In dit artikel wordt beschreven hoe u virale vectoren te injecteren in de muis frontale cortex gedragsproblemen assays die GPCR heteromere vorming nodig te testen.
Een abonnement op JoVE is vereist om deze inhoud te bekijken. Log in of start vandaag met uw gratis proefperiode.
Methodenartikel
In dit artikel wordt beschreven hoe u virale vectoren te injecteren in de muis frontale cortex gedragsproblemen assays die GPCR heteromere vorming nodig te testen.
Het heteromere receptorcomplex tussen 5-HT2A en mGlu2 is betrokken gebleken bij sommige van de gedragsfenotypes in muismodellen van psychose1,2. Bijgevolg vertegenwoordigt het onderzoek naar structurele details van de interactie tussen 5-HT2A en mGlu2 die schizofrenie-gerelateerd gedrag beïnvloedt, een krachtig translationeel hulpmiddel. Zoals eerder is aangetoond, wordt de head-twitch reactie (HTR) bij muizen veroorzaakt door hallucinogeen drugs en dit gedragsreactie ontbreekt in 5-HT2A knockout (KO) muizen3,4. Bovendien werd door het conditioneel tot expressie brengen van de 5-HT2A receptor alleen in de cortex aangetoond dat 5-HT2A receptor-afhankelijke signaalroutes op corticale piramideneuronen voldoende zijn om head-twitch gedrag te veroorzaken in reactie op hallucinogeen drugs3. Ten slotte is aangetoond dat de head-twitch gedragsreactie geïnduceerd door de hallucinogenen DOI en lyserginezuurdiethylamide (LSD) significant verminderd is in mGlu2-KO muizen5. Deze bevindingen suggereren dat mGlu2 ten minste gedeeltelijk noodzakelijk is voor de 5-HT2A receptor-afhankelijke psychose-achtige gedragseffecten geïnduceerd door LSD-achtige drugs. Dit levert echter geen bewijs of het 5-HT2A-mGlu2 receptorcomplex noodzakelijk is voor dit gedragsfenotype. Om deze vraag aan te pakken, werden herpes simplex virus (HSV) constructen gebruikt om het mGlu2 of mGlu2ΔTM4N (mGlu2/mGlu3 chimerische construct dat het 5-HT2A-mGlu2 receptorcomplex niet vormt) in de frontale cortex van mGlu2-KO muizen tot expressie te brengen om te onderzoeken of dit GPCR heteromere complex noodzakelijk is voor de gedragseffecten geïnduceerd door LSD-achtige drugs6.
Hallucinogenen zoals LSD, psilocybine en mescaline leiden tot significante veranderingen in het menselijk bewustzijn, cognitie en emotie 7-9. Inactivering van serotonine 5-HT2A receptor signalering door hetzij genetische of farmacologische benaderingen veroorzaakt aanzienlijk verzwakt gedragsreacties hallucinogenen zowel diermodellen 3,10 en 11 mens. Hoewel hallucinogenen binden andere receptorsubtypen 8, wordt de 5-HT2A receptor geacht voor de unieke gedragsactiviteit van deze stoffen.
Groep II metabotrope glutamaatreceptoren (bijv., MGlu2 en mGlu3) hebben het doelwit van veel aandacht met betrekking tot de moleculaire mechanisme van hallucinogenen en hun integrale rol onderliggende psychose 12 geweest. Eerder is aangetoond dat muizen zonder expressie van mGlu2 eiwit (mGlu2-KO muizen) ongevoelig zijn voor de cellulaire en gedragseffecten van hallucinogens 5. Ook is gesuggereerd dat het 5-HT2A en mGlu2 receptoren vormen een specifiek heteromeer complex waardoor serotonine en glutamaat liganden moduleren het patroon van G-eiwit koppelen in levende cellen 1,2.
Structureel, transmembraan (TM) domeinen 4 en 5 van mGlu2 speelt een fundamentele rol in heteromerische formatie met de 5-HT 2A receptor 5. Bovendien, verder onderzoek aangetoond dat drie residuen die aan het intracellulaire eind TM4 van mGlu2 noodzakelijk om de 5-HT2A receptor -mGlu2 heterocomplex in levende cellen 6 vormen.
Op basis van deze bevindingen waargenomen bij heterologe expressiesystemen Hier beschrijven we het gebruik van HSV-gemedieerde expressie van wildtype mGlu2 en mGlu2 / mGlu3 chimere constructen in de frontale cortex van mGlu2-KO muizen te testen of heteromere vorming tussen 5-HT2A mGlu2 en is nodig voor dehead-twitch gedrag geïnduceerd door hallucinogene 5-HT 2A receptor agonisten.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
LET OP: Alle procedures voor het fokken van dieren en zorgen werden uitgevoerd volgens de Institutional Animal Care en gebruik Comite (IACUC) regulering van Icahn School of Medicine op de berg Sinaï. Zorg ervoor dat u steriele handschoenen te gebruiken tijdens de gehele procedure.
