиясында қолдану

Түйін сөздер:Жасанды цереброспинальды сұйықтық，ACSF＼, Жасанды CSF＼, Синтетикалық цереброспинальды сұйықтық，Синтетикалық CSF， CSF， симуляцияланған CSF, патч қысқыш технологиясы

IPHASE өнімдері

Кіріспе

Нейрофизиология саласындағы зерттеушілер үшін жасанды цереброспинальды сұйықтық (ACSF) патч қысқыш эксперименттерінде ең іргелі және жиі қолданылатын реагенттердің бірі болып табылады. Жасанды CSF пассивті фондық шешім болудан алыс, электрофизиологиялық жазбалардың тұрақтылығын, қайталану мүмкіндігін және физиологиялық сәйкестігін анықтайтын маңызды жасушадан тыс ортаны анықтайды.

Патч қысқыш эксперименттерінің мақсаты ex vivo жағдайында нейрондардың in vivo функционалдық күйін мүмкіндігінше жақынырақ жаңғырту болып табылады. Бұл экспериментте жасанды CSF негізгі қолдау жүйесі ретінде қызмет етеді. Оның иондық құрамы, буферлік сыйымдылығы, осмолярлығы және газ тепе-теңдігі нейрондық тыныштық мембранасының потенциалына, әрекет потенциалының өршуіне, синаптикалық беріліс пен арнаның өту әрекетіне тікелей әсер етеді.

Жұлын-ми сұйықтығының физиологиялық негізі

Жасанды CSF-тің барлық дизайн принциптері мен қолданулары жергілікті цереброспинальды сұйықтықтың физиологиялық функцияларын дәл түсінуге негізделген.

Ми-жұлын сұйықтығы – орталық жүйке жүйесін қоршап тұрған, қалыпты нейрондық белсенділік үшін қажетті тұрақты микроортаны қамтамасыз ететін мөлдір физиологиялық сұйықтық. Дегенмен, құрамның өзгермелілігіне және шектеулі қолжетімділікке байланысты жергілікті CSF бақыланатын эксперименттік параметрлерде сенімді түрде қолданыла алмайды. Мұны шешу үшін Синтетикалық цереброспинальды сұйықтық CSF негізгі физика-химиялық қасиеттерін қайталау үшін әзірленді, бұл зерттеушілерге in vitro және ex vivo зерттеулерінде дәйекті, физиологиялық маңызды жағдайларды сақтауға мүмкіндік береді.

ACSF патч қысқыш эксперименттерінде маңызды реагент ретінде

Патч қысқыш эксперименттерінде жасанды цереброспинальды сұйықтық негізгі жасушадан тыс ерітінді болып табылады. Орталық жүйке жүйесіндегі нейрондар мен глиальды жасушалар in vivo нативті CSF-ге үздіксіз батырылады және олардың тыныштық мембранасының потенциалы, әрекет потенциалының генерациясы, иондық арна кинетикасы және синаптикалық көпіршіктердің босап шығуы тұрақты ион концентрациясына, рН, осмолярлық және энергиямен қамтамасыз етілуіне қатты тәуелді.

Патч қысқышын жазудың мақсаты in vivo физиологиялық күйді ex vivo жағдайында мүмкіндігінше шынайы түрде жаңғырту болып табылады. Жасанды CSF жасанды симуляциясы ретінде, жасанды CSF оқшауланған жүйке тіндері мен жасушалары үшін тұрақты микроортамен қамтамасыз етеді және көптеген электрофизиологиялық жұмыс процестерінде оны қарапайым қоректік ортамен немесе қарапайым тұзды ерітіндімен алмастыруға болмайды.

Patch Clamp технологиясындағы қолданбалар

Жасанды CSF тіндерді дайындаудан бастап жазуға және фармакологиялық манипуляцияға дейін патч қысқыш эксперименттерінің толық жұмыс процесінде қолданылады.

1. 1) Acute Brain Slice Patch Clamp Experiments

Миды кесу және кесу кезінде тіндер мұз-суық, оттегімен қаныққан ACSF (95% O₂ / 5% CO₂) тез ауысуы керек. Төмен температура нейрондық метаболизмді бәсеңдетуге көмектеседі, ал дұрыс газ тепе-теңдігі рН тұрақтылығын сақтайды және гипоксиялық зақымдануды азайтады.

Кесілгеннен кейін ми бөлімдері функционалды қалпына келтіруге мүмкіндік беру үшін әдетте 1-1,5 сағат бойы 32-34 ° C температурада оттегі бар ACSF-де инкубацияланады. Бұл кезеңде жасанды CSF иондық құрамы, осмолярлығы және энергиямен қамтамасыз етілуі (мысалы, глюкоза) тіннің тұтастығы мен жасуша өміршеңдігін сақтау үшін өте маңызды.

