Здесь мы демонстрируем магнитно-резонансную (MR) конвекцию повышенной доставки (CED) вирусных векторов в кору как эффективный и упрощенный подход для достижения оптогенетической экспрессии в больших корковых областях в мозге макаки.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Конвекция Расширенная доставка оптогенетической адено-ассоциированной вирусного вектора в кору ресуса макаки под руководством онлайн МРТ изображений
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
В оптогенетике нечеловеческих приматов (NHP) заражение крупных корковых участков вирусными переносчиками часто является трудной и трудоемкой задачей. Здесь мы демонстрируем использование магнитно-резонансной (MR) конвекции расширенной доставки (CED) оптогенетических вирусных векторов в первичные соматосенсорные (S1) и моторные (M1) кортики макаки для получения эффективного, широко распространенного коркового экспрессии светочувствительных ионных каналов. Адено-ассоциированные вирусные (AAV) векторы, кодирующие красно-сдвинутый опсин C1V1, слитый с желтым флуоресцентным белком (EYFP), были введены в кору резус-макак под MR-управляемым CED. Три месяца после вливания эпифлюоресцентная визуализация подтвердила большие областиоптогенетической экспрессии (130 мм 2) в М1 и С1 в двух макаках. Кроме того, мы смогли зафиксировать надежные световые реакции электрофизиологии из выражающихся областей с помощью микроэлектрокортикографических массивов. Позже гистологический анализ и иммуностоинирование в отношении репортера выявили широко распространенную и плотную оптогенетическую экспрессию в М1 и С1, соответствующую распределению, указанному эпифлуоресцентной визуализацией. Этот метод позволяет нам получить экспрессию на больших участках коры головного мозга в течение более короткого периода времени с минимальным ущербом по сравнению с традиционными методами и может быть оптимальным подходом для оптогенетических вирусных родов у крупных животных, таких как NHPs. Такой подход демонстрирует большой потенциал для сетевого уровня манипуляции нейронных цепей с клеточной типом специфичности в животных моделях эволюционно близко к человеку.
Введение
Оптогенетика является мощным инструментом, который позволяет манипулировать нервной деятельностью и изучение сетевых связей в головном мозге. Внедрение этой методики в нечеловеческих приматах (NHPs) имеет потенциал для улучшения нашего понимания крупномасштабных нейронных вычислений, познания и поведения в мозге приматов. Хотя оптогенетика была успешно реализована вNHPs в последние годы 1,2,3,4,5,6,7, вызов, который Исследователи сталкива....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
Все процедуры были одобрены Калифорнийским университетом, Сан-Франциско Институциональный комитет по уходу за животными и использованию (IACUC) и соответствуют Руководству по уходу и использованию лабораторных животных. Следующая процедура была проведена с использованием двух взрослых мужчин резус макак и 8 и 7 лет, весом 17,5 кг и 16,5 кг (обезьяна G и обезьяна J), соответственно.
ПРИМЕЧАНИЕ: Используйте стандартные асептические методы для всех хирургических процедур.
1. Базовая визуализация
- Седативные и интубировать животное и поддерживать общую анестезию под изофлюран (концентрация изменилась от 0 до....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Конвекция Улучшенная доставка (CED) под руководством МРТ
Распространение вирусного вектора отслеживалось во время вливания CED под руководством онлайн-изображений MR(рисунок 3A). В этом исследовании, S1 и M1 из двух обезьян были направлены(Рисунок 3B). Трехмерные объемы распределения были оценены в пост-специальном анализе изображений MR
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
Здесь мы намечаем осуществимую и эффективную технику для достижения крупномасштабной оптогенетической экспрессии в первичной соматосенсорной и моторной коре NHP с помощью MR-управляемого CED. Использование MR-управляемого CED представляет значительные преимущества по сравнению с традиционными методами вирусного вливания в мозг NHP. Одним из таких преимуществ является способность достичь экспрессии на больших участках с меньшим количеством необходимых вливаний. Например, с помощью обычных методов, несколько инъекций 1-2 л.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
PNS имеет финансовый интерес к Neuralink Corp., компании, которая разрабатывает клинические методы лечения с использованием стимуляции мозга.
Благодарности
Эта работа была поддержана Американской ассоциации сердца постдокторской стипендий (AY), обороны Расширенные исследовательские проекты агентства (DARPA) Реорганизация и пластичность для ускорения восстановления травматизма (REPAIR; N66001-10-C-2010), R01. NS073940, и UCSF неврологии Imaging центр. Эта работа была также поддержана Национальным институтом здоровья детей и человеческого потенциала Национальных институтов здравоохранения имени Эунис Кеннеди-Шивер по премии K12HD073945, Вашингтонским национальным исследовательским центром приматов (WaNPCR, P51 OD010425) и Центр нейротехнологий (CNT, Научно-исследовательский центр Инженерного исследовательского центра Нацио....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| 0,2 мл трубки высокого давления для внутривенных вливаний | Smiths Medical Inc., Дублин, Огайо, США | 533640 | |
| 0,32 мм ID, 0,43 мм OD Silica Tubing | Polymicro Technologies | 1068150027 | |
| 0,45 мм ID, 0,76 мм OD Silica Tubing | Polymicro Technologies | 1068150625 | |
| AAV2,5-CamKII-C1V1-EYFP | Penn Vector Core, Университет Пенсильвании | ||
| ABS пластик | Stratasys, Миннесота, США | ABSplus-P430 | |
| Антимикробная драпировка с разрезом | 3M | 6650EZ | Ioban Drape |
| Dental Acrylic | Henry Schein, Inc. | 1013117 | Акриловый связующий агент |
| Elevators | VWR International, LLC. | 10196-564 | Лифт Лангенбека, тонкий |
| шов | McKesson Medical-Surgical Inc. | ||
| Gadoteridol | Prohance, Bracco Diagnostics, Принстон, Нью-Джерси | 0270-1111-04 | |
| Лазер для стимуляции света | Omicron-Laserage, Германия | PhoxX 488-60 | |
| МР-совместимый шприц 3 куб. см | Гарвардский аппарат, Холлистон, Массачусетс, США | 59-8377 | |
| Программное обеспечение для МРТ | Pixmeo | OsiriX MD 10.0 | |
| MR-совместимый Насос | Гарвардский аппарат, Холлистон, Массачусетс, США | Гарвард PHD 2000 | |
| МР-совместимая стереотаксическая рама | KOPF | 1430M MRI | |
| Perifix Clamp Тип катетера Соединитель | B-Braun, Вифлеем, Пенсильвания, США | Н/Д | |
| Пластиковые винты | Пластик 1 | 0-80 x 1/8N | Нейлоновые винты |
| Титановые винты | Crist Instrument Co., Inc. | 6-YCX-0312 | Саморезы для кости |
| Trephine | GerMedUSA Inc,Артикул | :GV70-42 | |
| Принтер SE 3D-принтер | Stratasys, Миннесота, США | Н/Д | |
| Капсула витамина Е | Pure Encapsulations, LLC. | DE1 | |
| Влажный стерильный рассасывающийся желатин | Pfizer Inc. | AZL0009034201 | Гельпен |
Ссылки
- Ruiz, O., et al. Optogenetics through windows on the brain in the nonhuman primate. Journal of Neurophysiology. 110 (6), 1455-1467 (2013).
- Diester, I., et al. An optogenetic toolbox designed for primates. Nature Neuroscience. 14 (3), 387-3....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
