$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Anatomiczne śledzenie ścieżek jest jednym z najczęściej używanych narzędzi do rozszyfrowywania związku między mózgiem a zachowaniem1. Postęp w technologiach śledzenia obwodów neuronowych umożliwił neuronologom śledzenie obwodów neuronowych z genetycznie zidentyfikowanych populacji neuronów u myszy2. Pomimo tych postępów technicznych, nadal wyzwaniem pozostaje rozwikłanie zagadki powstawania obwodów neuronalnych, zwłaszcza podczas dojrzewania embrionalnego. Dzieje się tak, ponieważ większość opracowanych do tej pory metod śledzenia opiera się na stereotaktycznym wstrzykiwaniu znaczników transsynaptycznych lub genetycznie zmodyfikowanych wirusów neurotropowych (ryc. 1)2,3. Chociaż techniki te osiągają przestrzenną i czasową rozdzielczość połączeń, kilka nieodłącznych ograniczeń, takich jak trudne technicznie wstrzyknięcia znacznika do rozwijającego się mózgu, odtwarzalność miejsca wstrzyknięcia, potencjalny stan zapalny w miejscu wstrzyknięcia i, co najważniejsze, cytotoksyczność spowodowana przez wirusy neurotropowe, ogranicza ich zastosowanie4.
Alternatywną metodą jest ekspresja znaczników transsynaptycznych jako transgenów u genetycznie zmienionych myszy. Niedawno zmodyfikowaliśmy tę technikę i opracowaliśmy binarny genetyczny system śledzenia transsynaptycznego w celu mapowania obwodów neuronalnych dowolnej genetycznie zidentyfikowanej populacji neuronów5. Nasza strategia eksperymentalna opiera się na dwóch nowych szczepach myszy knock-in, które wyrażają albo dwukierunkową lektynę jęczmienna znacznika (BL)6, albo wsteczny znacznik fragmentu C toksyny tężcowej połączonego z GFP (GTT)7 z locus ROSA26 po rekombinacji za pośrednictwem Cre. Tutaj użyliśmy tych szczepów myszy do selektywnej ekspresji BL i GTT w neuronach wytwarzających kisspeptynę, neuropeptyd, który jest zaangażowany w regulację dojrzewania osi rozrodczej8,9. Pokazujemy, że ta technika jest odpowiednia do wizualizacji rozwoju i dojrzewania obwodów nerwowych kisspeptyny podczas rozwoju embrionalnego mózgu samicy myszy5.
Strategia hodowlana
Linie znacznikowe R26-BL-IRES-τlacZ (BIZ) i R26-GFP-TTC (GTT) są szczepami knock-in5, które zawierają rekombinowane allele ROSA26. Allele R26-BIZ i R26-GTT są transkrypcyjnie ciche ze względu na obecność silnego transkrypcyjnego sygnału zatrzymania, który jest otoczony przez dwa miejsca loxP5. Ekspresja transgenu BIZ i GTT jest aktywowana przez usunięcie transkrypcji sygnału zatrzymania za pośrednictwem Cre. Allele R26-BIZ i R26-GTT mogą być używane niezależnie, po prostu krzyżując się z linią napędową Cre. Do analizy można wykorzystać zwierzęta heterozygotyczne pod względem odpowiednich alleli Cre i R26. Rózeń z miotu posiadających odpowiednio jeden allel Cre lub jeden allel R26 powinien być używany jako kontrola. Alternatywnie możliwe jest również wygenerowanie potrójnych zwierząt knock-in z allelami Cre, R26-BIZ i R26-GTT, jednak będzie to wymagało jednej dodatkowej krzyżówki.