Ретроградная трассировка - Retrograde tracing
Ретроградное отслеживание - это метод исследования, используемый в неврологии для отслеживания нейронных связей от точки их разрыва ( синапса ) до их источника ( тела клетки ). Методы ретроградного отслеживания позволяют детально оценить нейронные связи между целевой популяцией нейронов и их входы по всей нервной системе . Эти методы позволяют «картировать» связи между нейронами в определенной структуре (например, в глазу ) и целевыми нейронами в головном мозге . Противоположным методом является антероградное отслеживание , которое используется для отслеживания нейронных связей от их источника до точки прекращения (то есть от тела клетки до синапса). Как антероградные, так и ретроградные методы отслеживания основаны на визуализации аксонального транспорта .
Техники
Ретроградное отслеживание может быть достигнуто с помощью различных средств, 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, таким образом раскрывая природу их схем.
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. 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 ядра мозга под наркозом. Животным дают выжить в течение нескольких дней, а затем их усыпляют. Клетки в источнике проекции визуализируются с помощью инвертированного флуоресцентного микроскопа .
Уикершем и его коллеги разработали специальный метод, в котором использовался модифицированный вирус бешенства . Этот вирус был способен заразить одну клетку и перепрыгнуть через один синапс; это позволило исследователям исследовать локальную связь нейронов.
Вирус бешенства
После захвата на синаптическом окончании или аксоне целевого нейрона вирус бешенства окутывается пузырьком, который транспортируется к телу клетки через аксональный динеин . В вирусе бешенства дикого типа вирус будет продолжать размножаться и распространяться по центральной нервной системе, пока не заразит системно весь мозг. Делеция гена, кодирующего гликопротеин (G-белок) при бешенстве, ограничивает распространение вируса строго в первоначально инфицированные клетки. Транссинаптическое распространение вируса может быть ограничено 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 вирусную кассету или с помощью иммуногистохимии .
Вирус псевдобешенства
Член семейства herpesviridae , вирус псевдобешенства распространяется через ЦНС как ретроградным, так и антероградным образом, перемещаясь вверх по нейронному 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.
Фторсодержащее золото
Fluoro-Gold, также известный как гидроксистилбамидин , представляет собой невирусный флуоресцентный ретроградный индикатор, движение которого вверх по аксону и поперек дендритного дерева можно визуализировать с помощью флуоресцентной микроскопии или иммуногистохимии.
Смотрите также
использованная литература
дальнейшее чтение
Ретроградное отслеживание широко использовалось в широком спектре исследований в области нейробиологии, включая следующие примеры:
- Сун, Чэнхуэй; Элерс, Ванесса Л .; Мойер, Джеймс Р. (30 сентября 2015 г.). «Следы страха по-разному модулируют внутреннюю возбудимость медиальной префронтальной коры - базолатерального комплекса нейронов проекции миндалины в инфралимбической и прелимбической коре» . Журнал неврологии . 35 (39): 13511–13524. DOI : 10.1523 / JNEUROSCI.2329-15.2015 . ISSN 0270-6474 . PMC 4588614 . PMID 26424895 .
- Бацкай, Тимеа; Руснак, Золтан; Паксинос, Джордж; Уотсон, Чарльз (01.01.2014). «Musculotopic организация моторных нейронов, снабжающих мышцы задних конечностей мыши: количественное исследование с использованием ретроградного отслеживания Fluoro-Gold». Структура и функции мозга . 219 (1): 303–321. DOI : 10.1007 / s00429-012-0501-7 . ЛВП : 20.500.11937 / 26565 . ISSN 1863-2653 . PMID 23288256 . S2CID 17675285 .
- Schwarz, Lindsay A .; Миямичи, Казунари; Gao, Xiaojing J .; Байер, Кевин Т .; Вайсборд, Брэндон; DeLoach, Katherine E .; Рен, Цзин; Ибейнс, Сэнди; Маленка, Роберт С. (2015). «Вирусно-генетическое отслеживание организации ввода-вывода центрального норадреналинового контура» . Природа . 524 (7563): 88–92. Bibcode : 2015Natur.524 ... 88S . DOI : 10,1038 / природа14600 . PMC 4587569 . PMID 26131933 .
- Охара, Шинья; Сато, Шо; Цуцуи, Кен-Ичиро; Witter, Menno P .; Иидзима, Тосио (06.11.2013). «Организация мультисинаптических входов в дорсальную и вентральную зубчатую мозоль: ретроградное транссинаптическое отслеживание с вектором вируса бешенства у крысы» . PLOS ONE . 8 (11): e78928. Bibcode : 2013PLoSO ... 878928O . DOI : 10.1371 / journal.pone.0078928 . ISSN 1932-6203 . PMC 3819259 . PMID 24223172 .
- ДеНардо, Лаура А; Бернс, Доминик С; ДеЛоч, Кэтрин; Луо, Лицюнь (2015). «Связь соматосенсорной и префронтальной коры мышей исследована с помощью транссинаптического отслеживания» . Природа Неврологии . 18 (11): 1687–1697. DOI : 10.1038 / nn.4131 . PMC 4624522 . PMID 26457553 .