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Method Article
synaptically 연결 뉴런을 추적하는 방법이 설명되어 있습니다. 우리는 관심의 세포 인구가 유전자 정의 셀 유형에서 시냅스 입력을 받고 있는지 여부를 조사하기 위해 상류 세포의 TVA의 특이성을 사용합니다.
neuronal 회로를 공부 클래식 방법은 매우 낮은 처리량 있습니다. Transsynaptic 바이러스, 회로를 공부 특히 pseudorabies (PRV)와 광견병 바이러스 (RABV), 그리고 더 최근의 기공을 갖는 구염 바이러스 (VSV)는, 점점 더 인기를 끌고있다. 이러한 높은 처리량 방법 중 하나 anterograde 또는 역행 방향으로 뉴런 사이의 전송 바이러스를 사용합니다.
최근 monosynaptic 역행 추적에 대한 수정 RABV가 개발되었습니다. (그림 1A). 이 방법에서, 당 단백질 (G) 유전자는 바이러스 게놈에서 삭제되고, 대상 뉴런에서만 resupplied. 감염 특이성은 일반 RABV-G 1 ASLV-A 당 단백질과 RABV-G (A / RG)의 세포질 도메인의 세포 도메인으로 구성된 키메라 G를, 대체에 의해 달성된다. 이 키메라 G는 특히 TVA 수용체 1을 표현 세포를 감염. 유전자 인코딩 TVA는 D되어 있습니다다양한 방법 2-8으로 elivered. TVA - 표현 뉴런의 RABV-G 감염 후, RABV는 TVA 수용체와 공동 배달 된 자신의 G의 성격에 의해 역행 방향으로 다른 synaptically 연결 뉴런에 전송할 수 있습니다. 이 기술은 정의 된 스타터 세포 유형로 입력의 모든 샘플링을 제공 정의 된 셀 타입에 입력의 상대적으로 많은 수의 (5-10 %) 2 레이블.
우리는 최근 transsynaptic 추적 9로 VSV을 사용하려면이 기술을 수정했습니다. VSV는 유전자 표현의 급속 등 여러 장점을 갖추고 있습니다. 다음은 상세 증가 해상도 microcircuitry을 탐색하는 데 유용합니다 VSV를 사용하여 새 바이러스 추적 시스템을. 동안 Wickersham 외하여 원래의 출판 전략. 4 Beier 외. 처음에 감염된로 프로젝트가 TVA--세포를 표현, 여기를 VSV는 TV 만 전송하도록 설계되었습니다있는 뉴런의 9 허가 라벨A-표현 세포 (그림 1B). 바이러스가 처음 TVA - 표현 뉴런의 뉴런 하류의 감염을 허용하는 RABV-G와 pseudotyped 있습니다. 셀의 첫 번째 인구 감염 후 바이러스는 TVA-표현 세포를 감염시킬 수 있습니다 발표했다. transsynaptic 바이러스 확산이 TVA - 표현 세포, 정의 셀 유형에서 연결의 부재의 존재로 제한되어 있기 때문에 높은 해상도로보실 수 있습니다. 이 실험의 실험 플로우 차트는 그림 2에 표시됩니다. 여기 모델 회로를 보여, 마우스 망막에 방향 선택성의. 우리는 망막 신경절 세포 (RGCs)에 항성 amacrine 세포의 연결 (주머니)를 검사합니다.
1. cDNA에서 바이러스를 만들기 : cDNA의 VSV의 복구가 우두-T7 시스템 (10)을 사용하여
2. 통로 및 VSV의 농도
3. 비르우리가 사출
4. 조직 / 조직 준비를 수확
5. 대표 결과
cDNA의 구조되는 바이러스는 TVA800 세포하지만, 293T 세포를 (그림 3) 감염 할 수 있어야합니다. RABV-G를 제공하는 것은 여러 셀 t의 감염을 허용293T 포함 ypes. A / RG의 게놈은 게놈에 인코딩되어 있기 때문에, TVA - 표현 세포에서 훨씬 더 높은 비율로 발생하는 세포 사이에 확산.
바이러스는 10 8 공조 방식 / ML 및 10 10 공조 방식 / ML 사이에 집중, 전형적인 titers 범위되면. 이 titers은 생체에서 사용하기에 적합합니다.
