Исследовательская группа под руководством Калифорнийского университета в Ирвине создала 20 новых рекомбинантных вирусных векторов бешенства для картирования нейронных цепей, которые предлагают ряд существенных преимуществ по сравнению с существующими инструментами, включая способность обнаруживать микроструктурные изменения в моделях старения и нейронов головного мозга при болезни Альцгеймера. .
Исследование , опубликованное сегодня онлайн в журнале «Молекулярная психиатрия» , представило данные, подтверждающие концепцию, демонстрирующие силу этих новых векторов, которые экспрессируют ряд улучшенных флуоресцентных белков, обеспечивая расширенные многомасштабные мультимодальные возможности.
Естественные инфекции бешенства поражают нервную систему. Ученые использовали эту тенденцию для создания искусственных форм вируса бешенства, которые связаны с датчиками и другими полезными нагрузками — например, некоторые из них реагируют на свет, становясь ярко-зелеными, и действуют как индикаторы, картирующие мозговые цепи.
«Инструменты вирусной генетики имеют решающее значение для улучшения анатомического картирования и функциональных исследований нейронных сетей, специфичных для конкретных типов клеток и цепей», — сказал Сянминь Сюй, соавтор, профессор анатомии и нейробиологии канцлера UCI и директор Центра нейронных исследований. Картирование цепей.
«Эти новые варианты значительно расширяют возможности и возможности нейронной маркировки и картирования цепей в микроскопических и макроскопических масштабах и модальностях визуализации, включая 3D-световую и рентгеновскую микроскопию. Мы сделаем эти новые инструменты легко доступными для нейробиологического сообщества через нашу установленную службу. платформа в CNCM».
Клонирование рекомбинантного вируса бешенства для отслеживания моносинаптических нейронов. Схематическое изображение геномной РНК вируса бешенства дикого типа (RV) (вверху) и модифицированной рекомбинантной флуоресцентной геномной РНК вируса бешенства (внизу). Б. Стратегия клонирования. Репортерные гены клонировали в векторе ниже сигнала локализации под контролем промотора CMV. Репортерные свойства оценивали после трансфекции клеток HeLa. Затем репортерные гены клонировали в кДНК RV вместо G-гена. C Схематическое изображение моносинаптически ограниченного распространения ПЖ. Псевдотипированный EnvA RV (красный) и хелперный AAV (зеленый) одновременно инфицируют стартовые нейроны. Экспрессия хелперного AAV обеспечивает рецептор TVA для инфекции стартовых нейронов и гликопротеин для транссинаптического распространения. Стартовые клетки производят как красные, так и зеленые флуоресцентные сигналы. Пресинаптические входные нейроны, образующие синапсы со стартовыми нейронами, инфицируются и производят красные сигналы, позволяющие специфично идентифицировать связи нейронных цепей.
Эти новые рекомбинантные вирусные векторы предназначены для воздействия на очень специфические компоненты биологии нейронов с целью анализа патологических изменений, возникающих при болезни Альцгеймера и других заболеваниях головного мозга. Их можно нацелить на определенные субклеточные места и органеллы, а также визуализировать активность нейронов в реальном времени с использованием индикаторов кальция. Команда провела анализ изображений мозга мышей, чтобы продемонстрировать потенциал этих новых инструментов.
«Эти передовые инструменты обладают огромным потенциалом для понимания нейронных цепей как в нормальных, так и в патологических состояниях и дают возможность воздействовать на определенные области мозга с помощью прецизионных пептидов или белков для модуляции функций нейронов для целенаправленных стратегий лечения», — сказал Берт Семлер, соавтор. - автор-корреспондент и заслуженный профессор микробиологии и молекулярной генетики UCI.
Алексис Буэн, доктор философии. и Джинни Ву — соавторы, которые руководили и координировали проект. В число дополнительных членов команды входят Оркиде Коюнджу, доцент кафедры микробиологии и молекулярной генетики ; Цяо Е, аспирант; Мишель Ву, Лици Тонг, доктор философии, и Луцзя Чен, доктор философии, сотрудники лаборатории Сюй, и Тодд Холмс, профессор физиологии и биофизики. Используя широкую сеть сотрудничества Центра картирования нейронных цепей UCI, в состав команды из UCSD входят Гын-Янг Ким, Себастьян Фан, Мейсон Р. Макки, Ранджан Рамачандра и заслуженный профессор Марк Х. Эллисман.
