Современные тенденции в развитии метода локальной фиксации потенциала: новые возможности для нейрофармакологии и нейробиологии


Цитировать

Полный текст

Аннотация

Метод локальной фиксации потенциала (МЛФП) – это золотой стандарт в исследовании процессов, проходящих на мембранах раздражимых клеток, как в физиологическом состоянии, так и при патологии. Однако получение такой уникальной информации связано с определенными трудностями. Этот метод очень трудоемок, требует высококвалифицированных специалистов и дорогостоящего оборудования, что значительно ограничивает его внедрение в широкую практику нейробиологической лаборатории. В статье рассматриваются основные достоинства и недостатки МЛФП, а также тенденции в усовершенствовании техники фиксации клеточной мембраны с помощью электродов и его вклад в развитие нейрофармакологии и нейробиологии.

Об авторах

Антон Николаевич Шуваев

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Email: shuvaevanton@hotmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0078-4733

рук. НИИ молекулярной медицины и патобиохимии

Россия, 660022, Красноярск, ул. Партизана Железняка, д. 1

В. В. Салмин

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Email: shuvaevanton@hotmail.com
Россия, Красноярск

Н. В. Кувачева

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Email: shuvaevanton@hotmail.com
Россия, Красноярск

E. A. Пожиленкова

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Автор, ответственный за переписку.
Email: shuvaevanton@hotmail.com
Россия, Кросноярск

Алла Борисовна Салмина

ФГБОУ ВО «Красноярский государственный медицинский университет имени профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого»