마우스로 LGN 분사 동안, 우리는 모두 일반적으로 감염 될 때, 복부 LGN (vLGN)에서 등쪽 LGN (dLGN)를 구별하지 않습니다. 따라서, 여러 RGC 유형은 melanopsin RGCs (그림 4D)와 ON-DSGCs (그림 4E)과 같은 vLGN에있는이 프로젝트, 그리고 그 그 같은 dLGN에 프로젝트, 작은을 포함, (그림 4) 표시된다 아버 RGCs (그림 4C)와 ON-OFF-DSGCs (그림 4 층). RGC 이상의 종류가 주머니에 바이러스를 전송하지만, 같은 다른보고 (Beier 외., 리뷰), 여기에 우리는 초점을주머니에 ON-OFF-DSGCs의 잘 공부 연결에.
(-) 우리는 유전자형 cTVA (+) / 채팅 - Cre의 쥐를 삽입 할 때 더 TVA는 표현되지 않을 것입니다, 단지 RGCs는 (즉, 그림 4) 표시됩니다. 다음은 RGCs으로 RABV-G pseudotyped 바이러스의 초기 이해로 인해이며, 더 확산이 발생하지 않습니다. 더 RGCs은 이러한 RGCs의 횡 방향의 긴 axons에 이러한 virions의 무능력으로 인해 rVSV의 LGN 감염 (A / RG) RABV-G와 pseudotyped하지 바이러스에서 감염되지 않습니다. 그러나, LGN에 cTVA (+) / ChATCre (+) (및 R26TdT (+)) 쥐를 주입 할 때 바이러스 확산은 Cre 기자 (즉, 그림 5)을 표현하는 빨간색 셀에 발생 않습니다. 이러한 반 채팅 항체와도 세포 공동 레이블 및 주머니 (인물 5B ', C')로 자신의 신원을 확인,이 두 채팅 laminae 만 계 충화하다. DSGC 당 급속도로 이루어질 분류 주머니의 수는 하나에서 아홉 나와 있습니다.
그림 1. 처음 개발 된 방법에 비해 우리의 역행 transsynaptic 추적 시스템. (A)은 (i) Wickersham 및 동료에 의해 개발 된 방법에서 "시작 셀은"세가지 유전자 transfected 있습니다 : TVA 수용체, transfected 세포의 특정 감염을 허용하는 데 사용, RABV를 보완하는 데 사용되는 RABV-G,, 그 자체가 G 유전자가 삭제했다, 그리고 transfected 세포를 식별 할 수있는 적색 형광 단백질. (ii) 해당 A / RG 단백질과 pseudotyped RABV 그들 노란색 만드는 TVA - 표현 세포를 감염. (III) 퇴행성 transsynaptic 전송 상류 뉴런에 발생합니다. (B)은 (i) 우리의 방법에서, TVA - 표현 세포는 유전자 정의하고 있으며, 조건부 붉은 형광 prote으로 분류됩니다인치 (II) "시작 셀"은 그 바이러스 게놈에있는 A / RG 유전자를 인코딩 VSV에 감염되어 있습니다. 이 시작 셀은 TVA 수용체를 표현하지 않습니다. 이러한 세포는 초보자 뉴런에 신경 입력을 제공하는 경우에만 (III) 퇴행성 transsynaptic 전송 TVA - 표현 뉴런에 발생합니다. 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오 .
