Aplicación de la optogenética combinada con el registro de fotometría de fibra en la regulación de los circuitos neuronales-funciones viscerales por electroacupuntura

Yueyue Liu; Yun Liu; Ying Wang; Zhu Bing; Xinyan Gao

doi:10.3791/68667

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Artículo de método

Aplicación de la optogenética combinada con el registro de fotometría de fibra en la regulación de los circuitos neuronales-funciones viscerales por electroacupuntura

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DOI:

10.3791/68667

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19 de septiembre de 2025

Yueyue Liu^*¹ , Yun Liu^*¹ , Ying Wang² , Zhu Bing¹ , Xinyan Gao¹

¹Institute of Acupuncture and Moxibustion, China Academy of Chinese Medical Sciences, ²Northeast Asia Research Institute of Traditional Chinese Medicine, Changchun University of Chinese Medicine

^* These authors contributed equally

En este artículo

Resumen

El propósito de este experimento es establecer un enfoque novedoso para la integración simultánea de la optogenética, el registro de señales de calcio intracerebrales y el monitoreo de la motilidad gástrica, ofreciendo un paradigma novedoso para el monitoreo en tiempo real de la relación entre la estimulación somática y las interacciones entre el circuito neuronal y la función visceral, que se aplica a la investigación de la acupuntura.

Resumen

Este protocolo describe una técnica para la manipulación optogenética de tipos específicos de neuronas y el registro en tiempo real de los efectos de la electroacupuntura en Zusanli (ST36) sobre las señales de calcio nuclear y la motilidad gástrica en ratones bajo anestesia in vivo. La exploración de los mecanismos centrales que subyacen a la eficacia de la acupuntura se ha visto limitada por limitaciones tecnológicas. Sin embargo, el avance de la tecnología de imágenes optogenéticas y ópticas ha impulsado el desarrollo de la neurociencia. El registro de fotometría de fibra, que inicialmente aprovecha los indicadores de calcio codificados genéticamente para visualizar los cambios en la dinámica del calcio indicativos de la actividad neuronal, se destaca como una tecnología clave para caracterizar las correlaciones cerebro-comportamiento in vivo. La aplicación de la optogenética permite la codificación genética de las neuronas, permitiendo su activación o inhibición en respuesta a la estimulación de la luz. Esta capacidad facilita el establecimiento de vínculos causales entre la función de los circuitos neuronales y los resultados conductuales. La fotometría de fibra simultánea, el registro de calcio y la estimulación optogenética proporcionan un método para el registro y la manipulación en tiempo real de la actividad neuronal, sirviendo como un enfoque eficaz para investigar los mecanismos centrales de la acupuntura. No obstante, sigue habiendo una escasez de estudios que documenten la utilización simultánea de fotometría de fibra, registro de calcio, optogenética y monitoreo de la función visceral en la investigación de acupuntura. Los resultados de este experimento muestran que EA-ST36 podría regular la motilidad gástrica relacionada con el circuito PBN^Glu-NTS ^Glu-DMV ^ChAT . La estimulación optogenética de este circuito produce el mismo efecto. Después de la superposición de los dos, los cambios en la señal de calcio y la motilidad gástrica alcanzan su máximo. Este estudio estableció un enfoque novedoso para la integración simultánea de la monitorización optogenética, intracerebral de señales de calcio y la motilidad gástrica, ofreciendo un paradigma novedoso para la monitorización en tiempo real de la relación entre la estimulación somática y las interacciones entre el circuito neuronal-función visceral.

Introducción

En los últimos años, la proliferación de sensores fluorescentes biomoleculares ha impulsado la utilización de la fotometría de fibra en biología molecular, facilitando el registro in vivo ¹. Este avance permite el monitoreo en tiempo real de las alteraciones de la actividad neuronal en el cerebro. La integración de la optogenética permite la manipulación neuronal, ofreciendo la ventaja de realizar inmediatamente el registro de optogenética y fibra óptica simplemente insertando la fibra óptica. Combinado con el registro de la función visceral, este método ofrece una buena resolución temporal y orientaci....