이진 유전 전략을 활용하여 Cre 매개 재조합 후 상보적 시냅스 경진 추적자를 발현하는 마우스의 신경 회로 추적을 위한 자세한 프로토콜을 제공합니다. 세포 특이적 추적자 생산은 유전적으로 암호화되기 때문에 당사의 실험적 접근 방식은 단일 세포 해상도에서 쥐 배아 뇌 발달 중 신경 회로의 형성 및 성숙을 연구하는 데 적합합니다.
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이진 유전 전략을 활용하여 Cre 매개 재조합 후 상보적 시냅스 경진 추적자를 발현하는 마우스의 신경 회로 추적을 위한 자세한 프로토콜을 제공합니다. 세포 특이적 추적자 생산은 유전적으로 암호화되기 때문에 당사의 실험적 접근 방식은 단일 세포 해상도에서 쥐 배아 뇌 발달 중 신경 회로의 형성 및 성숙을 연구하는 데 적합합니다.
해부학적 경로 추적은 뇌와 행동 사이의 관계를 해독하는 데 매우 중요합니다. 그러나 뇌의 배아 성숙 과정에서 신경 회로의 형성을 밝히는 것은 기술적으로 어려운 일인데, 현재까지 개발된 대부분의 시냅스 경유 추적 방법은 입체택시 추적자 주입에 의존하기 때문입니다. 이 문제를 극복하기 위해 우리는 쥐의 뇌에서 조건부 유전자 시냅스 경단 추적을 위한 이진 유전 전략을 개발했습니다. 이를 위해 Cre 매개 재조합 후 ROSA26 유전자 자리에서 양방향 시냅스 경호 추적자 보리 렉틴(BL)과 역행 시냅스 경진 추적자 테파누스 독소 단편 C를 선택적으로 발현하기 위해 두 개의 상보적인 knock-in 마우스 균주를 생성했습니다. 이 마우스의 세포 특이적 추적자 생산은 유전적으로 암호화되어 있으며 기계적 추적자 주입에 의존하지 않습니다. 따라서 우리의 실험적 접근 방식은 배아 쥐 뇌의 신경 회로 형성을 연구하는 데 적합합니다. 또한, 시냅스를 가로지르는 추적자 전달은 시냅스 활동에 의존하기 때문에 이러한 마우스 균주는 단일 세포 해상도에서 뇌 발달 중 유전적으로 정의된 뉴런 집단 간의 통신을 분석하는 데 사용할 수 있습니다. 여기에서는 새로운 재조합 ROSA26 대립유전자를 사용하여 마우스 배아에서 시냅스 경유 추적을 위한 자세한 프로토콜을 제공합니다. 우리는 발달 중인 암컷 쥐 뇌에서 생식 축의 성숙에 기저가 되는 신경 회로를 설명하기 위해 이 실험 기술을 활용했습니다.
해부학 경로 추적은 뇌와 행동 한 관계를 해독하는데 가장 일반적으로 사용되는 도구 중 하나이다. 신경 회로 추적 기술의 발전은 마우스 2 유전자 확인 된 신경 세포 집단에서 신경 회로를 추적 할 수있는 기능 신경 과학자을 수여했다. 이러한 기술적 인 발전에도 불구하고 그것은 특히 배아 성숙 중에 신경 회로의 형성을 해명 도전 남아있다. 현재까지 개발 된 추적 방법 중 대부분 transsynaptic 트레이서 정위 주사 또는 신경성 유전자 변형 바이러스 (도 1) 2,3- 기반으로하기 때문이다. 이러한 기술은 연결 공간 및 시간 해상도, 이러한 현상 뇌, 주사 부위에서 대부분의 impor 주사 부위의 재현성, 잠재적으로 염증 기술적 도전 탐침 주사와 같은 몇몇의 본질적인 한계를 달성하면서신경성 바이러스로 인한 tantly 세포 독성은 4 개 사용을 제한한다.
다른 방법은 유전자 변형 생쥐에서 유전자와 transsynaptic 추적자을 표현하는 것입니다. 우리는 최근에이 기술을 수정 및 유전자 확인 된 신경 세포 인구 5의 신경 회로를 매핑하는 이진 유전 transsynaptic 추적 시스템을 개발했다. Cre 호텔 - 중재 후 우리의 실험 전략은 양방향 추적 보리 렉틴 (BL) 6 ROSA (26) 현장에서 GFP (GTT) (7)에 융합 역행 추적 파상풍 독소 조각 C를 표현하는 두 개의 새로운 녹아웃 마우스 균주를 기반으로 재조합. 여기에서 우리는 선택적으로 kisspeptin을 생산 신경 세포 BL과 GTT, 생식 축 8,9의 성숙을 조절에 관여하는 신경 펩타이드을 표현하는이 마우스 균주를 사용했다. 우리는이 기술 키스의 개발 및 성숙을 시각화하기에 적합 함을 입증여성 마우스의 뇌 (5)의 배아 개발하는 동안 peptin 신경 회로.
