In-vivo Calciumbeeldvorming van sensorische neuronen in het trigeminusganglion van de rat

Genetisch gecodeerde calciumindicatoren (GECI's) maken beeldvormingstechnieken mogelijk om veranderingen in intracellulair calcium in gerichte celpopulaties te volgen. Hun grote signaal-ruisverhouding maakt GECI's een krachtig hulpmiddel voor het detecteren van stimulus-opgewekte activiteit in sensorische neuronen. GECI's vergemakkelijken analyse op populatieniveau van stimuluscodering met het aantal neuronen dat tegelijkertijd kan worden bestudeerd. Deze populatiecodering wordt het meest geschikt in vivo gedaan. Dorsale wortelganglia (DRG), die de soma van sensorische neuronen huisvesten die somatische en viscerale structuren onder de nek innerveren, worden het meest gebruikt voor in vivo beeldvorming omdat deze structuren relatief gemakkelijk toegankelijk zijn. Meer recentelijk werd deze techniek bij muizen gebruikt om sensorische neuronen in het trigeminusganglion (TG) te bestuderen die orale en craniofaciale structuren innerveren. Er zijn veel redenen om TG naast DRG te bestuderen, waaronder de lange lijst van pijnsyndromen die specifiek zijn voor orale en craniofaciale structuren en die veranderingen in sensorische neuronactiviteit lijken te weerspiegelen, zoals trigeminusneuralgie. Muizen worden het meest gebruikt in de studie van DRG- en TG-neuronen vanwege de beschikbaarheid van genetische hulpmiddelen. Echter, met verschillen in grootte, gebruiksgemak en potentieel belangrijke soortverschillen, zijn er redenen om TG-neuronen bij ratten te bestuderen in plaats van bij muizen. Zo ontwikkelden we een aanpak voor het in vivo in beeld brengen van TG-neuronen van ratten. We injecteerden neonatale pups (p2) intraperitoneaal met een AAV die codeert voor GCaMP6s, wat resulteerde in >90% infectie van zowel TG- als DRG-neuronen. TG werd gevisualiseerd bij de volwassene na craniotomie en decorticatie, en veranderingen in GCaMP6s-fluorescentie werden gecontroleerd in TG-neuronen na stimulatie van mandibulaire en maxillaire gebieden van het gezicht. We bevestigden dat verhogingen van fluorescentie door stimulus werden opgeroepen met perifere zenuwblokkade. Hoewel deze benadering veel potentiële toepassingen heeft, gebruiken we het om de subpopulatie(s) van TG-neuronen te karakteriseren die zijn veranderd na perifere zenuwbeschadiging.