그림 2. 실험 절차의 도식. (A) 첫째, 바이러스 cDNA에서 구출되어 있습니다. 그런 다음 passaged와 RABV-G와 pseudotyped하고, 집중하고 titered 있습니다. 이 시간의 원하는 기간 동안 배양 할 수있는 곳이 바이러스는 다음 뇌에 주입되어 있습니다. 금후시간, 눈은 수확하고, 망막은 해부하고 분석합니다. RABV-G와 바이러스를 pseudotyping의 (B) 도식. 이 뇌 주사의 망막 신경절 세포의 감염 필요합니다. RABV-G 유전자가 처음 TVA 수용체를 표현하는 조직 문화 셀에 transfected 수 있습니다. 이러한 세포는 다음 rVSV (A / RG) 바이러스에 감염되어 있습니다. 출시 virions는 바이러스 봉투에 RABV-G가되지만 바이러스 게놈에 RABV-G에 대한 유전자가 없습니다. (C) 마우스의 개략도 트리플 유전자 변형 동물에 필요한 경계에 있습니다. 조건부 TVA와 tdTomato 대립 유전자는 TVA와 tdTomato 모두 만 Cre 표현의 역사를 세포로 표현하는 등 선택의 Cre 드라이버에 교차하고 있습니다. 이 예제에서, 우리는 채팅 - Cre를 사용했습니다. (D) 순으로 망막 감염의 개략도 DSGC-SAC 회로를 추적합니다. (C)와 같이 채팅 세포는 명시 적 TVA와 tdTomato에 만들어집니다. RGCs는의 LGN에서 감염바이러스의 fection은 (B)에서 생산. 바이러스가 GFP를 표현으로,이 RGCs는 녹색이됩니다. 바이러스는 만 확산 될 TVA - 표현들이 표시 RGC에 연결되어있는 경우 채팅 amacrine 세포를. 이러한 세포는 빨간색과 녹색, 또는 노란색 모두 될 것이다. 큰 그림을 보려면 여기를 클릭하십시오 .
그림 3. 293T와 TVA800 세포에 rVSV (A / RG) 바이러스의 행동. 이러한 세포는 RABV-G와 pseudotyped 낮은 titer rVSV (A / RG)에 감염되었습니다. 사이의 바이러스 확산 TVA-표현 6시간 게시물 감염 (HPI), 1, 2 일 후 감염 (DPI)에 도시 된 바와 같이, 시간에 따라 셀을. 그러나, TVA 수용체를 표현하지 않는 293T 세포에 확산,하지만 전t이 발생, 많은 느린 발생합니다. 스케일 바 = 100 μm.
그림 4. 비 TVA 표현 마우스 RGCs 대표 감염. 동물 RABV-G와 pseudotyped rVSV (A / RG) 바이러스에 LGN에 주입하고, 조직은 2 개의 DPI를 수확했다. (A) 스파 스 (RGCs는 노란색 화살촉으로 표시) 또는 (B) 조밀 감염은 주입 바이러스 및 품질 titer에 따라 얻을 수 있습니다. RGCs의 많은 다른 유형은 (C) 작은 아버 RGCs, (D)에 1을 입력합니다 melanopsin의 RGCs, (E) ON-DSGCs, 다른 중 (F) ON-OFF-DSGCs 등의 형태를 기반으로 식별 할 수 있습니다. 스케일 바 = 50 μm.
그림 5. rVSV (A / RG) 주머니에 ON-OFF-DSGCs에서 전송 예상 패턴을 따른다. (A) ON-OFF-DSGCs 여러 주머니 (노랑 화살촉)에 전송 바이러스 (녹색 작성 흰색과 화살촉). (A '). 모든 녹색는 TVA-표현 주머니 것을 나타내는 Cre 기자와 공동 레이블 DSGC하지 않습니다 세포. (BC) DSGC (녹색 채우기 흰색과 화살촉)와 주머니는 (노란색 화살촉) 망막 내부 plexiform 계층 (IPL)의 적절한 채팅 레이어에 계 충화하다. 바이러스 송신 모두 ON과 OFF-주머니를 포함하는 세포. 패널 B '와 C'의 번호는 IPL laminae을 나타냅니다. DSGC의 소마의 위치는 화살촉으로 표시하지만 주머니를 강조하기 위해 패널 C에 표시되지 않습니다. 스케일 바 = 50 μm.
신경 회로를 공부하고 바이러스를 사용하면 연결된 뉴런을 분석의 상대적으로 높은 처리량 방법입니다. 그러나, VSV 및 RABV의 virions 모두를 생성하는 것은 사소한되지 않습니다. cDNA에서 바이러스를 구해준 것에 대해 위에 나열된 프로토콜이 제공되고 있지만, 아직 낮은 확률 이벤트입니다. N, P 및 L의 plasmids 각각의 수준은 잘게 조정해야하고, 많은 시련과 복제는 바이러스 구조를 보장하기 위해 ?...
관심 없음 충돌이 선언 없습니다.
