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요크 대학, Axon 패치 클램프 기구를 사용하여 뇌전증에서 판넥신 채널의 역할 조사

요크 대학

Georg Zoidl

Paige Whyte-Fagundes

MultiClamp 700B 미세 전극 증폭기

Axon Digidata 1550B 저노이즈 데이터 획득 시스템 및 HumSilencer

pCLAMP 11 소프트웨어 제품군

도전

캐나다 요크 대학에 있는 Zoidl 실험실은 연구에서 모델 유기체로 제브라피쉬 유충을 주로 사용하여, 생리학적 및 병리학적 맥락에서 신경계 내 판넥신 채널의 역할에 대해 조사합니다.

발작에서 판넥신1(Panx1)의 역할에 대한 문헌에 있는 지난 10년 동안 지속되어 온 상충 문제를 해결하는 것에 초점을 맞추고 있습니다.

기능 돌연변이의 상실을 생성하기 위해 panx1 유전자의 유전자 편집을 활용하여, Zoidl 실험실은 Panx1 채널이 발작에서 분명한 역할을 하는지에 대한 질문의 답을 찾기 위해 제브라피쉬에서 뇌전증 모델을 확립했습니다. 전기생리학적 도구를 사용하여, 6~7일된 제브라피쉬 유충의 생체 내 선택된 뉴런 네트워크에서 발작 작용으로부터 얻은 국소 필드 전위를 기록합니다.

이 팀은 기록 중에 신경회로를 온전한 상태로 유지하고 전기생리학 데이터를 행동 표현형 실험의 결과와 페어링하여 뇌전증에서 Panx1의 역할에 대한 새로운 인사이트를 얻습니다. 이들은 다른 많은 전기생리학자와 마찬가지로 전기생리학 장비에서 라인 주파수 소음 간섭과 관련된 도전과제를 해결해야 합니다.

Axon-2

솔루션

Axon Digidata 1550A/B HumSilencer 기능 덕분에 팀은 50/60Hz의 라인 주파수 소음을 제거할 수 있어 생물학적 신호를 확인합니다. 내장된 조정 가능 HumSilencer 기능은 장기간에 걸쳐 라인 주파수 소음 변경에 맞게 조정할 수 있습니다. 조정 소음 학습은 기록의 전체 과정 중에 소음 패턴을 저장할 수 있도록 특별한 상황에서 비활성화할 수 있습니다. 저장된 소음 패턴은 각각의 새 기록이 끝나기 전후에 재설정할 수 있습니다.

"저희 장비에는 6~7일된 제브라피쉬 유충의 생체 내 필드 기록을 측정하는 기능이 있습니다. 저희는 이 작업에서 훌륭한 성공을 거두어 왔고, 새로운 유전자 변형 제브라피쉬 라인의 회로 조사를 진행할 수 있도록 하는 데 있어서 Axon 장비의 민감도가 매우 유용하다는 사실에는 의심의 여지가 없습니다."

결과

박사과정 학생인 Paige Whyte-Fagundes는 제브라피쉬 생체 내 기록을 위한 전기생리학적 설정을 확립하고 뇌전증에서 Panx1을 조사하는 프로젝트를 시험하는 데 있어서 중추적인 역할을 해 왔습니다.

팀원들은 현재의 전기생리학적 설정을 사용하여 다양한 유전자 변형 제브라피쉬 라인 전반에 걸친 판넥신 채널의 신경회로에서 생리학적 차이를 조사하려고 합니다. 지금까지, 이들은 panx1 녹아웃 어류에서 광 자극의 시각적 처리와 관련된 뇌 리듬에 대한 근본적인 질문들을 해결할 수 있었습니다. 또한 발작 모델에서 Panx1의 신경보호 특성을 확립하고 제브라피쉬에서 발작 작용을 줄이기 위해 FDA에서 승인한 약물의 용도를 변경하는 방법도 발견했습니다.

이들의 최근 논문에서는 RNA 서열 분석, 실시간 PCR, 시각 운동 행동 분석 및 생체 내 전기생리학을 결합한 연구를 통해 제브라피쉬 panx1a 녹아웃, 변경된 시각 운동성 행동 및 도파민 신호전달 간의 관계에 대해 보고합니다.

Panx1a 녹아웃 제브라피쉬의 시각 운동성 결함은 도파민 신호전달과 연결되어 있습니다.

Georg Zoidl 실험실에 대한 자세한 내용은 이들의 ResearchGate 프로필에서 찾아 볼 수 있습니다.