Электрофизиологиялық жазу кезінде тұрақты жасушадан тыс ортаны сақтау үшін жасанды цереброспинальды сұйықтықты үздіксіз перфузиялау керек. Бұл тұрақты рН, иондық тепе-теңдік және температураны қамтамасыз етеді, сонымен бірге метаболикалық қалдықтарды жояды, сайып келгенде сенімді және қайталанатын деректерді жинауды қолдайды.

2. 2) Жедел оқшауланған нейрондық патч қысқышы эксперименттері

Жедел нейрондық диссоциация үшін ми тіндері әдетте протеазалармен қорытылады. Ферменттік ерітінді әдетте жасанды ликвор негізінде дайындалады, осылайша ас қорыту кезінде мембрана құрылымы мен ион арнасының қызметі сақталады. Асқорыту және механикалық тритурациядан кейін оқшауланған нейрондар қалдық ферментті жою үшін ACSF көмегімен бірнеше рет жуылады, содан кейін демалу немесе адгезия үшін ACSF-де қайта суспензияланады. Тұрақты осмолярлық пен рН осы процесте жасуша жарақатын және апоптозды болдырмау үшін маңызды.

3. 3) Өсімдік жасушалары және жасуша сызықтары

Стандартты тұтас-жасуша жазбасы және бір арналы жазба үшін тұрақты жасанды цереброспинальды сұйықтық тыныштық мембранасының потенциалын және иондық арналардың физиологиялық күйін сақтау үшін тікелей жасушадан тыс ерітінді ретінде пайдаланылуы мүмкін.

Арнайы иондық токтарды селективті оқшаулау үшін Жасанды CSF құрылымы жиі өзгертіледі. Мысалы, кальций ағындарын жазу кезінде NaCl бір бөлігін калий арналарын блоктау үшін TEA-Cl ауыстыруға болады немесе натрий токтарын басу үшін натрийді жоюға болады. NMDA рецепторлары-делдалдық токтарды жазғанда, арнаның бітелуін жеңілдету үшін жасушадан тыс Mg2+ өткізілмеуі мүмкін. Барлық жағдайларда ерітіндінің негізгі физика-химиялық қасиеттері тұрақты болуы керек.

4. 4) Біріктірілген функционалдық талдаулар

Жасанды цереброспинальды сұйықтық фармакология зерттеулерінде иондық арна модуляторлары мен нейроактивті қосылыстар үшін жұмыс ерітінділерін дайындау үшін қолданылады, содан кейін олар перфузиялық жүйе арқылы қолданылады. РН немесе иондық құрамдағы ауытқулар препараттың ерігіштігін, тұрақтылығын немесе тіпті мақсатты ақуыздардың конформациясын өзгертіп, дәл емес нәтижелерге әкелуі мүмкін.

Оптогенетикалық біріктірілген жазу тәжірибелерінде нейрондық белсенділік алдымен жарықты ынталандыру арқылы басқарылады, содан кейін патч қысқышы арқылы бақыланады. Негізгі электрофизиологиялық күйді сақтау үшін ACSF көмегімен үздіксіз перфузия қажет, осылайша байқалған өзгерістерді қоршаған ортаның ауытқуына емес, оптогенетикалық араласуға жатқызуға болады.

Техникалық ойлар және негізгі эксперименттік параметрлер

Патч қысқыш эксперименттерінде сигнал тұрақтылығы мен қайталану мүмкіндігін қамтамасыз ету үшін келесі Жасанды цереброспинальды сұйықтық-қа қатысты параметрлерді қатаң бақылау керек.

Бұл факторлар жиынтықта жазбаның тұрақтылығын, деректердің қайталану мүмкіндігін және нәтижелердің биологиялық сәйкестігін анықтайды.

Қорытынды
Жасанды цереброспинальды сұйықтық фондық ерітіндіден әлдеқайда көп. Патч қысқыш технологиясында ол тіндердің өміршеңдігін қолдайтын, электрофизиологиялық қасиеттерді сақтайтын және сенімді функционалды талдауға мүмкіндік беретін негізгі жасушадан тыс орта ретінде қызмет етеді. Сондықтан ACSF құрамын және эксперименттік жағдайларды мұқият оңтайландыру кез келген жоғары сапалы электрофизиологиялық жұмыс процесінде орталық болып табылады.

Осы қажеттіліктерді қолдау үшін IPHASE қатаң реттелетін иондық құрамы, осмолярлығы және рН қатаң сапаны бақылау стандарттары бойынша өндірілген жоғары сапалы ACSF өнімдерін қамтамасыз етеді. Бұл зерттеушілерге тұрақты және қайталанатын эксперименттік нәтижелерге қол жеткізуге көмектесе отырып, көптен көпке сәйкестік пен сенімді өнімділікті қамтамасыз етеді.