Optogenetic measurement of presynaptic calcium transients using conditional genetically encoded calcium indicator expression in dopaminergic neurons.
Optogenetic measurement of presynaptic calcium transients using conditional genetically encoded calcium indicator expression in dopaminergic neurons.
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DOI：
10.1371/journal.pone.0111749
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发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
3.7
通讯作者：
Lovinger DM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sgobio C;Kupferschmidt DA;Cui G;Sun L;Li Z;Cai H;Lovinger DM
钙触发纹状体中脑多巴胺能（mDA）神经元的突触前末梢释放多巴胺。然而，在mDA轴突和轴突末梢内的钙瞬变很难研究，并且对它们如何调节知之甚少。在这里，我们使用一种新开发的方法来测量突触前钙瞬变（PreCaTs）的轴突和终末的mDA神经元与基因编码的钙指示剂（GECI）GCaMP 3在转基因小鼠中表达。使用光电倍增管为基础的系统，我们测量电刺激诱导的前CaTs的mDA神经元在背外侧纹状体切片从这些小鼠。单脉冲刺激产生了短暂的荧光增加，被N-和P/Q-型钙通道阻滞剂的组合完全阻断。DA和胆碱能，但不是胆碱能，信号通路调制的前CaTs在mDA纤维。这些发现揭示了迄今尚未探索的黑质纹状体末梢突触前钙离子的动态调节。
Calcium triggers dopamine release from presynaptic terminals of midbrain dopaminergic (mDA) neurons in the striatum. However, calcium transients within mDA axons and axon terminals are difficult to study and little is known about how they are regulated. Here we use a newly-developed method to measure presynaptic calcium transients (PreCaTs) in axons and terminals of mDA neurons with a genetically encoded calcium indicator (GECI) GCaMP3 expressed in transgenic mice. Using a photomultiplier tube-based system, we measured electrical stimulation-induced PreCaTs of mDA neurons in dorsolateral striatum slices from these mice. Single-pulse stimulation produced a transient increase in fluorescence that was completely blocked by a combination of N- and P/Q-type calcium channel blockers. DA and cholinergic, but not serotoninergic, signaling pathways modulated the PreCaTs in mDA fibers. These findings reveal heretofore unexplored dynamic modulation of presynaptic calcium in nigrostriatal terminals.
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