번식 전략
R26-BL-IRES-τlacZ (BIZ) 및 R26-GFP-TTC (GTT) 추적 선 노크 재조합 ROSA26 대립 유전자를 전달 계통 5이다. R26-BIZ 및 R26-GTT의 대립으로 인해 두에 loxP 사이트 (5)에 의해 측면 강한 전사 정지 신호의 존재에 전사적으로 침묵. BIZ과 GTT 유전자의 발현은 전사 정지 신호의 Cre 호텔 - 매개 제거에 의해 활성화된다. BIZ-R26 및 R26-GTT 대립 단순히 치운다 드라이버 라인과 교차하여 독립적으로 사용될 수있다. 각각의 Cre 호텔 및 R26 대립 유전자에 대한 분석 동물 이형을 사용할 수있다. 하나 또는 하나 Cre 호텔 R26 대립 유전자를 운반 한배 새끼는 각각 대조군으로 사용되어야한다. 대안 적으로, t를 생성 할 수도있다노크에 riple Cre 호텔, R26-BIZ 및 R26-GTT 대립 유전자를 운반하는 동물, 그러나 이것은 하나의 추가 크로스가 필요합니다.
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참고 : 윤리 문 : 동물 과목을 포함하는 절차는 함부르크 대학과 자를란 트 대학의 동물 복지위원회에 의해 승인되었다.
1. 준비 및 배아 조직의 고정
2. 동결
3. 냉동 절편
Tyramide 신호 증폭 (TSA) 프로토콜을 사용하여 4. 추적기 시각화
배아 섹션 5. τlacZ 염색
6. Gend어 및 트레이서 유전자형
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이 섹션에서는 R26-BIZ (B L- I RES-τlac의 Z)과 R26-GTT (G FP-TT C) 대립 유전자와 협력을 얻을 수있다 대표적인 결과를 보여줍니다. 여기에서 우리는 생식 축 조절 신경 회로의 성숙을 분석 R26-BIZ 및 R26-GTT 대립 유전자를 사용합니다. 척추 동물의 복제를 중앙에서 성선 자극 호르몬 방출 호르몬 (GnRH에)을 분비하는 시상 하부의 신경 세포의 작은 부분 집합에 의해 제어된다. Kisspeptin, GnRH에 뉴런의 강력한 활성화 제,의 GnRH 및 kisspeptin 뉴런들 사이의 신경 회로가 5 알려지지 않았다 현상 암컷 마우스 뇌에서 성립하지만 때의 GnRH 뉴런의 활성 조절에 관여한다. 먼저 우리는 BIZ과 GTT 유전자의 발현은 특히 배아에 Cre 호텔 의존 재조합에 의해 활성화되는 것을 보여kisspeptin 특정 Cre 호텔 드라이버 라인 (10)을...
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유 전적으로 정의 뉴런 집단의 신경 회로를 추적 트랜스 transsynaptic 트레이서로 표현하면 트레이서 neurotopic 바이러스 또는 정위 주사에 비해 몇 가지 장점을 가지고있다. 먼저, 추적기 내인성 단백질로서 생산하고, 따라서 임의의 면역 반응을 유도하지 않으며 선택적 신경 통로 재현성을 다른 동물에서 분석 될 수있다. 이 비 침습적 방법이기 때문에 둘째, 자궁 내, 예를 들어, 정위 주사 쉽게 접근하지 뉴런으로부터 회로를 추적하는데 이용 될 수있다. 제한 추적을 검출에 어려움이 발생할 수 있습니다 transsynaptic 전송에 일반적으로 낮은 효능을 포함한다. 또한, 추적 분자는 모든 시냅스에 희석됩니다. 대조적으로, 바이러스 복제 신경성 차례로 바이러스 복제는 시냅스를 횡단 한 후 신호를 증폭 리드. 그러나, 바이러스 복제는 또한 주요이다 limitat극한 인한 바이러스 성 신경성 세포 독성 바이러스의 사용 이온. 유전 transsynaptic 추적자 및 유전자 변형 신경성 바이러스의 일부 기...
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이해 상충이 선언되지 않았습니다.
