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神经元之间的环路衔接极度复杂,齐全而正确地显示这些环路的结构和变动,对揭示很多疾病的病因和新医治步骤的开发拥有极度沉要的意思。
传统的神经示踪步骤如电镜、Golgi染色、染料、肽类象征物等能够显示神经元的状态和投射,少数示踪剂如WGA、TTC等还能够实现跨突触象征,但这些步骤都拥有信号间接、方向不特异、跨突触后信号衰减严沉等弊端,最沉要的是,这些染料无法携带基因,因而只能显色。自20世纪80年代,Kristensson初次利用单纯疱疹病毒(HSV)跨突触象征神经元后,各类各样病毒载体在环路示踪方面的利用越来越受到器沉。
但必要把稳的是,固然这类嗜精神病毒对于神经环路的象征拥有很强的习染性和特异性,但其免疫原性很强,动物往往在注射后数天殒命,无法进行行为测试或者生理钻研,目前更合用于寻找未知的神经环路,此表此类病毒必要PII以上等级的尝试室。因而,越来越多的钻研使用AAV进行环路示踪象征。由于AAV自身无复造能力,且其免疫原性极低,因而其不会造成大量的毒害,亦不会影响动物的正常生理,故AAV成为最常用的环路示踪工具病毒载体。
神经元是拥有极性的细胞,信息从上一级神经元的轴突通过突触传递到下一级神经元的树突,之后发生树突、胞体的信息整合,并通过轴突再次发出。因而涉及神经环路的象征蕴含方向性(顺向:胞体至轴突的象征;逆向:轴突至胞体的象征)和是否跨突触两大根基问题。

神经环路示踪技术的指标
(改自Peter L Strick, et al., eLS, 2011)
环路示踪利用案例
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基于AAV的顺向非跨突触象征
①客户颁发文章:Science. (IF=41.058). Mu D,et.al. (2017). A central neural circuit for itch sensation. [腺有关病毒, 痒, 光遗传,化学遗传]
注射部位:幼鼠PBN
载体:AAV-hSyn-HA-hM4Di-IRES-mCitrine
血清型:AAV2/9
病毒滴度:1.0E+13VG/mL
注射体积:150nl
观察功夫:3周
②客户颁发文章:Neuron. (IF=14.319). Tian-Le Xu,et.al. (2019). Central Processing of Itch in the Midbrain Reward Center. [AAV,痒,光遗传学]
注射部位:Vgat- Cre幼鼠VTA
载体:AAV-EF1a-DIO-ChR2(H134R)-mCherry
血清型:AAV2/8
病毒滴度:7.39E+12VG/mL
注射体积:300-400nl
观察功夫:2-3周
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基于AAV的逆向非跨突触象征—rAAV2/retro
①客户颁发文章:Biological Psychiatry. (IF=11.984). Bing Xing Pan,et.al. (2018). Chronic stress causes projection-specific adaptation of amygdala neurons via SK channel downregulation. [腺有关病毒, 焦虑症, 光遗传]
注射部位:幼鼠dmPFC、VHPC
载体:AAV2/1-retro-Syn-eYFP-Cre、AAV2/8-CaMKIIα-DO-SK2&AAV2/8-CaMKIIα-DIO-SK2-mCherry
注射体积:300nl
观察功夫:4周
②内部测试了局
注射部位:幼鼠BPN
载体:rAAV2-retro-hSyn-EYFP
观察功夫:4周
基于AAV的跨突触象征
1 、基于AAV的顺向跨突触象征-- rAAV2/1
①客户颁发文章:Nature Neuroscience. (IF=19.912). Yao J,et.al. (2018). A corticopontine circuit for initiation of urination. [腺有关病毒, 神经环路]
注射部位:幼鼠皮层M1、PMC
载体:rAAV2/1-hSyn-Cre&rAAV2/9-DIO-hChR2(H134R)-mCherry、rAAV2/9-DIO-GCaMP6s
病毒滴度:rAAV2/1: 5E+12VG/mL;rAAV2/9-DIO-hChR2:1.2E+13VG/mL;rAAV2/9-DIO-GCaMP6s:0.5E+12VG/mL
注射体积:多点注射,每位点30-40nl
观察功夫:4周
②客户颁发文章:Science Advances. (IF=11.511). Ping Zheng,et.al. (2019). Crucial role of feedback signals from prelimbic cortex to basolateral amygdala in the retrieval of morphine withdrawal memory. [腺有关病毒, 成瘾, AAV1, AAV-WGA-Cre]
注射部位:幼鼠皮层BLA
载体:rAAV2/1-hSyn-Cre-EGFP
病毒滴度: 1.13E+13VG/mL
注射体积:60nl
观察功夫:5周
2 、借助WGA的跨突触象征—AAV-WGA-Cre
客户颁发文章:Science Advances. (IF=11.511). Ping Zheng,et.al. (2019). Crucial role of feedback signals from prelimbic cortex to basolateral amygdala in the retrieval of morphine withdrawal memory. [腺有关病毒, 成瘾, AAV1, AAV-WGA-Cre]
注射部位:幼鼠PrL
载体:AAV-hSyn-mCherry-IRES-WGA-Cre
病毒滴度:4.28E+12VG/mL
注射体积:300nl
观察功夫:4周