Ретроградная трассировка - Retrograde tracing

PVH-нейроны крысы Long-Evans, отмеченные ретроградным индикатором фтор-золото

Ретроградная трассировка это метод исследования, используемый в нейробиология отслеживать нейронные связи от точки их разрыва ( синапс ) к их источнику ( Тело клетки ). Методы ретроградного отслеживания позволяют детально оценить нейронные связи между целевой популяцией нейронов и их входами на всем протяжении нервная система. Эти методы позволяют «отображать» связи между нейронами в определенной структуре (например, глаз ) и целевые нейроны в мозг. Противоположная техника антероградное отслеживание, который используется для отслеживания нейронных связей от их источника до точки завершения (то есть от тела клетки до синапса). Как антероградная, так и ретроградная техника трассировки основаны на визуализации аксональный транспорт.

Методы

Ретроградное отслеживание может быть достигнуто различными способами, включая использование вирусных штаммов в качестве маркеров связи клетки с местом инъекции. Вирус псевдобешенства (PRV; штамм Bartha), например, может использоваться в качестве подходящего индикатора из-за склонности инфекции распространяться вверх по пути синаптически связанных нейронов, тем самым раскрывая природу их схем.[1][2]

Было показано, что бешенство эффективно для этой системы отслеживания цепей из-за низкого уровня повреждения инфицированных клеток, специфичности инфицирования только нейронов и строгого ограничения распространения вируса между нейронами в синаптические области.[3] Эти факторы позволяют получить высокоспецифические следы, которые могут выявить отдельные нейронные связи в цепи, не нанося физического ущерба клеткам.

Другой метод заключается в введении специальных «бусинок» в мозг ядра наркозных животных.[4] Животным дают выжить в течение нескольких дней, а затем их усыпляют. Клетки в исходной проекции визуализируются через перевернутый флуоресцентный микроскоп.

Уикершем и его коллеги разработали специальную технику, в которой использовался модифицированный бешенство вирус. Этот вирус был способен инфицировать одну клетку и перепрыгивать через один синапс; это позволило исследователям исследовать локальную связь нейронов.[5]

Вирус бешенства

После того, как меня взяли в синаптический терминал или же аксон целевого нейрона, вирус бешенства окутан везикул который транспортируется к телу клетки через аксональный динеин. в дикого типа вирус бешенства, вирус будет продолжать размножаться и распространяться по центральной нервной системе, пока не заразит системно весь мозг.[3] Удаление гена, кодирующего гликопротеин (G-белок) при бешенстве, ограничивает распространение вируса строго в первоначально инфицированные клетки. Транссинаптическое распространение вируса можно ограничить моносинаптической передачей к исходному нейрону путем псевдотипирования G-белка и помещения гена под Cre -контроль. Это распространение вируса можно визуализировать с помощью методов, включая добавление гена флуоресценции, такого как зеленый флуоресцентный белок на вирусный кассета или через иммуногистохимия.[6][7]

Вирус псевдобешенства

Член герпесвирусы семья, псевдобешенство вирус распространяется через ЦНС как ретроградным, так и антероградным образом, продвигаясь вверх по нейральному аксону в сому и дендриты в ретроградном приложении. Удаление трех ключевых генов мембранных белков в штамме псевдобешенства PRV-Bartha блокирует антероградное распространение вируса и позволяет проводить дополнительные манипуляции с вирусной ДНК, такие как добавление флуоресценции, что позволяет отслеживать ретроградную цепь.[8]

Фторо-золото

Фторо-золото, также известное как гидроксистильбамидин, представляет собой невирусный флуоресцентный ретроградный индикатор, движение которого вверх по аксону и поперек дендритного дерева можно визуализировать с помощью флуоресцентной микроскопии или иммуногистохимии.[9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ O'Donnell, P .; Lavín, A .; Enquist, L.W .; Grace, A. A .; Кард, Дж. П. (1997). «Взаимосвязанные параллельные цепи между прилежащим ядром крысы и таламусом, выявленные ретроградным трансинаптическим переносом вируса псевдобешенства». Журнал неврологии. 17 (6): 2143–2167. Дои:10.1523 / jneurosci.17-06-02143.1997.
  2. ^ Luo, A.H .; Астон-Джонс, Г. (2009). «Проекция контура от супрахиазматического ядра до вентральной тегментальной области: новый путь циркадного выброса». Европейский журнал нейробиологии. 29 (4): 748–760. Дои:10.1111 / j.1460-9568.2008.06606.x. ЧВК  3649071. PMID  19200068.
  3. ^ а б Дэвис, Бенджамин М .; Ралл, Гленн Ф .; Шнелл, Маттиас Дж. (06.11.2015). «Все, что вы всегда хотели знать о вирусе бешенства (но боялись спросить)». Ежегодный обзор вирусологии. 2 (1): 451–71. Дои:10.1146 / annurev-virology-100114-055157. ЧВК  6842493. PMID  26958924.
  4. ^ Katz, L.C .; Burkhalter, A .; Дрейер, В. Дж. (1984-08-09). «Флуоресцентные латексные микросферы как ретроградный нейрональный маркер для in vivo и in vitro исследований зрительной коры головного мозга». Природа. 310 (5977): 498–500. Bibcode:1984Натура.310..498K. Дои:10.1038 / 310498a0. PMID  6205278.
  5. ^ Wickersham IR, Lyon DC, Barnard RJ, et al. (Март 2007 г.). «Моносинаптическое ограничение транссинаптического отслеживания от одиночных генетически нацеленных нейронов». Нейрон. 53 (5): 639–47. Дои:10.1016 / j.neuron.2007.01.033. ЧВК  2629495. PMID  17329205.
  6. ^ TotalBoox; TBX (01.01.2011). Успехи исследований бешенства. Elsevier Science. ISBN  9780123870414. OCLC  968996286.
  7. ^ Хуанг, З. Джош; Цзэн, Хункуй (2013-07-10). «Генетические подходы к нервным цепям у мышей». Ежегодный обзор нейробиологии. 36: 183–215. Дои:10.1146 / annurev-neuro-062012-170307. PMID  23682658.
  8. ^ Энквист, Л. В. (2002-12-01). "Использование специфического для контура распространения вируса псевдобешенства в центральной нервной системе: понимание патогенеза и средств отслеживания контуров". Журнал инфекционных болезней. 186 (Приложение_2): S209 – S214. Дои:10.1086/344278. ISSN  0022-1899. PMID  12424699.
  9. ^ Naumann, T .; Härtig, W .; Фротшер, М. (2000-11-15). «Ретроградное отслеживание с помощью Fluoro-Gold: различные методы обнаружения индикаторов на ультраструктурном уровне и нейродегенеративных изменений нейронов с обратным заполнением в долгосрочных исследованиях». Журнал методов неврологии. 103 (1): 11–21. Дои:10.1016 / s0165-0270 (00) 00292-2. ISSN  0165-0270. PMID  11074092.

дальнейшее чтение

Ретроградное отслеживание широко использовалось в широком спектре исследований в области нейробиологии, включая следующие примеры: