Studying Neuronal Function Ex Vivo Using Optogenetic Stimulation and Patch Clamp.
Studying Neuronal Function Ex Vivo Using Optogenetic Stimulation and Patch Clamp.
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使用光遗传学刺激和膜片钳离体研究神经功能
DOI：
10.1007/978-1-0716-0755-8_1
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发表时间：
2020
影响因子：
--
通讯作者：
Ehrlich I.
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Aksoy-Aksel A;Genty J;Zeller M;Ehrlich I.
光遗传学已成为研究大脑中神经群体和回路功能的关键方法。该技术结合了光激活蛋白的靶向表达和随后通过光操纵神经活动。视蛋白如视紫红质-2（ChR 2），其是光门控阳离子通道，可以与荧光蛋白融合或共表达，以允许神经元及其轴突投射的可视化和同时激活。通过病毒载体的立体定位递送，ChR 2可以在特定脑区域的特定神经元中组成性或条件性表达。随后，可以结合脑切片中的膜片钳记录来离体功能性地研究所识别的轴突投射。神经回路的这种光遗传学映射已经使得能够识别和表征新的突触连接，以及详细研究先前不适合电刺激技术的已知解剖连接。在这里，我们描述了一个协议，用于调查在大脑中使用蓝光激活的ChR 2变体和全细胞膜片钳记录急性脑切片的本地和远程连接的功能特性。
Optogenetics has become a key method to interrogate the function of neural populations and circuits in the brain. This technique combines the targeted expression of light-activated proteins with subsequent manipulation of neural activity by light. Opsins such as Channelrhodopsin-2 (ChR2), which is a light-gated cation-channel, can be fused to or coexpressed with fluorescent proteins to allow for visualization and concurrent activation of neurons and their axonal projections. Via stereotaxic delivery of viral vectors, ChR2 can be constitutively or conditionally expressed in specific neurons in defined brain regions. Subsequently, identified axonal projections can be studied functionally ex vivo in combination with patch-clamp recordings in brain slices. This optogenetic mapping of neural circuitry has enabled the identification and characterization of novel synaptic connections and the detailed investigation of known anatomical connections previously not amenable with electrical stimulation techniques. Here, we describe a protocol for investigating functional properties of local and long-range connectivity in the brain using blue-light activated ChR2 variants and whole-cell patch-clamp recordings in acute brain slices.
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