GABAérgicas interneuronas corticales comprenden ~ 20-30% de las neuronas en la neocorteza de los mamíferos, mientras que el resto corresponde a excitatorios, neuronas glutamatérgicas principales. Las interneuronas son muy diversos en las propiedades electrofisiológicas, axón y dendritas y morfología sináptica objetivo 1, y los desequilibrios en el tono excitatorio / inhibitoria son la hipótesis de base de algunos fenotipos de los trastornos neuropsiquiátricos / neurológicos como el autismo, la esquizofrenia y la epilepsia 2. El objetivo general del protocolo descrito en este documento es proporcionar un medio para modificar genéticamente de manera eficiente GABAérgicas progenitores interneuronas corticales antes del trasplante para análisis in vivo.
Interneuronas corticales GABAérgicas nacen en las eminencias ganglionares medial y caudal (MGE y CGE, respectivamente) 3,4, así como el área preóptica 5. Progenitores interneuronas corticales se someten a larga distancia migración tangencial seguidopor la migración radial para llegar a sus objetivos finales. Al llegar a sus destinos, estas interneuronas corticales deben integrar correctamente en la red neuronal existente, y cada subgrupo interneuron única contribuirán a los circuitos corticales de maneras específicas. Cuatro subgrupos principales se pueden distinguir por marcadores moleculares: somatostatina derivados de MGE (SST) + y parvalbúmina (PV) + subgrupos, y péptido derivado de CGE vasoactivo intestinal (VIP) + y + Reelin; SST - 6 subgrupos. Diferentes subgrupos interneuronas corticales nacen en diferentes tiempos durante el desarrollo embrionario en el MGE y CGE 7, 8. Estos y otros marcadores de interneuronas GABAérgicas corticales se han utilizado para generar líneas Cre-controlador específico para muchos de estos subgrupos 9-11.
El trasplante de progenitores MGE ha surgido como una terapia basada en células potencial para el tratamiento de trastornos que pueden ser causados por desequilibriosen excitación / inhibición de 12 - 24. Estos beneficios terapéuticos pueden deberse en parte a la capacidad única de los progenitores MGE (a dispersarse, diferenciar e integrar en un cerebro huésped), o potencialmente debido a que muchos peri-somáticas células fotovoltaicas inhibidora + se derivan de la MGE. MGE células también pueden ser rápida y eficientemente transducidas con lentivirus antes del trasplante 15, permitiendo que las células que se modifican genéticamente in vitro para estudiar in vivo. La razón fundamental para el desarrollo de este enfoque era superar obstáculos en el estudio GABAérgica desarrollo interneuronas corticales y maduración. En particular, MGE trasplante permitió a los investigadores a estudiar el desarrollo de las células mutantes in vivo, cuando el ratón mutante tendría de otro modo muerto en un punto de tiempo temprano. Por otra parte, mediante la introducción de genes de interés antes del trasplante, los efectos de genes específicos en un fenotipo mutante podrían evaluarse en un effmanera ciente.
Aquí, ofrecemos un protocolo detallado para la transducción de células MGE con lentivirus previas al trasplante. Además, se muestra cómo esta técnica se puede adaptar para expresar un gen de interés en subgrupos específicos interneuronas de un grupo heterogéneo de precursores interneuronas corticales, utilizando una combinación de los lentivirus de expresión Cre-dependientes y disponibles líneas de ratones Cre-conductor. Por otra parte, este protocolo introduce técnicas y una plataforma para los investigadores de modificar genéticamente GABAérgicas precursores interneuronas corticales para estudios in vivo de una manera única. Una ventaja de esta técnica sobre otros enfoques actuales es que las células trasplantadas MGE se dispersarán lejos del sitio de la inyección. También, a diferencia de las inyecciones virales focales, después de las células MGE dispersan su morfología es más fácil de evaluar. Este enfoque se puede utilizar para estudiar el efecto de la introducción de genes de interés en las células de tipo salvaje o mutantes, la introducción de un tipo específico de célulareportero para evaluar la morfología, o potencialmente para estudiar el efecto de los alelos de la enfermedad in vivo.