Email: shuvaevanton@hotmail.com
Россия, Красноярск

Список литературы

  1. Abd-Elsayed A.A., Ikeda R., Jia Z., et al. KCNQ channels in nociceptive cold-sensing trigeminal ganglion neurons as therapeutic targets for treating orofacial cold hyperalgesia. Mol. Pain. 2015; 11: 45.
  2. Adams M.E. Agatoxins: ion channel specific toxins from the american funnel web spider, Agelenopsis aperta. Toxicon. 2004; 43: 509–525.
  3. Blaesse P., Goedecke L., Bazelot M., et al. μ-Opioid Receptor-Mediated Inhibition of Intercalated Neurons and Effect on Synaptic Transmission to the Central Amygdala. J. Neurosci. 2015; 35: 7317–7325.
  4. Bordey A., Sontheimer H. Electrophysiological properties of human astrocytic tumor cells In situ: enigma of spiking glial cells. J. Neurophysiol. 1998; 79: 2782–2793.
  5. Bruno R.M., Sakmann B. Cortex is driven by weak but synchronously active thalamocortical synapses. Science. 2006; 312: 1622–1627.
  6. Cauli B., Tong X.K., Rancillac A. et al. Cortical GABA Interneurons in Neurovascular Coupling: Relays for Subcortical Vasoactive Pathways. J. Neurosci. 2004; 24: 8940–8949.
  7. Chen P., Zhang W., Zhou J. et al. Development of planar patch clamp technology and its application in the analysis of cellular electrophysiology. Progress in Natural Science. 2009; 19: 153–160.
  8. Cole K.S. Dynamic electrical characteristics of the squid axon membrane. Arch. Sci. Physiol. 1949; 3: 253–258.
  9. Epsztein J., Brecht M., Lee A.K. Intracellular determinants of hippocampal CA1 place and silent cell activity in a novel environment. Neuron. 2011; 70: 109–120.
  10. Epsztein J., Lee A.K., Brecht M. Impact of spikelets on hippocampal CA1 pyramidal cell activity during spatial exploration. Science. 2010; 327: 474–477.
  11. Fertig N., Blick R.H., Behrends J.C. Whole cell patch clamp recording performed on a planar glass chip. J. Biophys. 2002; 82: 3056–3062.
  12. Greifzu F., Pielecka-Fortuna J., Kalogeraki E., et al. Environmental enrichment extends ocular dominance plasticity into adulthood and protects from stroke-induced impairments of plasticity. Proc. Nat. Acad. Sci. USA. 2014; 111: 1150–1155
  13. Haider B., Häusser M., Carandini M. Inhibition dominates sensory responses in the awake cortex. Nature. 2013; 493: 97–100.
  14. Hamill O.P., Marty A., Neher E., et al. Improved patch-clamp techniques for high resolution current recording from cells and cell-free membrane patches. Pflügers Arch. 1981; 391: 85–100.
  15. Hodgkin A.L. and Huxley A.F. Currents carried by sodium and potassium through the membrane of the giant axon of Loligo. J. Physiol. 1952; 116: 449–472.
  16. Huxley A. Kenneth Sterward Cole 1900 – 1984. A biographical Memoir. Washington D.C. National Academies Press. 1996; 23-45.
  17. Kaneko Y., Matsumoto G., Hanyu Y. TTX resistivity of Na+ channel in newt retinal neuron. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1997; 240: 651–656.
  18. Klausberger T., Somogyi P. Neuronal diversity and temporal dynamics: the unity of hippocampal circuit operations. Science. 2008; 321: 53–57.
  19. Kodandaramaiah S.B., Franzesi G.T., Chow B.Y. et al. Automated whole-cell patch-clamp electrophysiology of neurons in vivo. Nature Methods. 2012; 9: 585–587.
  20. Lee A.K., Manns I.D., Sakmann B., Brecht M. Whole-cell recordings in freely moving rats. Neuron. 2006; 51: 399–407.
  21. Lepple-Wienhues A., Ferlinz K., Seeger A., Schäfer A. Flip the tip: an automated, high quality, cost-effective patch clamp screen. Recept. Chan. 2003; 9: 13–17.
  22. Liguz-Lecznar M., Zakrzewska R., Kossut M. Inhibition of Tnf-α R1 signaling can rescue functional cortical plasticity impaired in early poststroke period. Neurobiol. Aging. 2015; pii: S0197-4580(15)00326-7.[Epub ahead of print] 23. Molleman A. Patch-clamping: an introductory guide to Patch-Clamp electrophysiology. 1st ed. John Wiley and Sons. 2003; 186.
  23. Sakmann B., Neher E. Single-channel recording. 2nd ed. Springer. 1995; 700.
  24. Sigworth F.J., Affolter H., Neher E. Design of the EPC-9, a computer-controlled patch-clamp amplifier. 2. Software. J. Neurosci Methods. 1995; 56: 203–215.
  25. Tao H., Santa A.D., Guia A., et al. Automated tight seal electrophysiology for assessing the potential hERG liability of pharmaceutical compounds. Assay Drug Dev. Tech. 2004; 2: 497–506.
  26. Tauc L., Frank K. The central neuron of Mollusca studied with the “voltage clamp” method. J. Physiol. 1962; 54: 415–416.
  27. The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1991. nobelprize.org. Nobel Media AB. Retrieved November 8, 2014.
  28. Torregrosa R., Yang X.F., Dustrude E.T., et al. Chimeric derivatives of functionalized amino acids and α-aminoamides: Compounds with anticonvulsant activity in seizure models and inhibitory actions on central, peripheral, and cardiac isoforms of voltage-gated sodium channels. Bioorg. Med. Chem. 2015; 23: 3655–3666.
  29. Windhorst U., Johansson H. Modern techniques in neuroscience research. 1st ed. Springer. 1999; 1328.
  30. Wu L.J., Wu G., Akhavan Sharif M.R., et al. The voltage-gated proton channel Hv1 enhances brain damage from ischemic stroke. Nat. Neurosci. 2012; 15: 565–573.
  31. Zemancovics R., Kali S., Paulsen O. et al. Differences in subthreshold resonance of hippocampal pyramidal cells and interneurons: the role of h-current ana passive membrane characteristics. J. Physiol. 2010; 588: 2109–2132.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Shuvaev A.N., Salmin V.V., Kuvacheva N.V., Pozhilenkova E.A., Salmina A.B., 2015

Creative Commons License
Эта статья доступна по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».