Stratégies non invasives pour la manipulation chronique de l'activité neuronale contrôlée par DREADD

Résumé

Ici nous décrivons deux méthodes non-invasives pour commander chroniquement l'activité neuronale utilisant la chimiogénétique chez les souris. Des gouttes d'oeil ont été employées pour livrer le clozapine-N-oxyde (CNO) quotidiennement. Nous décrivons également deux méthodes pour l'administration prolongée de CNO dans l'eau potable. Ces stratégies de contrôle neuronal chronique nécessitent une intervention minimale réduisant le stress des animaux.

Résumé

Les stratégies chimiogénétiques sont apparues comme des outils fiables pour le contrôle à distance de l'activité neuronale. Parmi ceux-ci, les récepteurs de concepteur exclusivement activés par les drogues de concepteur (DREADDs) sont devenus l'approche chimiogénétique la plus populaire utilisée dans les neurosciences modernes. La plupart des études fournissent le ligand clozapine-N-oxyde (CNO) à l'aide d'une seule injection intrapéritonéale, qui convient à l'activation/inhibition aigue de la population neuronale ciblée. Il n'existe cependant que quelques exemples de stratégies de modulation chronique des neurones contrôlés par DREADD, dont la majorité reposent sur l'utilisation de systèmes d'administration nécessitant une intervention chirurgicale. Ici, nous élargissons sur deux stratégies non-invasives pour fournir le CNO ligand pour manipuler chroniquement la population neurale chez les souris. CNO a été administré soit en utilisant répétitif (quotidiennement) des gouttes oculaires, ou chroniquement à travers l'eau potable de l'animal. Ces paradigmes non invasifs se traduisent par une activation robuste des récepteurs de concepteur qui ont persisté tout au long des traitements CNO. Les méthodes décrites ici offrent des alternatives pour le contrôle chronique DREADD-négocié de l'activité neuronale et peuvent être utiles pour des expériences conçues pour évaluer le comportement chez les animaux en mouvement libre, en se concentrant sur les méthodes de livraison CNO moins invasives.

Introduction

Les progrès techniques dans le domaine des neurosciences ont permis aux scientifiques d'identifier et de contrôler précisément l'activité de certaines populations neuronales¹. Cela a contribué à mieux comprendre la base des circuits neuronaux et leur impact sur le comportement animal, ainsi que, la révision des dogmes établis^2,3. Parmi ces nouveaux outils, les stratégies optogénétiques et chimiogénétiques ont eu un impact profond non seulement sur la qualité des découvertes, mais aussi sur la façon dont les expériences sont conçues et conçues⁴. Dans le présent ma....

Protocole

Tous les animaux ont été manipulés conformément aux lignes directrices des Comités de soins et d'utilisation des animaux de l'Institut national de la santé mentale (NIMH). Tous les efforts ont été faits pour minimiser la douleur et le nombre d'animaux utilisés.

1. Injections de virus associées à l'adéno dans l'hippocampe

REMARQUE: Des souris mâles sauvages de type de fond mélangé (B6/129 F1 hybride, 3 mois) étaient pour stéréotaxément injecté avec un AAV codant le récepteur muscarinic de M3 (hM3Dq) dans l'hippocampe. Pendant toute l'expérience, les souris ont été unifamiliales, sous une lumière rég....

Résultats

Nous avons observé que la livraison répétitive de CNO utilisant des gouttes d'oeil a suscité une induction robuste de l'expression de c-Fos dans la plupart des neurones infectés (figure 1C),montrant que l'efficacité de la livraison de CNO est soutenue pendant l'exposition répétitive. En outre, une induction significative de c-Fos a été observée dans les échantillons prélevés 2 h après le traitement CNO, par rapport aux échantillons obtenus 6 h après l'exposition au CNO (Figures 1D-E<.......

Discussion

DREADDs ont émergé comme une approche populaire et efficace pour manipuler à distance l'activité neuronale¹⁷. La conception de stratégies alternatives pour la livraison de CNO augmentera largement le spectre des options disponibles pour des paramètres expérimentaux spécifiques. En outre, les stratégies non invasives pour la livraison de CNO minimisent toute mauvaise interprétation potentielle des résultats en réduisant les effets secondaires indésirables qui peuvent avoir un impact direct sur la s.......

Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article

Nom	Entreprise	Numéro de catalogue	Commentaires
BSA	Sigma life science	#A2153-100G	Poudre lyophilisée &ge ; 96 % (électrophorèse sur gel d’agarose)
Souris C57BL/6J	The Jackson laboratory	#000664	souris mâles, âgées de 3 mois
Capillaires	Drummond Scientific Company	#3-000-203-G/X	Diamètre extérieur : 1,14 pouce
Clozapine-N-oxyde	Sigma	#C0832	5 mg
Forane	Baxter	#NDC 10019-360-60	Isoflurane, USP
Microinjector III	Drummond Scientific Company	#3-000-207	Nanoject III - Injecteur de nanolitres programmable
Média de montage	Invitrogen	#P36930	Prolong Gold Réactif anti-décoloration
Paraformaldéhyde	Microscopie électronique Sciences	#15710	Solution aqueuse à 16 % (sans méthanol), 10 mL
Anticorps c-Fos primaire	Technologie de signalisation cellulaire	#2250S	c-Fos (9F6) Lapin mAb ( 100 et micro ; L)
rAAV5/hSyn-hm3D-mCherry	UNC Vector Core		Titer : ~3 x 1012 vg/mL
rAAV5/hSyn-mCherry	UNC Vector Core		Titer : ~3x10e12 vg/mL
Anticorps secondaires	Invitrogen	#A21206	Alexa Fluor TM 488 Donkey anti-rabbit IgG(H+L), 2mg/ml
Triton X-100	americanbio.com	#AB02025-00100