电生理学机制和验证基于费里的磁遗传学,用于遥控神经元

科学领域:

• 神经科学是一个神经科学.
• 生物物理学的生物物理.
• 分子生物学分子生物学

背景情况:

• 磁遗传学提供了使用磁场的远程神经元控制.
• 基于费里的磁遗传学 (FeRIC) 激活了离子通道,但面临着可重现性问题.
• 以前的方法受到电生理学记录的射频 (RF) 干扰的限制.

研究的目的:

• 用电生理学和成像学验证FeRIC磁遗传学方法.
• 为了克服磁遗传学中补丁记录的射频干扰限制.
• 研究RF刺激对表达FeRIC通道的神经元的生物电效应.

主要方法:

• 使用了表达TRPV4-FeRIC或TMEM16A-FeRIC通道的培养大鼠海马神经元.
• 采用了电生理学 (Ephys) 和成像技术来记录神经元反应.
• 应用静态和射频 (RF) 磁场来刺激FeRIC通道.

主要成果:

• 射频刺激降低了TRPV4-FeRIC神经元中的膜阻力和改变了膜潜力,增加了基底发射频率.
• 射频刺激降低了TMEM16A-FeRIC神经元中的膜电阻和超极化膜潜力,降低了发射频率.
• 证实了RF诱导通道激活的生物化学机制,并证明了对神经元生物电特性的长期,中等控制.

结论:

• 直接的Ephys证据验证了RF诱导的费里结合离子通道的激活.
• 通过RF刺激,FeRIC方法有效地控制神经元的生物电特性.
• 这项工作克服了基于费里的磁遗传学的局限性,使新的研究途径成为可能.