Метод трассировки синаптически связанных нейронов описано. Мы используем TVA специфику вверх клетки, чтобы исследовать, является ли клетка интерес населения получает синаптические вход из генетически определены типы клеток.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Метод трассировки синаптически связанных нейронов описано. Мы используем TVA специфику вверх клетки, чтобы исследовать, является ли клетка интерес населения получает синаптические вход из генетически определены типы клеток.
Классические методы для изучения нейронных цепей довольно низкой пропускной способностью. Транссинаптических вирусов, в частности, псевдобешенства (PRV) и вирус бешенства (RABV), а в последнее время вирус везикулярного стоматита (VSV), для изучения схемы, становится все более популярным. Эти методы более высокого пропускная способность использовать вирусы, которые передают между нейронами либо в антероградной или обратном направлении.
Недавно измененные RABV для моносинаптических ретроградной трассировка была разработана. (Рис. 1А). В этом методе, гликопротеин (G) гена будет удален из вирусного генома, и снабжение только в целевых нейронов. Инфекция специфики достигается путем замещения химерных G, состоящий из внеклеточного домена ASLV-гликопротеина и цитоплазматический домен RABV-G (A / RG), для нормального RABV-G 1. Это химерных G специально заражает клетки, экспрессирующие рецептор TVA 1. Ген, кодирующий TVA можно было Delivered с помощью различных методов 2-8. После RABV G-инфекции TVA-экспрессирующих нейронов, RABV может передать другим, синаптически связанных нейронов в обратном направлении по природе своей G которая была совместно поставляется с рецептором TVA. Этот метод называет сравнительно большое число входов (5-10%) 2 на определенный тип клеток, обеспечивая выборку всех входов на определенный тип клеток стартера.
Мы недавно измененные эту технику, чтобы использовать VSV как транссинаптических индикатора 9. VSV имеет ряд преимуществ, в том числе скорость экспрессии генов. Здесь мы подробно новых вирусных система отслеживания использования VSV полезно для зондирования микросхемы с повышенным разрешением. Хотя первоначально опубликованных стратегий Wickersham и соавт. 4 и Beier и др. 9. Разрешение маркировки любых нейронов, которые проецируются на первично-инфицированных TVA-выражение-клетки, здесь VSV был разработан для передачи только на ТВ-Экспрессирующие клетки (рис. 1б). Вирус сначала pseudotyped с RABV-G, чтобы позволить инфекции нейронов вниз по течению от TVA-экспрессирующих нейронов. После заражения этой первой популяции клеток, вирус выпущен только заразить TVA-экспрессирующих клеток. Потому что транссинаптических вирусное распространение ограничено TVA-экспрессирующих клеток, наличие или отсутствие подключения от определенных типов клеток могут быть изучены с высоким разрешением. Экспериментальная схема этих экспериментах показано на рисунке 2. Здесь мы покажем модель цепи, что направление селективности в сетчатке мышей. Мы рассматриваем возможность подключения звездообразования клетки амакринные (SAC) в ганглиозных клеток сетчатки (РГК).
1. Оформление Вирус из кДНК: Восстановление VSV из кДНК с использованием коровьей-T7 системы 10
2. Прохождение и концентрации VSV
3. Virнам инъекций
4. Уборочная тканей / Ткани подготовка
5. Представитель Результаты
Вирус, который спас от кДНК должны быть в состоянии заразить TVA800 клеток, но не 293T клетки (рис. 3). Поставка RABV-G позволяет заражения нескольких Т-клетокYpes, в том числе 293Т. Однако, поскольку / RG геноме закодированы в геноме, распространилась среди клеток происходит на гораздо более высокой скорости в TVA-экспрессирующих клеток.
После того как вирус является концентрированным, типичный диапазон титров между ФФУ 10 8 / мл и 10 10 ФФУ / мл. Эти титры являются достаточными для использования в естественных условиях.
