$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Śledzenie transsynaptyczne stało się potężnym narzędziem używanym do analizy centralnych eferentów, które regulują cele peryferyjne za pomocą obwodów wielosynaptycznych. Podejście to było najszerzej stosowane w mózgu gryzoni poprzez wykorzystanie wirusa rzekomej wścieklizny (PRV) patogenu świń, zwłaszcza atenuowanego szczepu PRV-Bartha opisanego po raz pierwszy w 1961 roku. W tym miejscu przedstawiamy protokół identyfikacji reprezentacji kory ruchowej określonych mięśni lub grup mięśniowych za pomocą rekombinowanego szczepu wirusa rzekomej wścieklizny (PRV152) wykazującego ekspresję genureporterowego 2 wzmocnionego białka zielonej fluorescencji (eGFP). Opisana metoda wykorzystuje zachowanie wirusów neurotropowych, które wytwarzają zakaźne potomstwo, które krzyżuje synapsy, aby zainfekować inne neurony w obrębie obwodu funkcjonalnego3,4,13. PRV152, który jest izogeniczny z PRV-Bartha, przecina synapsy wstecznie przez hierarchiczną sekwencję połączeń synaptycznych z dala od miejsca infekcji3,5. Dzięki precyzyjnej kontroli obwodowego miejsca infekcji możliwe jest ograniczenie przedostawania się wirusa do mózgu przez określony podzbiór neuronów ruchowych. Ponieważ wirus sekwencyjnie infekuje łańcuchy połączonych neuronów, powstały wzorzec sygnału eGFP w całym mózgu rozwiąże sieć neuronów, które są połączone z początkowo zainfekowanymi komórkami.
Dodatkową zaletą używania wirusa do śledzenia neuronów jest amplifikacja białka reporterowego (w tym przypadku eGFP) w zainfekowanych komórkach. To wzmocnienie sygnału zapewnia poziom czułości, który umożliwia wykrywanie nawet rzadkich projekcji. Na przykład u szczurów przy użyciu białka zielonej fluorescencji14 stwierdzono rzadką projekcję z kory ruchowej wibrysy do neuronów ruchowych twarzy kontrolujących wąsy; Poprzednie badania nie zdołały znaleźć tej projekcji przy użyciu klasycznych znaczników bez reporterowej amplifikacji genu11,15. Niestety, wiele wektorów śledzenia wirusa, takich jak ten użyty w cytowanym badaniu, nie krzyżuje się z synapsami, ograniczając w ten sposób ich zastosowanie do śledzenia obwodów wielosynaptycznych.
Prezentując wyraźne korzyści dla identyfikacji sieci komórek uczestniczących w obwodzie motorycznym, rozproszony charakter śledzenia transsynaptycznego za pomocą PRV-152 utrudnia interpretację konkretnych połączeń w obwodzie. W związku z tym przedstawiamy prostą metodę walidacji określonych połączeń w obrębie obwodów zidentyfikowanych za pomocą PRV-152 poprzez podwójne znakowanie przy użyciu biotynylowanych amin dekstranowych (BDA) i podjednostki b toksyny (CTb). Łączne zastosowanie BDA i CTb jest dobrze ugruntowanym podejściem do śledzenia połączeń między określonymi zestawami neuronów6-8,11. Stosowane razem, te dwa znaczniki można zwizualizować w tej samej sekcji za pomocą dwukolorowej procedury DAB (3, 3'-diaminobenzydyna)16. BDA o wysokiej masie cząsteczkowej (BDA10kDa) został wybrany do tego protokołu, ponieważ zapewnia szczegółowe znakowanie procesów neuronalnych6,7,9. Do dodatkowych zalet BDA10kDa należą: jest on preferencyjnie transportowany w kierunku następczym6-8; może być dostarczany przez iniekcję jonoforetyczną lub ciśnieniową6-8; można go uwidocznić za pomocą prostej procedury HRP z biotynylacją awidyny (ABC)17; i można go obrazować za pomocą mikroskopii świetlnej lub elektronowej6,7,18. Immunochemiczne wykrywanie CTb za pomocą peroksydazy i DAB zostało wybrane do wstecznego znakowania neuronów ruchowych, ponieważ jest skuteczne w ujawnianiu procesów komórkowych, w tym dendrytów dystalnych10,19. Niedawno zastosowaliśmy to podejście do zidentyfikowania ścieżki motorycznej głosu u myszy i ujawnienia rzadkiego połączenia między pierwotną korą ruchową a neuronami ruchowymi krtani, które wcześniej zakładano, że jest nieobecne20.