研究小鼠GPCR异聚的行为功能嵌合构造的HSV介导的转基因表达
2016年7月9日
本文介绍如何注入病毒载体插入鼠标额叶皮质测试需要GPCR异形成行为检测。
该方法的总体目标是观察病毒介导的基因转移如何影响小鼠模型中需要 G 蛋白偶联受体异二聚化的行为表型。这种方法可以帮助回答神经和心理药理学领域的关键问题。特别是 g 蛋白偶联受体如何在分子水平上相互作用。
通过使用这种方法，我们可以了解这种相互作用如何影响精神疾病（如精神分裂症和抑郁症）模型中的行为。使用这种方法，我们将专门研究血清素 2a 和代谢型谷氨酸受体 2，这两种受体都已被证明与用于治疗精神分裂症患者的药物的作用机制有关。首先根据批准的方法对鼠标进行适当的麻醉。
通过执行脚趾捏并注意没有反应，确保已获得手术麻醉平面。然后涂抹眼凝胶以保护眼睛。将鼠标连接到立体定向框架上，确保调整头部的倾斜度，使头骨水平平坦。
将聚维酮碘涂抹在裸露的头皮上。使用手术刀在暴露的剃光区域内沿着颅骨中线做矢状切口。然后将 pureit 夹子连接到切口部位的皮肤上，以确保颅骨保持裸露。
涂抹过氧化氢以溶解骨膜，并暴露颅骨的缝合线。现在前囟和缝合线是可见的，请务必调整立体定向框架以确保颅骨水平。将注射器的针尖与前囟对齐，并记录前囟的坐标。
要双侧注射额叶皮层，请在记录的喙尾前囟坐标上增加 1.6 毫米，在记录的内侧外前囟坐标上增加 2.6 毫米。在颅骨上标记注射部位，然后在注射部位钻小孔。使用棉签涂抹器擦去多余的血液或骨头碎片。
将针头带到大脑表面，然后降低到背腹坐标的深度。然后通过扭转针头的柱塞缓慢注入注射器的内容物，以每分钟 0.1 微升的速度注射 5 分钟，注射 0.5 微升。让注射器留在原位 5 分钟。
在分配的时间后，将动物从立体定向器中取出，关闭切口，并放在加热垫上。根据您批准的动物方案进行术后镇痛。在立体定向注射病毒颗粒后 2 至 3 天进行行为测试。
在实验开始前，让小鼠适应房间至少四个小时。首先将 DOI 溶解到 0.9% 的盐水溶液中，达到每公斤 2 毫克。准备一个没有任何床上用品的家笼，并使用三脚架调整摄像头，使其直接位于家笼上方。
校准摄像头，使整个房屋笼都在视野内。称量小鼠并腹膜内注射适当剂量的 0.9% 生理盐水或 DOI。将鼠标放回 Home Cage 中 10 分钟。
十分钟后，将鼠标放入空的家笼中央，并确保摄像头的视野内没有盲点。按摄录机上的录制键并离开房间。30 分钟后，停止录制并将鼠标放回原来的 Home Cage 中。
在下一只鼠标上重复行为测试。让裁判员对实验条件视而不见视频。手动录制整个视频中的每一次头部抽搐。
头部抽搐被定义为鼠标进行的快速摇头运动。按照协议的书面部分所述处理数据。这里显示的是 HSV 介导的额叶皮层转基因表达的代表性图像。
将 HSV mGlu2 GFP 注射到额叶皮层，通过免疫细胞化学揭示 GFP 表达。这个比例尺代表 200 微米。该图像显示了 mGlu2 敲除小鼠额叶皮层中 HSV 介导的转基因表达和抗 mGlu2 反应性的蛋白质印迹。
在这里，我们测量了 mGlu2 作为单体的免疫反应性。该直方图显示，病毒介导的 mGlu2 表达，而不是 mGlu2 敲除小鼠额叶皮层中嵌合 mGlu2 的表达，显着挽救了由致幻血清素 2a 受体激动剂 DOI 诱导的头部抽搐反应。该实验最关键的步骤是病毒注射、头部抽搐反应和小鼠被处死之间的时间。
任何延迟都可能改变实验结果或给数据带来歧义。一旦掌握，小鼠手术大约需要 30 分钟来注射病毒。每只鼠标的头部抽搐实验也应花费大约 35 分钟。
建议错开手术，或一次对多只鼠标进行手术。通过这种方式，可以保持一个时间表，允许在手术后三到四天内完成头部抽搐实验，这是病毒构建体的峰值表达时间。感谢您的观看，祝您的实验好运。
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概述
本文描述了一种将病毒载体注射到小鼠前额叶皮层的方法，以研究与GPCR异源复合物形成相关的行为分析。该方法旨在阐明G蛋白偶联受体的分子相互作用及其对精神病学模型行为的影响。
关键研究组成部分
科学领域
- 神经科学
- 药理学
- 行为科学
背景
- G蛋白偶联受体（GPCR）在神经传导中起着至关重要的作用。
- 了解GPCR相互作用可以提供对精神疾病的洞察。
- GPCR的异二聚可能影响行为结果。
- 该方法利用病毒载体在小鼠模型中进行基因转移。
研究目的
- 调查病毒介导的基因转移对行为表型的影响。
- 探索5-羟色胺2A和代谢型谷氨酸受体2之间的相互作用。
- 解决神经和精神药理学中的问题。
使用的方法
- 根据批准的方法对小鼠进行适当的麻醉。
- 将病毒载体注射到前额叶皮层。
- 行为分析以评估GPCR相互作用的影响。
- 分析与精神疾病相关的行为表型。
主要结果
- 对GPCR异源复合物形成及其行为意义的洞察。
- 了解5-羟色胺2A和代谢型谷氨酸受体2的作用。
- GPCR相互作用与精神病症状之间的潜在联系。
- 通过实验发现为神经药理学领域做出贡献。
结论
- 该方法为体内研究GPCR相互作用提供了框架。
- 研究结果可能为精神疾病的治疗策略提供信息。
- 需要进一步研究以探索这些相互作用的影响。
常见问题
Executive Industry Relevance
Dissecting the behavioral function of GPCR heteromers using HSV-mediated transgene expression in mice addresses a critical challenge in neuropsychiatric drug discovery: establishing mechanistic links between receptor complexes and disease-relevant phenotypes. This approach enables predictive confidence in target validation for psychiatric disorders by isolating the functional necessity of specific receptor interactions. The method supports risk-adjusted portfolio decisions at the interface of early discovery and translational research.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables direct interrogation of GPCR heteromer function in vivo for mechanistic de-risking.