Во время LGN инъекции в мышей, мы не будем различать спинной LGN (dLGN) из брюшной LGN (vLGN), и как правило, становятся инфицированными. Таким образом, несколько типов РГК становятся маркировкой (рис. 4), в том числе проект по vLGN, таких как меланопсин РГК (рис. 4D) и ON-DSGCs (рис. 4E), и те, что проект dLGN, такие как малые беседке РГК (рис. 4в) и ON-OFF-DSGCs (рис. 4F). Несмотря на более чем одного типа РГК передается вирус ДЗО, как сообщалось в другом месте (Beier и соавт., В обзоре), здесь мы сосредоточимся толькона хорошо изученных соединений ON-OFF-DSGCs в мешки.
Когда мы вводим мышей генотипа cTVA (+) / Чат-Cre (-), где не TVA должна быть выражена только РГК помечены (например, рисунок 4). Они обусловлены начальной поглощение RABV-G pseudotyped вируса РГК, а не распространение не происходит. Нет РГК заражены от инфекции LGN из rVSV (A / RG) вирус не pseudotyped с RABV-G, в связи с неспособностью этих вирионов в поперечном длинные аксоны этих РГК. Тем не менее, при введении cTVA (+) / ChATCre (+) (и R26TdT (+)) мышей в LGN, распространение вируса происходит, только эритроциты, которые выражают репортер Cre (т.е. рис. 5). Эти клетки также со-метки с анти-ХАТ антитела, и стратифицировать только в двух пластинок чат, подтверждающих их личность, как ДЗО (рис. 5B ', C'). Число вирусно помечены ДЗО в DSGC варьировалась от одного до девяти.

Рисунок 1. Наша ретроградной транссинаптических система отслеживания по сравнению с первоначально разработанного метода. (A) (Я) в метод, разработанный Wickersham и коллег, "стартер клетки" трансфицируют с тремя генами: рецептор TVA, используется для разрешения инфекции специально трансфицированных клеток; RABV-G, используемого в дополнение к RABV, которые сам был удален ген G, и красного флуоресцентного белка для выявления трансфицированных клеток. (II) RABV pseudotyped с белком / RG заражает TVA-экспрессирующих клеток, делая их желтыми. (III) Ретроградная транссинаптических передача происходит выше по течению нейронов. (B) (I) В нашем методе, TVA-экспрессирующих клеток определяется генетически, и помечены с условным красного флуоресцентного PROTEдюйм (II) "стартер ячейки" зараженных VSV кодирующие / RG гена в геном вируса. Эти начальные клетки не экспрессируют рецептор TVA. (III) Ретроградная транссинаптических передач происходит с TVA-экспрессирующих нейронов, только если эти клетки обеспечивают синаптических входа на стартер нейронов. Нажмите, чтобы увеличить показатель .

Рисунок 2. Схема экспериментальной процедуры. (A) Во-первых, вирус спас от кДНК. Затем пассировать и pseudotyped с RABV-G, и концентрируется и титруют. Этот вирус затем вводили в мозг, где она инкубируют в течение необходимого периода времени. После этогоВремя, глаза собирают, а сетчатка расчлененных и проанализированы. (B) Схема pseudotyping вируса с RABV-G. Это необходимо для заражения ганглиозных клеток сетчатки в мозг инъекцию. RABV-G гена сначала трансфекции в клетки тканевой культуры, экспрессирующие рецептор TVA. Эти клетки затем инфицированных rVSV (A / RG) вируса. Вирионов выпустили будет иметь RABV-G в вирусную оболочку, но не будет иметь ген RABV-G в вирусном геноме. (C) схема мышь пересекает необходимые для тройного трансгенных животных. Условные аллелей TVA и tdTomato пересекаются с водителем Cre выбора, такие, что TVA и tdTomato выражаются только в клетках с историей выражения Cre. В этом примере мы использовали чат-Cre. (D) Схема сетчатки инфекции для того, чтобы проследить DSGC-SAC схемы. ChAT клетки сделаны, чтобы выразить TVA и tdTomato, как показано на (C). РГК заражены от LGN винфекцией вируса производится в (B). Как вирус выражает GFP, эти РГК будет зеленым. Вирус будет распространяться только на TVA-выражения ChAT амакринных клеток, если они связаны с меченым RGC. Эти клетки будут как красный и зеленый или желтый. Нажмите, чтобы увеличить показатель .

