Ten artykuł opisuje, jak wstrzyknąć wektory wirusowe do kory czołowej myszy w celu przetestowania testów behawioralnych, które wymagają tworzenia heteromerycznego GPCR.
Method Article
Ten artykuł opisuje, jak wstrzyknąć wektory wirusowe do kory czołowej myszy w celu przetestowania testów behawioralnych, które wymagają tworzenia heteromerycznego GPCR.
Heteromeryczny kompleks receptorowy pomiędzy 5-HT2A i mGlu2 został zamieszany w niektóre fenotypy behawioralne w mysich modelach psychozy1,2. W związku z tym badanie szczegółów strukturalnych interakcji między 5-HT2A i mGlu2 wpływających na zachowania związane ze schizofrenią stanowi potężne narzędzie translacyjne. Jak wykazano wcześniej, reakcja skurczu głowy (HTR) u myszy jest wywoływana przez leki halucynogenne i ta reakcja behawioralna jest nieobecna u myszy z nokautem 5-HT2A (KO)3,4. Dodatkowo, poprzez warunkową ekspresję receptora 5-HT2A tylko w korze, wykazano, że zależne od receptora 5-HT2A szlaki sygnałowe na korowych neuronach piramidowych są wystarczające do wywołania zachowania drgawek głowy w odpowiedzi na leki halucynogenne3. Wreszcie, wykazano, że reakcja behawioralna drgań głowy wywołana przez halucynogeny DOI i dietyloamid kwasu lizergowego (LSD) jest znacznie zmniejszona u myszy mGlu2-KO5. Odkrycia te sugerują, że mGlu2 jest przynajmniej częściowo niezbędny dla zależnych od receptora 5-HT2A efektów behawioralnych podobnych do psychozy, indukowanych przez leki podobne do LSD. Nie dostarcza to jednak dowodów na to, czy kompleks receptora5-HT 2A-mGlu2 jest niezbędny dla tego fenotypu behawioralnego. Aby odpowiedzieć na to pytanie, wykorzystano konstrukty wirusa opryszczki pospolitej (HSV) do ekspresji mGlu2 lub mGlu2ΔTM4N (chimeryczny konstrukt mGlu2 / mGlu3, który nie tworzy kompleksu receptora 5-HT2A-mGlu2) w korze czołowej myszy mGlu2-KO, aby zbadać, czy ten heteromeryczny kompleks GPCR jest potrzebny do efektów behawioralnych wywołanych przez leki podobne do LSD6.
Halucynogeny, takie jak LSD, psylocybina i meskalina powodują znaczące zmiany w ludzkiej świadomości, poznaniu i emocjach7-9. Inaktywacja sygnalizacji receptora serotoniny 5-HT2A za pomocą metod genetycznych lub farmakologicznych powoduje znacznie osłabione reakcje behawioralne na halucynogeny zarówno u gryzoni3,10, jak i u ludzi11. Chociaż halucynogeny wiążą inne podtypy receptorów8, receptor5-HT 2A jest uważany za niezbędny dla unikalnej aktywności behawioralnej tych substancji chemicznych.
Metabotropowe receptory glutaminianu grupy II (tj. mGlu2 i mGlu3) były przedmiotem znacznego zainteresowania w związku z molekularnym mechanizmem halucynogenów i ich integralną rolą leżącą u podstaw psychozy12. Wcześniej wykazano, że myszy bez ekspresji białka mGlu2 (myszy mGlu2-KO) są niewrażliwe na komórkowe i behawioralne działanie halucynogenów5. Zasugerowano również, że receptory 5-HT2A i mGlu2 tworzą specyficzny kompleks heteromeryczny, za pomocą którego ligandy serotoniny i glutaminianu modulują wzór sprzężenia białka G w żywych komórkach 1,2.
Strukturalnie, domeny transbłonowe (TM) 4 i 5 mGlu2 odgrywają fundamentalną rolę w tworzeniu heteromerycznym z receptorem 5-HT2A 5. Ponadto dalsze badania wykazały, że trzy reszty znajdujące się na wewnątrzkomórkowym końcu TM4 mGlu2 są niezbędne do utworzenia heterokompleksu receptora 5-HT2A-mGlu2 w żywych komórkach6.
Na podstawie tych wyników zaobserwowanych w heterologicznych systemach ekspresji, tutaj opisujemy użycie za pośrednictwem HSV ekspresji chimerycznych konstruktów mGlu2 i mGlu2/mGlu3 typu dzikiego w korze czołowej myszy mGlu2-KO, aby sprawdzić, czy heteromeryczne tworzenie się między 5-HT2A i mGlu2 jest konieczne dla zachowania drgań głowy wywołanego przez halucynogennych agonistów receptora 5-HT2A.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
UWAGA: Wszystkie procedury związane z hodowlą i opieką nad zwierzętami zostały przeprowadzone zgodnie z rozporządzeniem Instytucjonalnego Komitetu ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC) Icahn School of Medicine w Mount Sinai. Pamiętaj, aby używać sterylnych rękawiczek przez cały czas trwania zabiegu.
