هنا نقوم بوصف طريقتين غير الغازية للسيطرة المزمنة على النشاط العصبي باستخدام علم الوراثة الكيميائية في الفئران. واستخدمت قطرات العين لتسليم كلوزابين-N-أكسيد (CNO) يوميا. كما نقوم بوصف طريقتين لإطالة فترة إدارة CNO في مياه الشرب. هذه الاستراتيجيات للسيطرة العصبية المزمنة تتطلب الحد الأدنى من التدخل الحد من الإجهاد الحيوانات.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
استراتيجيات غير الغازية للتلاعب المزمن من النشاط العصبي الذي تسيطر عليه DREADD
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
وقد ظهرت استراتيجيات علم الوراثة الكيميائية كأدوات موثوق بها للتحكم عن بعد في النشاط العصبي. من بين هذه, مستقبلات مصمم تفعيلها حصرا من قبل مصمم الأدوية (DREADDs) أصبحت النهج الأكثر شعبية علم الالوراثة الكيميائية المستخدمة في علم الأعصاب الحديثة. معظم الدراسات تقديم كلوزابين-N-أكسيد ليجاند (CNO) باستخدام حقن واحد داخل اقابي، وهو مناسب لتنشيط / تثبيط حاد من السكان الخلايا العصبية المستهدفة. ومع ذلك، لا يوجد سوى عدد قليل من الأمثلة على استراتيجيات التشكيل المزمن للخلايا العصبية التي تسيطر عليها DREADD، ومعظمها يعتمد على استخدام أنظمة التسليم التي تتطلب التدخل الجراحي. هنا، ونحن توسيع على اثنين من الاستراتيجيات غير الغازية لتقديم CNO ligand للتلاعب المزمن السكان العصبية في الفئران. كان يتم إعطاء CNO إما باستخدام قطرات العين المتكررة (اليومية)، أو بشكل مزمن من خلال مياه الشرب في الحيوان. هذه النماذج غير الغازية تؤدي إلى تنشيط قوي لمستقبلات المصمم التي استمرت في جميع أنحاء العلاجات CNO. الطرق الموصوفة هنا توفر بدائل للسيطرة المزمنة بوساطة DREADD من النشاط العصبي، وقد تكون مفيدة للتجارب المصممة لتقييم السلوك في الحيوانات المتحركة بحرية، مع التركيز على أساليب التسليم CNO أقل الغازية.
المقدمة
وقد سمحت التطورات التقنية في مجال علم الأعصاب العلماء لتحديد ومراقبة نشاط مجموعات معينة من الخلايا العصبية1. وقد ساهم هذا في فهم أفضل لأساس الدوائر العصبية وتأثيرها على السلوك الحيواني، وكذلك، مراجعة العقائد الراسخة2،3. ومن بين هذه الأدوات الجديدة، كان للاستراتيجيات الوراثية البصرية والكيميائية تأثير عميق ليس فقط على نوعية الاكتشافات ولكن أيضا على الطريقة التي يتم بها تصور التجارب وتصميمها4. في هذه المخطوطة، نركز على استراتيجيات علم الوراثة الكيميائية للسيطرة على تنشيط الخلايا العصبية من خلال استراتيجيات مستقبلات ligand هندسية. مستقبلات مصمم تفعيلها حصرا من قبل م....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تم التعامل مع جميع الحيوانات وفقا للمبادئ التوجيهية للجان رعاية الحيوانات واستخدامها التابعة للمعهد الوطني للصحة العقلية . وقد بُذلت جميع الجهود للتقليل إلى أدنى حد من الألم وعدد الحيوانات المستخدمة.
1- حقن الفيروس المرتبطبة بأدينو في الحصين
ملاحظة: كانت الفئران الذكور من النوع البري من خلفية مختلطة (B6/129 F1 الهجين، 3 أشهر من العمر) لحقن مجسمة مع AAV ترميز مستقبلات Mus3 muscarinic (hM3Dq) في الحصين. خلال التجربة بأكملها، كانت الفئران واحدة في السكن، تحت ضوء 12 ساعة العادية: 12 ساعة دورة مظلمة (T24)، مع الوصول إلى الغذاء والماء ad libitum.