Рисунок 3. Поведение rVSV (A / RG) вируса на 293T и TVA800 клеток. Эти клетки были инфицированы с низким титром rVSV (A / RG) pseudotyped с RABV-G. Вирус распространяется между TVA-экспрессирующие клетки в течение нескольких часов, как показано на рисунке 6 часов после заражения (HPI), 1 и 2 дней после заражения (DPI). Тем не менее, распространение на 293T клетках, которые не экспрессируют рецептор TVA, хотя ят имеет место, происходит гораздо медленнее. Шкала бар = 100 мкм.

Рисунок 4. Представитель инфекций РГК не-TVA выражения мышей. Животным вводили в LGN с rVSV (A / RG) вируса pseudotyped с RABV-G, и ткань собрано 2 точек на дюйм. (A) Редкие (РГК указано желтыми стрелками) или (B) плотное инфекции могут быть получены, в зависимости от титра вируса и качества инъекции. Много различных типов РГК могут быть определены на основе морфологии, в том числе (C) небольшая беседка РГК, (D) 1-го типа меланопсин РГК, (E) ON-DSGCs, и (F) ON-OFF-DSGCs, среди других. Шкала баров = 50 мкм.
Рисунок 5. RVSV (A / RG) передачи от ON-OFF-DSGCs к ДЗО следует ожидаемого характера. (А) ON-OFF-DSGCs (белая стрелка с зеленым заливку) передавать вирус на несколько мешочков (желтые стрелки). (A '). Все зеленые клетки, которые не являются DSGC совместно этикетку с корреспондентом Cre, указав, что они являются выражением TVA-мешков. (BC) DSGC (белая стрелка с зеленым заливку) и ДЗО (желтые стрелки) стратифицировать в соответствующие слои ChAT сетчатки внутренний слой плексиформные (IPL). Клетки, к которым вирус передает включают в себя как ВКЛ и ВЫКЛ-мешков. Числа в панели B 'и C' указывают на IPL пластинок. Расположение сома DSGC только указывает стрелка, но не показаны в панели C, чтобы выделить мешков. Шкала баров = 50 мкм.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Использование вирусов для изучения нейронных цепей является относительно высокая пропускная способность метод анализа связной нейронов. Однако, создавая как VSV и RABV вирионы не является тривиальной. Хотя протокол, перечисленные выше для спасения вируса из ДНК, то она по-прежнему низкой вероятности событий. Уровней каждого из N, P, L и плазмиды должны быть точная настройка, и многие испытания и повторяет необходимо сделать для обеспечения вирусной спасения. Формирование рибонуклеотид частиц включения полного VSV генома...
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Нет конфликта интересов объявлены.
Мы хотели бы поблагодарить Шон Уилан за помощь в спасении рекомбинантные варианты VSV, и Didem Гоз и Райан Chrenek для оказания технической помощи. Эта работа была поддержана HHMI (CLC), и # NS068012-01 (КТБ).
