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Analysis of calcium channels in single spines using optical fluctuation analysis

机译：利用光涨落分析法分析单刺中的钙通道

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Most synapses form on small, specialized postsynaptic structures known as dendritic spines. The influx of Ca~(2+) ions into such spines—through synaptic receptors and voltage-sensitive Ca~(2+) channels (VSCCs)—triggers diverse processes that underlie synaptic plasticity. Using two-photon laser scanning microscopy, we imaged action-potential-induced transient changes in Ca~(2+) concentration in spines and dendrites of CA1 pyramidal neurons in rat hippocampal slices. Through analysis of the large trial-to-trial fluctuations in these transients, we have determined the number and properties of VSCCs in single spines. Here we report that each spine contains 1-20 VSCCs, and that this number increases with spine volume. We are able to detect the opening of a single VSCC on a spine. In spines located on the proximal dendritic tree, VSCCs normally open with high probability (～0.5) following dendritic action potentials. Activation of GABA_B receptors reduced this probability in apical spines to ～0.3 but had no effect on VSCCs in dendrites or basal spines. Our studies show that the spatial distribution of VSCC subtypes and their modulatory potential is regulated with submicrometre precision.
机译：大多数突触形成在小的特殊突触后结构上，称为树突棘。 Ca〜（2+）离子通过突触受体和电压敏感的Ca〜（2+）通道（VSCC）流入此类棘突，触发了各种突触可塑性的过程。使用双光子激光扫描显微镜，我们在大鼠海马切片的CA1锥体神经元的棘和树突中，对动作电位诱导的Ca〜（2+）浓度的瞬时变化进行了成像。通过分析这些瞬态中较大的试验间波动，我们确定了单个棘中VSCC的数量和性质。在这里，我们报告每个脊柱包含1-20个VSCC，并且该数目随脊柱体积的增加而增加。我们能够检测到脊柱上单个VSCC的打开。在位于近端树突树上的棘中，VSCC通常在树突动作电位后以高概率（〜0.5）打开。 GABA_B受体的激活可将根尖棘的这种可能性降低至〜0.3，但对树突或基底棘的VSCC没有影响。我们的研究表明，VSCC亚型的空间分布及其调节潜力受到亚微米级精度的调节。

著录项

  • 来源
    《Nature》 |2000年第6812期|p.589-593|共5页
  • 作者

    Bernardo L. Sabatini; Karel Svoboda;

  • 作者单位
  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);美国《化学文摘》(CA);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类 自然科学总论;
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