A injeção de vetores de AAV é usada para reprogramar com sucesso pilhas NG2 do glia do residente nos neurônios no estriado do rato de NG2-CRE (Figura 1a). Para direcionar especificamente NG2 glia, os vetores FLEX com genes de reprogramação/repórter, são inseridos em uma direção antisense e ladeados por dois pares de sites antiparalelos, heterotípicos loxP (Figura 1b). Cada um dos três genes de reprogramação (Ascl1, Lmx1a e Nurr1) é colocado o controle do promotor CBA onipresente em vetores individuais. A fim certificar-se que a expressão de GFP é restrita aos neurônios reprogramados que originam de uma pilha CRE-expressando, GFP está coloc o controle do promotor do sinapsina neurônio-específico, (também em um vetor do Flex).
O uso da combinação de reprogramação e de construções de repórter permite a geração de neurônios GFP-positivos no estriado do rato (Figura 1C, C '). O uso do constructo repórter sem a presença de genes de reprogramação não produz neurônios GFP-positivos (Figura 1D).
Os neurônios reprogramados que são biocitin-preenchidos são visíveis após a imuno-coloração post-mortem (Figura 2a). Se a conversão for bem-sucedida, deve haver extensa morfologia neuronal. As gravações eletrofisiológicas de neurônios reprogramados demonstram presença de conexões funcionais pós-sinápticas com medidas espontâneas de atividade (Figura 2b, C). Isso pode ser bloqueado com um bloqueador de gabaérgica ou glutamatérgico ionotrópico (Picrotoxina ou CNQX), sugerindo entrada sináptica excitatória e inibidora para os neurônios reprogramados. A ocorrência de atividade espontânea aumenta com o tempo pós-injeção viral (Figura 2D), indicando uma maturação gradual.
Os potenciais de ação atuais-induzidos estão atuais em neurônios funcionais. Os potenciais de ação aumentam em número ao longo do tempo após a conversão (Figura 2e). Isto indica ainda a maturação na função neuronal. Em um Neuron imaturo, a corrente induz qualquer um ou muito poucos potenciais de ação (Figura 2F).
Os padrões de queima de um neurônio é o tipo de célula específico, pois depende de fatores como a morfologia das células e a expressão do canal15. Os padrões gravados nos neurônios reprogramados in vivo podem ser distinguidos em grupos e comparados com os subtipos neuronais endógenos, por exemplo, interneurônios de cravamento rápido (célula tipo B, Figura 3B) ou outros tipos de células (Figura 3a, C, D ). As diferenças eletrofisiológicas observadas podem ser confirmadas pela presença de marcadores de subtipo específicos e coexpressão com GFP (Figura 3E-H). Ao todo, esses dados indicam que os neurônios reprogramados presentes no estriado apresentam propriedades de diferentes tipos de interneurônios, como Parvalbumina, ChAt e NPY, expressando interneurônios, bem como a identidade do neurônio médio estriatal (DARPP32 +) ( Figura 3E -H).

Figura 1: reprogramação in vivo de NG2 glia residente em neurônios. (A) representação esquemática da reprogramação in vivo mediada pelo vírus AAV de NG2 glia estriatal. (B) representação esquemática dos CONSTRUCTOS Flex AAV5 utilizados na reprogramação in vivo, em que a expressão gênica é regulada pela expressão CRE nas células visadas. (C e c ') os neurônios reprogramados in vivo, resultantes da injeção de SYN-GFP + ALN no striatum. (D) ausência de neurônios reprogramados quando nenhum fator de reprogramação é adicionado ao coquetel viral, e somente a construção de repórter é injetada in vivo. Barras de escala = 100 mm (C), 25 mm (C '), 25 mm (D). Por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 2: os neurônios reprogramados in vivo são funcionais e mostram a maturação ao longo do tempo. (A) Neuron reprogramado biocytin-enchido, mostra a morfologia neuronal madura, incluindo espinhas dendríticas. Traços mostra (B) atividade inibitória (gabaérgica) que é bloqueada com Picrotoxina, um antagonista do receptor GABAa e (C) atividade excitatórios que é bloqueada com CNQX, um antagonista do receptor de AMPA. (D) o número de neurônios com atividade pós-sináptica aumenta ao longo do tempo. (E) os neurônios remendado mostram o acendimento repetitivo já em 5 semanas após a injeção (w.p.i.) e continuam a mostrar que em 8 e 12 w.p.i. (F) o potencial de ação atual-induzido e a atividade pós-sináptica de um neurônio imaturo, mostrando poucos sináptica eventos e poucos potenciais de ação em comparação com B e D. barra de escala = 25 mm por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

Figura 3: os neurônios reprogramados in vivo apresentam propriedades imuno-histoquímicas e eletrofisiológicas de interneurônios estriatal. (A-D) Os padrões de disparo dos neurônios reprogramados in vivo podem ser de tipos distintos: (a) o tipo a é semelhante ao neurônio spiny médio ENDÓGENO (DARPP32 +); (B) semelhantes aos interneurônios de cravagem rápida (PV +); (C) semelhante a neurônios de cravagem de baixo limiar com caída proeminente (NPY +); (D) neurônios disparando com grande pós-hiperpolarização (chat +). (E-H) Imagens confocais mostrando colocalização de GFP e os marcadores de interneurônio PV (e), ChAT (F), NPY (G) e marcador de neurônio de projeção DARPP32 (H). Todas as barras de escala = 50 mm. por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.