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Культивирование тканей | |||
| Клетки почек детского хомячка (BSRT7) | доступны по запросу | ||
| вакциния (vTF7-3) | доступна по запросу | ||
| плазмиды pN, pP, pl | доступны по запросу | ||
| Хлорид кальция | Sigma | C1016 | |
| Хлорид магния | Sigma | M8266 | |
| Клетки HEK 293T | Open Biosystems | HCL4517 | |
| Чашка для культивирования с TC-обработкой, 60 мм | Corning | 430166 | |
| Прямоугольная флаконы для культивирования клеток с косым горлышком и вентиляционной крышкой, 75 см2 | Corning | 430641 | |
| Среда: DMEM (среда Игла, модифицированная Дульбекко) | Invitrogen | 12491-015 | |
| 1 M HEPES pH 7.4 | Gibo | 15630-080 | |
| FBS: фетальная бычья сыворотка | Gibco | 10437-028 | |
| PKS | Invitrogen | 15140-163 | |
| Реагент для трансфекции Lipofectamine 2,000 | Invitrogen | 11668-019 | |
| Шприц: шприц с Luer-Lock, 5 мл | Sigma | Z248010-1PAK | |
| Шприцевые фильтры | Nalgene | 190-2520 | |
| PEI: высокоактивный линейный PEI | Polysciences | 23966 | |
| Центрифугирование вирусов | |||
| Вакуумная система фильтрации Corning, трубка 150 мл, размер пор 0.45 μm | Corning | 430314 | |
| Ультрацентрифужные пробирки с тонкими стенками, сверхпрозрачные, 38.5 мл, 25 x 89 мм | Beckman-Coulter | 344058 | |
| Ультрацентрифуга | Beckman-Coulter | optima XL-80K | |
| Ротор для ультрацентрифуги SW28 | Beckman-Coulter | 342207 | |
| Инъекции мышам | |||
| Капиллярные микропипетки | Drummond | 5-000-2005 | |
| Стереотаксис | Narishige | SR-5M | |
| Микроманипулятор | Narishige | SM-15 | |
| Инъектор Ump | World Precision Instruments | Sys-Micro4 | |
| Четырехканальный микроконтроллер | World Precision Instruments | UMP3 | |
| Настольный мотор M.TXB с регулятором C.EMX-1, 115 В | Foredom | M.TXB-EM | |
| Насадка H.10, с быстрой сменой | Foredom | H.10 | |
| Ступенчатое сверло, 0.5 мм | Foredom | A-58005P | |
| Держатель микро–электродов | World Precision Instruments | MEH2S | |
| Кетамин | Henry Schein | 995-2949 | |
| Ксилазин | Henry Schein | 4015809TV | |
| Бупренорфин | Henry Schein | 1118217 | |
| Шприц 1 мл | Becton-Dickinson | 309628 | |
| Инъекционная игла, 30G | Becton-Dickinson | 305106 | |
| Защитная офтальмологическая мазь | Doctors Foster and Smith | 9N-014748 | |
| Этанол | Sigma | 493511 | |
| Йод | Sigma | PVP1 | |
| Инструменты для хирургии и диссекции | |||
| Ножницы | Fine Science Tools | 91402-12 | |
| Стандартный пинцет | Fine Science Tools | 11000-12 | |
| Тонкий пинцет | Fine Science Tools | 11255-20 | |
| Пружинные ножницы Ваннаса | Fine Science Tools | 15000-00 | |
| Рукоятка скальпеля | Fine Science Tools | 10003-12 | |
| Лезвия скальпеля | Fine Science Tools | 10015-00 | |
| Шовный материал | Robbins Instruments | 20.SK640 | |
| Диссекция и окрашивание антителами | |||
| параформальдегид | Sigma | P6148 | |
| Фосфатно-солевой буфер | Sigma | P4417 | |
| Triton X-100 | Sigma | T9284 | |
| Сыворотка осла | Jackson Immunoresearch | 017-000-121 | |
| Антитела | |||
| Антитела | millipore | AB144P | |
| Anti-gfp | Abcam | ab13970 | |
| Антитела осла к куриным, Dylight 488 | Jackson immunoresearch | 703-545-155 | |
| Антитела осла к куриным, Alexa Fluor 647 | Jackson immunoresearch | 705-605-147 | |
| DAPI | Invitrogen | D1306 | |
| Монтирование тканей | |||
| Предметные стекла Superfrost plus | Fisher | 12-550-100 | |
| Покровное стекло 22 x 22, толщина 0 | Electron Microscopy Sciences | 72198-10 | |
| Силиконовый эластомер | Rogers Corp | HT-6220 | |
| Прозрачный лак для ногтей | Electron Microscopy Sciences | 72180 | |
| Реагент Prolong Gold для предотвращения выцветания | Invitrogen | P36930 | |
|
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.