stringtranslate.com

Ретроградное отслеживание

Нейроны ПВГ крысы Лонг-Эванс, меченные ретроградным индикатором фтор-золота

Ретроградное отслеживание — это исследовательский метод, используемый в нейробиологии для отслеживания нейронных связей от точки их окончания ( синапса ) до их источника ( тела клетки ). Методы ретроградного отслеживания позволяют детально оценить нейронные связи между целевой популяцией нейронов и их входами по всей нервной системе . Эти методы позволяют «сопоставить» связи между нейронами в определенной структуре (например, глазом ) и целевыми нейронами в мозге . Противоположный метод — антероградное отслеживание , которое используется для отслеживания нейронных связей от источника до точки окончания (т. е. от тела клетки до синапса). Как антероградный, так и ретроградный методы отслеживания основаны на визуализации аксонального транспорта .

Техники

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 заражения только нейронов и строгого ограничения распространения вируса между нейронами в синаптические области. [3] Эти факторы позволяют находить высокоспецифичные следы, которые могут выявить отдельные нейронные связи в цепи, не нанося физического повреждения клеткам.

Другая методика предполагает введение специальных «бусинок» в ядра мозга животных под наркозом. [4] Животным дают выжить в течение нескольких дней, а затем усыпляют. Клетки в начале проекции визуализируются с помощью инвертированного флуоресцентного микроскопа .

Уикершем и его коллеги разработали специальную методику, в которой использовался модифицированный вирус бешенства . Этот вирус был способен заразить одну клетку и проникнуть через один синапс; это позволило исследователям изучить локальную связь нейронов. [5]

Вирус бешенства

После захвата синаптическим окончанием или аксоном нейрона-мишени вирус бешенства покрывается везикулой , которая транспортируется к телу клетки через аксональный динеин . Вирус бешенства дикого типа будет продолжать размножаться и распространяться по центральной нервной системе, пока не поразит системно весь мозг. [3] Удаление гена, кодирующего гликопротеин (G-белок), при бешенстве ограничивает распространение вируса строго в клетки, которые были первоначально инфицированы. Транссинаптическое распространение вируса можно ограничить моносинаптической передачей к исходному нейрону путем псевдотипирования белка G и помещения гена под Cre -контроль. Это распространение вируса можно визуализировать с помощью методов, включая добавление гена флуоресценции, такого как зеленый флуоресцентный белок , на вирусную кассету или с помощью иммуногистохимии . [6] [7]

Вирус псевдобешенства

Вирус псевдобешенства , принадлежащий к семейству герпесвирусов , распространяется через ЦНС как ретроградно, так и антероградно, перемещаясь вверх по нервному аксону в сому и дендриты при ретроградном применении. Удаление трех ключевых генов мембранных белков в штамме псевдобешенства PRV-Bartha блокирует антероградное распространение вируса и позволяет добавлять дополнительные манипуляции с вирусной ДНК, такие как флуоресценция, что позволяет отслеживать ретроградные цепи. [8]

Фтор-золото

Фтор-золото, также известное как гидроксистилбамидин , представляет собой невирусный флуоресцентный ретроградный индикатор, движение которого вверх по аксону и по дендритному дереву можно визуализировать с помощью флуоресцентной микроскопии или иммуногистохимии. [9]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ О'Доннелл, П.; Лавин, А.; Энквист, Л.В.; Грейс, А.А.; Кард, JP (1997). «Взаимосвязанные параллельные цепи между прилежащим ядром крысы и таламусом, обнаруженные с помощью ретроградного транссинаптического транспорта вируса псевдобешенства». Журнал неврологии . 17 (6): 2143–2167. doi : 10.1523/jneurosci.17-06-02143.1997 . ПМК  6793770 .
  2. ^ Луо, АХ; Астон-Джонс, Г. (2009). «Проекция контура от супрахиазматического ядра в вентральную область покрышки: новый путь циркадного выхода». Европейский журнал неврологии . 29 (4): 748–760. дои : 10.1111/j.1460-9568.2008.06606.x. ПМК 3649071 . ПМИД  19200068. 
  3. ^ аб Дэвис, Бенджамин М.; Ралл, Гленн Ф.; Шнелл, Матиас Дж. (06 ноября 2015 г.). «Все, что вы всегда хотели знать о вирусе бешенства (но боялись спросить)». Ежегодный обзор вирусологии . 2 (1): 451–71. doi : 10.1146/annurev-virology-100114-055157. ПМЦ 6842493 . ПМИД  26958924. 
  4. ^ Кац, LC; Буркхальтер, А.; Дрейер, WJ (9 августа 1984 г.). «Флуоресцентные латексные микросферы как ретроградный нейронный маркер для исследований зрительной коры in vivo и in vitro». Природа . 310 (5977): 498–500. Бибкод : 1984Natur.310..498K. дои : 10.1038/310498a0. PMID  6205278. S2CID  36191957.
  5. ^ Wickersham IR, Lyon DC, Barnard RJ и др. (март 2007 г.). «Моносинаптическое ограничение транссинаптической трассировки от одиночных генетически направленных нейронов». Нейрон . 53 (5): 639–47. doi :10.1016/j.neuron.2007.01.033. ПМК 2629495 . ПМИД  17329205. 
  6. ^ ТоталБокс; ТВХ (01.01.2011). Достижения в области исследований бешенства . Эльзевир Наука. ISBN 9780123870414. ОКЛК  968996286.
  7. ^ Хуанг, З. Джош; Цзэн, Хункуй (10 июля 2013 г.). «Генетические подходы к нейронным цепям мыши». Ежегодный обзор неврологии . 36 : 183–215. doi : 10.1146/annurev-neuro-062012-170307. ПМИД  23682658.
  8. ^ Энквист, LW (1 декабря 2002 г.). «Использование специфического распространения вируса псевдобешенства в центральной нервной системе: взгляд на патогенез и средства отслеживания цепей». Журнал инфекционных болезней . 186 (Дополнение_2): S209–S214. дои : 10.1086/344278 . ISSN  0022-1899. ПМИД  12424699.
  9. ^ Науманн, Т.; Хартиг, В.; Фротчер, М. (15 ноября 2000 г.). «Ретроградное отслеживание с помощью фтор-золота: различные методы обнаружения индикаторов на ультраструктурном уровне и нейродегенеративные изменения нейронов с обратным заполнением в долгосрочных исследованиях». Журнал методов нейробиологии . 103 (1): 11–21. дои : 10.1016/s0165-0270(00)00292-2. ISSN  0165-0270. PMID  11074092. S2CID  24155326.

дальнейшее чтение

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