원고에 대한 비판적인 논평을 해준 마이클 캔들리시에게 감사한다. 이 프로젝트는 Deutsche Forschungsgemeinschaft의 보조금 BO1743/6 및 SFB/TRR 152 P11 및 Z02의 지원을 받았습니다.
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| 이름 | 회사 | 카탈로그 번호 | 댓글 |
|---|---|---|---|
| 비스벤즈이미드(Hoechst 33258 염료) | Sigma | 14530-100MG | |
| 에탄올 | Sigma | 32205-1L | |
| 극저온 금형(필어웨이) | Polyscience Inc. | 18646A-1 | 22 x 22 x 20mm |
| DMSO | 시그마 | D8418-100ML | |
| 디메틸 포름아미드(DMF) | VWR 화학 물질 | 23470,293 | |
| EGTA | ROTH | 3054.3 | |
| Fluoromount G | Southern Biotech | 0100-01 | |
| 글루타르알데히 | 드 시그마 | G5882-50ML | |
| 과산화수소 | 시그마 | 34988-7 | |
| 이소펜탄(메틸 2-부탄) | 시그마 | M32631-2.5L | |
| 카이저의 글리신 젤라틴 | 머크 | 1092420100 | |
| 메탄올 | 시그마 | 494437-1L | |
| MgCl2 | Sigma | M2670-100G | |
| NaCl | ROTH | HN00.2 | |
| NBT | 시그마 | 298-83-9 | |
| Nonidet P40 대체 | Fluka | 743.85 | |
| OCT | Leica | 14020108926 | |
| PAP 펜 | Dako | S2002 | |
| 파라팜알데히드 | 시그마 | P6148-1KG | |
| 나트륨 데옥시콜레이트 | 시그마 | D6750-25G | |
| 자당 | 시그마 | S7903-1KG | |
| Superfrost 슬라이드 | Thermo Scientific | FT4981GLPLUS | |
| TSA 키트 | PerkinElmer | NEL700 | |
| TSA 플러스 키트 | PerkinElmer | NEL749A001KT | |
| Tris | ROTH | AE15.2 | |
| Triton-X 100 | ROTH | 3051.2 | |
| Tween 20 | ROTH | 9127.1 | |
| X-gal | ROTH | 2315.1 | |
| 저온 유지 장치 | Leica | na | |
| 광학 현미경, DIC 이미징이 장착된 | Zeiss | Axioskop2, Axio Vision 소프트웨어가 | |
| Axio Vision 소프트웨어가 | Zeiss | ||
| Photoshop | Adobe | PS6 | |
| Goat anti-WGA(BL 인식) | Vector Laboatories | AS-2024 | |
| Biotinylayted horse anti-goat IgG | Vector Laboatories | BA-9500 | |
| Biotinylated goat anti-rabbit IgG | Vector Laboatories | BA-1000 | |
| Rabbit anti-GFP (recognizes GTT) | Invitrogen | A11122 | |
| Rabbit anti-GnRH | Affinity Bio Reagent | PA1-121 | |
| Dylight488-donkey anti-rabbit IgG | Thermo Scientific | SA5-10038 | |
| SA-Alexa Fluor 546 | Life Technologies | S-11225 | |
| Primers | |||
| BL Fwd (BIZ 유전형 분석용) | Eurofins MWG Operon | ATGAAGATGATGAGCACCAGGGC | |
| BL Rev (BIZ 유전형 분석용) | Eurofins MWG Operon | AGCCCTCGCCGCAGAACTC | |
| Cre Fwd (Cre 유전형 분석용) | Eurofins MWG Operon | GTCGATGCAACGAGTGATGAGGTTCG | |
| Cre Rev (Cre 유전형 분석용) | Eurofins MWG Operon | CCAGGCTAAGTGCCTTCTCTACACCTGC | |
| TTC Fwd (GTT 유전형 분석용) | Eurofins MWG Operon | AGCAAGGGCGAGGAGCTGTT | |
| TTC Rev (GTT 유전형 분석용) | Eurofins MWG Operon | GTCTTGTAGTTGCCGTCGTCCTTGAA | |
| XY Fwd (성별 유전형 분석 | )Eurofins MWG Operon | TGAAGCTTTTGGCTTTGA | |
| XY Rev (성별 유전형 분석용) | Eurofins MWG Operon | CCGCTGCCAAATTCTTTG | |
| ROSA26 Fwd | Eurofins MWG Operon | CGAAGTCGCTCTGAGTTGTTATC | |
| ROSA26 Rev | Eurofins MWG Operon | GCAGATGGAGCGGGAGAAAT | |
| SA Rev | Eurofins MWG Operon | CGAAGTCGCTCTGAGTTGTTATC |
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