- Clarifies the necessity of specific receptor complexes for disease-relevant behavioral phenotypes.
- Supports predictive confidence in target selection for neuropsychiatric indications.
Screening & Assay Development
- Establishes validated behavioral assays linked to molecular interventions for downstream screening.
- Provides quantitative behavioral outputs (head-twitch response) for assay standardization.
- Facilitates reproducible evaluation of genetic and pharmacological manipulations in vivo.
Translational & Preclinical Research
- Aligns preclinical behavioral models with human disease mechanisms via receptor complex interrogation.
- Enables continuity from molecular discovery to behavioral validation in animal models.
- Supports translational biomarker development by linking molecular interventions to quantifiable phenotypes.
Pipeline & Workflow Integration
This method bridges early discovery and preclinical validation by enabling hypothesis-driven testing of receptor complex function in disease-relevant behavioral systems.
- Discovery Biology: Supports null hypothesis testing for GPCR heteromer involvement in psychiatric phenotypes.
- Screening: Provides a platform for quantitative behavioral readouts following genetic or pharmacological perturbation.
- Analytics: Delivers measurable endpoints (head-twitch counts) for statistical comparison across experimental groups.
- Translational Research: Connects molecular interventions to behavioral outcomes relevant to psychiatric disorders.
- Enterprise Reuse: Offers a reusable workflow for interrogating other receptor complexes in vivo.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence in target validation and reduces mechanistic ambiguity for neuropsychiatric drug programs.
- Operational Value: Standardizes behavioral phenotyping linked to molecular interventions for reproducibility and scalability.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions by clarifying the necessity of receptor complexes for disease-relevant behaviors.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of targets and mechanisms for advancement in CNS pipelines.
Implementation Considerations
- Requires expertise in stereotactic surgery and behavioral phenotyping in rodents.
- Demands access to viral vector production and molecular validation infrastructure (immunocytochemistry, western blotting).
- Necessitates rigorous cross-team standardization of injection timing, behavioral testing, and data analysis.
- Adaptation to other receptor complexes or behavioral assays may require protocol optimization.
- Precise timing between viral delivery, behavioral assessment, and tissue collection is critical for data integrity.