1. Przygotowanie leków i wirusów
2. Chirurgia
3. Eksperyment z reakcją głowy na Twitchu
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Poprzednie wyniki pokazują, że mysia reakcja behawioralna drgań głowy jest niezawodnie i solidnie wywoływana przez halucynogeny, a nie występuje u myszy 5-HT2A-KO 3. Ponadto wykazano, że reakcja skurczowa głowy wywołana przez halucynogennych agonistów 5-HT2A DOI i LSD była znacznie zmniejszona u myszy mGlu2-KO5. Jednakże, chociaż poprzednie odkrycia przekonująco pokazują, że 5-HT2A i mGlu2 są składane jako kompleks heteromeryczny ...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Wraz z wcześniejszymi odkryciami na myszach mGlu2-KO5, wyniki z chimerycznymi konstruktami mGlu2 i mGlu2/mGlu3, które nie tworzą kompleksu receptora 5-HT2A-mGlu2 w hodowanych komórkach, sugerują, że kompleks receptora heteromerycznego 5-HT2A-mGlu2 w korze czołowej myszy jest potrzebny do wywołania drgań głowy przez halucynogenny 5-HT2A podobny do LSD agonistów receptorów. Ograniczeniem tej metody jest to, że nie mierzy ona bliskiej bliskości molekularnej na poziomie subkomórkow...
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Autorzy nie mają nic do ujawnienia.
NIH R01MH084894 uczestniczył w finansowaniu tego badania. Chcielibyśmy podziękować doktorom Yasmin Hurd i Scottowi Russo z Mount Sinai School of Medicine za przekazanie myszy i wykorzystanie ich urządzeń chirurgicznych i behawioralnych podczas kręcenia tej pracy.
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
|---|---|---|---|
| mGlu2 wektor bitronicznego wirusa opryszczki pospolitej (HSV) | MIT Core | mGlu2 i mGlu2DTM4N poddano subklonowaniu do bicystronicznego wektora wirusa HSV-GFP p1005 + HSV eksprymującego GFP pod kontrolą promotora CMV. Cząsteczki wirusa zostały wyprodukowane przez Viral Core Facility w Instytucie McGoverna (MIT). Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o kontakt z dyrektorem, dr Rachael Neve (rneve@mit.edu) | |
| mGlu2Δ Wektor wirusa opryszczki pospolitej (HSV) bicitronic TM4N | MIT Core | mGlu2 i mGlu2DTM4N poddano subklonowaniu do bicystronicznego wektora wirusa HSV-GFP p1005 + HSV eksprymującego GFP pod kontrolą promotora CMV. Cząsteczki wirusa zostały wyprodukowane przez Viral Core Facility w Instytucie McGoverna (MIT). Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z dyrektorem, dr Rachael Neve (rneve@mit.edu) | |
| GFP wektor wirusa opryszczki pospolitej (HSV) | MIT Core | mGlu2 i mGlu2DTM4N poddano subklonowaniu do bicystronicznego wektora wirusa HSV-GFP p1005 + HSV eksprymującego GFP pod kontrolą promotora CMV. Cząsteczki wirusa zostały wyprodukowane przez Viral Core Facility w Instytucie McGoverna (MIT). Aby uzyskać więcej informacji, prosimy o kontakt z dyrektorem, dr Rachael Neve (rneve@mit.edu) | |
| Xylazine | Nr Lloyd | List 4811-20ml, NADA #139-236, kod NDC: 61311-481-10 | 1,35 ml ketaminy (100 mg/ml) + 0,75 ml ksylazyny (20 mg/ml) rozcieńcza się w 12,0 ml 0,9% roztworu soli |
| fizjologicznej Ketamina | Vedco | KetaVed-10ml, NADA #200-029, NDC Kod(y): 50989-161-06 | 1,35 ml ketaminy (100 mg/ml) + 0,75 ml ksylazyny (20 mg/ml) rozcieńcza się w 12,0 ml 0,9% roztworu soli |
| Żel okulistyczny | Fisher Scientific | NC0550805 | |
| Klipsy do burwet | Fisher Scientific | NC9268369 | |
| Wodór Nadtlenek | Fisher Scientific | 19-898-919 | |
| Strzykawka Hamilton | Fisher Scientific | 14815203 | |
| Hamilton™ Małe wyjmowane igły w piaście (33 Ga) | Fisher Scientific | 14816206 | |
| akumulatorowa mikrowiertarka | Fisher Scientific | NC9089241 | |
| Dermabond Klej skórny | Fisher Scientific | NC0690470 | |
| (±)-1-(2,5-dimetoksy-4-jodofenylo)-2-aminopropan chlorowodorek (DOI) | Sigma-Aldrich | 42203-78-1 | rozpuszczony w 0,9% roztworze soli do stężenia 2,0 mg/kg |
Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.
Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article
Request Permission