- قبل إجراء العمليات الجراحية المجسمة، ....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
لاحظنا أن التسليم المتكرر CNO باستخدام قطرات العين أثار تحريض قوي من التعبير c-Fos في معظم الخلايا العصبية المصابة (الشكل1C)،مما يدل على أن فعالية تسليم CNO تستمر خلال التعرض المتكرر. وعلاوة على ذلك، لوحظ تحريض كبير من c-Fos في العينات التي تم جمعها 2 ساعة بعد العلاج CNO، مقارنة مع العينات التي تم الحصول عليها 6 ح بعد التعرض CNO (الأشكال1D-E)،مما يدل على أن التغيرات التي يسببها CNO تعتمد على الوقت.
ثم قمنا بقياس فعالية المعالجة المزمنة CNO التي يت.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
وقد ظهرت DREADDs كنهج شعبية وفعالة للتعامل عن بعد النشاط العصبي17. ومن ثم، فإن تصميم استراتيجيات بديلة لتقديم عمل كل من CNO سيزيد بشكل عام من نطاق الخيارات المتاحة لبيئات تجريبية محددة. وبالإضافة إلى ذلك، فإن الاستراتيجيات غير الغازية لتسليم CNO تقلل من أي سوء تفسير محتمل للنتائج عن طريق الحد من الآثار الجانبية السلبية التي يمكن أن تؤثر مباشرة على صحة الحيوان. هنا، وصفنا استراتيجيتين غير الغازية لتسليم CNO التي تمنح تفعيل قوي من DREADDs (hM3Dq) وتقدم مجموعة واسعة من الاحتمالات. وعلاوة على ذلك، نعت.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
وليس لدى أصحاب البلاغ ما يكشفون عنه.
شكر وتقدير
وقد تم دعم هذا العمل من قبل برنامج البحوث داخل الجدارية في المعهد الوطني للصحة العقلية (ZIA MH002964-02). نود أن نشكر دعم نيمه IRP القوارض الأساسية السلوكية (ZIC MH002952).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| BSA | Sigma علوم الحياة | #A2153-100G | مسحوق المجفف بالتجميد & ge ؛ 96٪ (الرحلان الكهربائي لهلام الاغاروز) |
| C57BL / 6J الفئران | مختبر جاكسون | # 000664 | ذكور الفئران ، الشعيرات الدموية البالغة من العمر 3 أشهر |
| شركة دروموند العلمية | # 3-000-203-G / X | القطر الخارجي: 1.14 بوصة | |
| كلوزابين-N-أكسيد | سيجما | #C0832 | 5 مجم |
| فوران | باكستر | #NDC 10019-360-60 | إيزوفلوران ، حاقن دقيق USP |
| III | شركة دروموند العلمية | # 3-000-207 | Nanoject III - وسائط تركيب حاقن نانولتر قابلة للبرمجة |
| Invitrogen | #P36930 | إطالة كاشف الذهب المضاد للتلاشي | |
| المجهر | الإلكتروني بارافورمالديهايد | # 15710 | مائي 16٪ (خالي من الميثانول) ، 10 مل |
| إشارات الخلايا | المضادة للأجسام المضادة c-Fos | الأولية #2250S | c-Fos (9F6) أرنب mAb ( 100 وميكرو ؛ L) |
| rAAV5 / hSyn-hm3D-mCherry | UNC ناقل قلب | العيار: ~ 3 × 10 < سوب > 12 < / sup> vg / mL | |
| rAAV5 / hSyn-mCherry | UNC ناقلات التيتر الأساسية | : ~ 3x10e12 vg / مل | |
| الأجسام المضادة الثانوية | Invitrogen | #A21206 | Alexa Fluor TM 488 الحمار المضاد للأرانب IgG (H + L) ، 2 مجم / مل |
| Triton X-100 | americanbio.com | #AB02025-00100 |
المراجع
- Park, H. G., Carmel, J. B. Selective Manipulation of Neural Circuits. Neurotherapeutics. 13 (2), 311-324 (2016).
- Muir, J., Lopez, J., Bagot, R. C. Wiring the depressed brain: optogenetic and chemogenetic circuit interrogation in animal models of dep....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
