パネキシンチャンネルのてんかんにおける
役割を調べるためにアクソンパッチクランプを使用
企業／大学
ヨーク大学
チームメンバー
ゲオルグ・ゾイドル、ペイジ・ホワイト＝ファグンデス
使用製品
マルチクランプ700B微小電極アンプ
Axon Instruments パッチクランプアンプ
Axon Digidata 1550B 低ノイズデータ収集システムとHumSilencer
pCLAMP 11ソフトウェアスイート
課題
カナダ、ヨーク大学のZoidl研究室では、主にゼブラフィッシュの幼生をモデル生物として、生理学的および病理学的な観点から神経系におけるパネキシンチャンネルの役割を研究している。
その焦点は、過去10年間続いてきた発作におけるパネキシン1（Panx1）の役割に関する文献上の対立に決着をつけることである。
Panx1遺伝子の遺伝子編集による機能喪失変異を利用して、ゾイドル研究室はゼブラフィッシュのてんかんモデルを確立し、Panx1チャネルがてんかん発作において異なる役割を果たすかどうかという疑問に答えている。電気生理学的手段を用いて、6〜7日齢のゼブラフィッシュ幼生の選択した神経細胞ネットワークにおける発作活動から、生体内で局所場電位を記録している。
記録中も神経回路は無傷のままであり、電気生理学的データと行動表現型実験の結果を組み合わせることで、てんかんにおけるPanx1の役割について新たな知見を得ることができる。他の多くの電気生理学者と同様に、彼らは電気生理学的リグにおけるライン周波数のノイズ干渉という課題に対処する必要がある。
解決策
Axon Digidata 1550A/BのHumSilencer機能により、チームは50/60Hzのライン周波数ノイズを除去し、生物学的信号を明らかにすることができました。アダプター内蔵のHumSilencer機能は、時間とともに変化するライン周波数ノイズに適応することができます。適応型ノイズ学習は、特別な状況下では無効にすることができ、収録の全過程でノイズのパターンを保存することができる。保存されたノイズ・パターンは、新しい録音の前後でリセットすることができる。
"我々の装置は、6-7日齢のゼブラフィッシュの幼生からのフィールドレコーディングをin vivoで測定するために装備されている。私たちはこの方法で大きな成功を収めており、アクソン装置の感度が、私たちの新しい遺伝子組み換えゼブラフィッシュ系統の回路を調査することを可能にするインストゥルメンテーションであることは間違いありません。"
使用製品
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Axon Digidata 1550B 低ノイズデータ収集システムとHumSilencer
最大4つのHumSilencer™ チャンネルを備えたAxon™ Digidata® 1550B 低ノイズデータ収集システムは、50/60 Hzのライン周波数ノイズなしで、細胞ネットワーク研究のために複数の細胞を一度に記録することができます。MultiClamp™ 700B微小電極アンプは、パッチ電圧クランプまたは高速電流クランプ記録を同じヘッドステージ内で行えるように設計された、汎用性の高いコンピュータ制御の微小電極アンプです。高速電流クランプ、パッチクランプ、ボルタンメトリー/アンペロメトリー、イオン選択性測定、二層膜記録など、多くのアプリケーションに理想的な多くの自動機能と効果的なシグナルコンディショニングを備えています。
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結果
上級博士課程学生のPaige Whyte-Fagundesは、ゼブラフィッシュをin vivoで記録する電気生理学的セットアップを確立し、てんかんにおけるPanx1の研究プロジェクトを試験的に実施する上で不可欠な存在であった。
チームメンバーは、現在の電気生理学的セットアップを利用して、遺伝子組み換えゼブラフィッシュの系統におけるパネキシンチャンネルの神経回路の生理学的差異を調査するつもりである。これまでのところ、panx1ノックアウト魚の光刺激の視覚処理に関連する脳のリズムに関する基本的な疑問を解決することができた。また、発作モデルにおけるPanx1の神経保護特性も確立しており、さらに、ゼブラフィッシュの発作活動を抑制するためにFDAが承認した薬剤を再利用する方法も発見している。
最近の論文では、RNA-seq解析、Real-Time PCR、視覚運動行動解析、in vivo電気生理学を組み合わせた研究で、ゼブラフィッシュのpanx1aノックアウト、視運動行動の変化、ドーパミン作動性シグナル伝達の関係について報告している。