1. Drug en Virus Voorbereiding
2. Chirurgie
3. Head Twitch Response Experiment
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Eerdere bevindingen tonen aan dat het hoofd-kramp murine gedragsreactie betrouwbaar en robuust opgewekt door hallucinogenen, en het is afwezig bij 5-HT2A -Ko 3 muizen. Verder is aangetoond dat het hoofd-spierrespons opgewekt door hallucinerende 5-HT2A agonisten DOI en LSD significant verlaagd in mGlu2-KO muizen 5. Hoewel eerdere bevindingen overtuigend aangetoond dat 5-HT 2A en mGlu2 geassembleerd als een heteromeer complex in vi...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
Overzicht van eerdere bevindingen in mGlu2-KO muizen 5, de resultaten mGlu2 en mGlu2 / mGlu3 chimere constructen die de 5-HT2A -mGlu2 receptorcomplex in gekweekte cellen vormen suggereren dat de 5-HT2A -mGlu2 heteromere receptorcomplex muis frontale cortex is nodig om het hoofd-twitch gedrag te induceren door LSD-achtige hallucinogene 5-HT 2A receptor agonisten. Een beperking van deze methode is dat het niet dicht moleculaire omgeving heeft gemeten op een subcellulair niveau n...
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
De auteurs hebben niets te onthullen.
NIH R01MH084894 deel aan de financiering van deze studie. We danken Drs. Yasmin Hurd en Scott Russo op Mount Sinai School of Medicine voor de donatie van muizen en het gebruik van hun operatie en het gedrag faciliteiten tijdens het filmen van dit werk.
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.
| Naam | Bedrijf | Catalogusnummer | Opmerkingen |
|---|---|---|---|
| mGlu2 bicitronisch herpes simplex virus (HSV) vector | MIT Core | mGlu2 en mGlu2DTM4N werden gesubcloneerd in de bicitronische HSV-GFP virus vector p1005+ HSV die GFP tot expressie brengt onder controle van de CMV promotor. Virale deeltjes werden geproduceerd door de Viral Core Facility van het McGovern Institute (MIT). Voor meer informatie, neem contact op met de directeur, Dr. Rachael Neve (rneve@mit.edu) | |
| mGlu2ΔTM4N bicitronisch herpes simplex virus (HSV) vector | MIT Core | mGlu2 en mGlu2DTM4N werden gesubcloneerd in de bicitronische HSV-GFP virus vector p1005+ HSV die GFP tot expressie brengt onder controle van de CMV promotor. Virale deeltjes werden geproduceerd door de Viral Core Facility van het McGovern Institute (MIT). Voor meer informatie, neem contact op met de directeur, Dr. Rachael Neve (rneve@mit.edu) | |
| GFP bicitronisch herpes simplex virus (HSV) vector | MIT Core | mGlu2 en mGlu2DTM4N werden gesubcloneerd in de bicitronische HSV-GFP virus vector p1005+ HSV die GFP tot expressie brengt onder controle van de CMV promotor. Virale deeltjes werden geproduceerd door de Viral Core Facility van het McGovern Institute (MIT). Voor meer informatie, neem contact op met de directeur, Dr. Rachael Neve (rneve@mit.edu) | |
| Xylazine | Lloyd | Lijst nr. 4811-20ml, NADA #139-236, NDC Code(s): 61311-481-10 | 1.35 ml van ketamine (100 mg/ml) + 0.75 ml van xylazine (20 mg/ml) worden verdund in 12.0 ml van 0.9% zoutoplossing |
| Ketamine | Vedco | KetaVed-10ml, NADA #200-029, NDC Code(s): 50989-161-06 | 1.35 ml van ketamine (100 mg/ml) + 0.75 ml van xylazine (20 mg/ml) worden verdund in 12.0 ml van 0.9% zoutoplossing |
| Ophthalmisch gel | Fisher Scientific | NC0550805 | |
| Burret clips | Fisher Scientific | NC9268369 | |
| Feather chirurgisch mes | Fisher Scientific | NC9032736 | |
| Waterstofperoxide | Fisher Scientific | 19-898-919 | |
| Hamilton spuit | Fisher Scientific | 14815203 | |
| Hamilton™ Kleine Hub Verwijderbare Nadelen (33 Ga) | Fisher Scientific | 14816206 | |
| Snoerloze Micro Boor | Fisher Scientific | NC9089241 | |
| Dermabond Dermaal Adhesief | Fisher Scientific | NC0690470 | |
| (±)-1-(2,5-Dimethoxy-4-iodofenyl)-2-aminopropaan hydrochloride (DOI) | Sigma-Aldrich | 42203-78-1 | Opgelost in 0.9% zoutoplossing tot de concentratie van 2.0 mg/kg |
Toegang beperkt. Log in of start een proefperiode om deze inhoud te bekijken.