우리는 재조합 VSV 변종을 구출에 도움 션 Whelan을 인정하고, 기술 지원 Didem Goz와 라이언 Chrenek 것입니다. 이 작품은 HHMI (CLC)에서 지원하고, # NS068012-01 (KTB)되었습니다.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Tissue Culture | |||
Baby Hamster Kidney (BSRT7) cells | available upon request | ||
vaccinia (vTF7-3) | available upon request | ||
pN, pP, pl plasmids | available upon request | ||
Calcium Chloride | Sigma | C1016 | |
Magnesium Chloride | Sigma | M8266 | |
HEK 293T cells | Open Biosystems | HCL4517 | |
60 mm TC-Treated Culture Dish | Corning | 430166 | |
75 cm2 Rectangular Canted Neck Cell Culture Flask with Vent Cap | Corning | 430641 | |
Media : DMEM (Dulbecco's Modified Eagle Medium) | Invitrogen | 12491-015 | |
1 M HEPES pH 7.4 | Gibo | 15630-080 | |
FBS: Fetal Bovine Serum | Gibco | 10437-028 | |
PKS | Invitrogen | 15140-163 | |
Lipofectamine 2,000 Transfection Reagent | Invitrogen | 11668-019 | |
Syringe: 5 ml Luer-Lock syringe | Sigma | Z248010-1PAK | |
Syringe Filters | Nalgene | 190-2520 | |
PEI: High Potency Linear PEI | Polysciences | 23966 | |
Viral Centrifugation | |||
Corning 150 ml Tube Top Vacuum Filter System, 0.45 μm Pore | Corning | 430314 | |
Thinwall, Ultra-Clear, 38.5 ml, 25 x 89 mm ultracentrifuge tubes | Beckman-Coulter | 344058 | |
Ultracentrifuge | Beckman-Coulter | optima XL-80K | |
SW28 Ultracentrifuge rotor | Beckman-Coulter | 342207 | |
Mouse Injection | |||
Capillary micropipets | Drummond | 5-000-2005 | |
Stereotax | Narishige | SR-5M | |
Micromanipulator | Narishige | SM-15 | |
Ump injector | World Precision Instruments | Sys-Micro4 | |
Four channel microcontroller | World Precision Instruments | UMP3 | |
M.TXB Bench Motor with C.EMX-1 Dial Control, 115 Volt | Foredom | M.TXB-EM | |
H.10 Handpiece, Quick Change | Foredom | H.10 | |
Step Drill, 0.5 mm | Foredom | A-58005P | |
Micr–lectrode holder | World Precision Instruments | MEH2S | |
Ketamine | Henry Schein | 995-2949 | |
Xylazine | Henry Schein | 4015809TV | |
Buprenorphine | Henry Schein | 1118217 | |
1 ml syringe | Becton-Dickinson | 309628 | |
30 gauge injection needle | Becton-Dickinson | 305106 | |
Protective Ophthalmic Ointment | Doctors Foster and Smith | 9N-014748 | |
Ethanol | Sigma | 493511 | |
Iodine | Sigma | PVP1 | |
Surgery and Dissection tools | |||
Scissors | Fine Science Tools | 91402-12 | |
Standard Forceps | Fine Science Tools | 11000-12 | |
Fine Forceps | Fine Science Tools | 11255-20 | |
Vannas spring scissors | Fine Science Tools | 15000-00 | |
Scalpel handle | Fine Science Tools | 10003-12 | |
Scalpel blades | Fine Science Tools | 10015-00 | |
Sutures | Robbins Instruments | 20.SK640 | |
Dissection and antibody staining | |||
paraformaldehyde | Sigma | P6148 | |
Phosphate Buffered Saline | Sigma | P4417 | |
Triton X-100 | Sigma | T9284 | |
Donkey Serum | Jackson Immunoresearch | 017-000-121 | |
Antibodies | |||
Antibodies | millipore | AB144P | |
Anti-gfp | Abcam | ab13970 | |
Donkey anti-chicken Dylight 488 | Jackson immunoresearch | 703-545-155 | |
Donkey anti-chicken Alexa Fluor 647 | Jackson immunoresearch | 705-605-147 | |
DAPI | Invitrogen | D1306 | |
Tissue mounting | |||
Superfrost plus microscope slides | Fisher | 12-550-100 | |
Cover glass 22 x 22, 0 thickness | Electron Microscopy Sciences | 72198-10 | |
Silicone elastomer | Rogers Corp | HT-6220 | |
Clear nail polish | Electron Microscopy Sciences | 72180 | |
Prolong Gold antifade reagent | Invitrogen | P36930 | |
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