Name: adeno-associated virus-mediated transgene expression in genetically defined neurons of the spinal cord
Uploaded: 2018-05-12T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Adeno-associated Virus-mediated Transgene Expression in Genetically Defined Neurons of the Spinal Cord at JoVE.com

Agradecemos Hanns Ulrich Zeilhofer generosamente apoyando este trabajo. Hendrik Wildner fue apoyado por la Fundación Olga Mayenfisch. Agradecemos a Carmen Birchmeier para el anticuerpo de Lmx1b.

Todos los experimentos con animales fueron aprobados por la Oficina veterinaria cantonal suizo (Zurich) y están de acuerdo y conformidad con todas las directrices pertinentes del reguladoras e institucionales.
Nota: Todos los materiales junto con los respectivos fabricantes o proveedores están listados en la Tabla de materiales.
1. generación de vectores AAV Cre-dependiente
Nota: Puede adquirirse una gran variedad de vec...

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	<li>Goulding, M., Bourane, S., Garcia-Campmany, L., Dalet, A., Koch, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Inhibition+downunder:+an+update+from+the+spinal+cord.">Inhibition downunder: an update from the spinal cord.</a> Curr Opin Neurobiol. 26, 161-166 (2014).</li><li>Todd, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+circuitry+for+pain+processing+in+the+dorsal+horn.">Neuronal circuitry for pain processing in the dorsal horn.</a> Nat Rev Neurosci. 11 (12), 823-836 (2010).</li><li>Sandkuhler, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Models+and+mechanisms+of+hyperalgesia+and+allodynia.">Models and mechanisms of hyperalgesia and allodynia.</a> Physiol Rev. 89 (2), 707-758 (2009).</li><li>Zeilhofer, H. U., Wildner, H., Yevenes, G. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Fast+synaptic+inhibition+in+spinal+sensory+processing+and+pain+control.">Fast synaptic inhibition in spinal sensory processing and pain control.</a> Physiol Rev. 92 (1), 193-235 (2012).</li><li>Azim, E., Jiang, J., Alstermark, B., Jessell, T. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Skilled+reaching+relies+on+a+V2a+propriospinal+internal+copy+circuit.">Skilled reaching relies on a V2a propriospinal internal copy circuit.</a> Nature. 508 (7496), 357-363 (2014).</li><li>Cui, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+Early+RET++Deep+Dorsal+Spinal+Cord+Interneurons+in+Gating+Pain.">Identification of Early RET+ Deep Dorsal Spinal Cord Interneurons in Gating Pain.</a> Neuron. 91 (6), 1413 (2016).</li><li>Foster, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Targeted+ablation,+silencing,+and+activation+establish+glycinergic+dorsal+horn+neurons+as+key+components+of+a+spinal+gate+for+pain+and+itch.">Targeted ablation, silencing, and activation establish glycinergic dorsal horn neurons as key components of a spinal gate for pain and itch.</a> Neuron. 85 (6), 1289-1304 (2015).</li><li>Francois, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Brainstem-Spinal+Cord+Inhibitory+Circuit+for+Mechanical+Pain+Modulation+by+GABA+and+Enkephalins.">A Brainstem-Spinal Cord Inhibitory Circuit for Mechanical Pain Modulation by GABA and Enkephalins.</a> Neuron. 93 (4), 822-839 (2017).</li><li>Peirs, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dorsal+Horn+Circuits+for+Persistent+Mechanical+Pain.">Dorsal Horn Circuits for Persistent Mechanical Pain.</a> Neuron. 87 (4), 797-812 (2015).</li><li>Petitjean, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dorsal+Horn+Parvalbumin+Neurons+Are+Gate-Keepers+of+Touch-Evoked+Pain+after+Nerve+Injury.">Dorsal Horn Parvalbumin Neurons Are Gate-Keepers of Touch-Evoked Pain after Nerve Injury.</a> Cell Rep. 13 (6), 1246-1257 (2015).</li><li>Zhang, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identifying+local+and+descending+inputs+for+primary+sensory+neurons.">Identifying local and descending inputs for primary sensory neurons.</a> J Clin Invest. 125 (10), 3782-3794 (2015).</li><li>Haenraets, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spinal+nociceptive+circuit+analysis+with+recombinant+adeno-associated+viruses:+the+impact+of+serotypes+and+promoters.">Spinal nociceptive circuit analysis with recombinant adeno-associated viruses: the impact of serotypes and promoters.</a> J Neurochem. , (2017).</li><li>Abraira, V. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Cellular+and+Synaptic+Architecture+of+the+Mechanosensory+Dorsal+Horn.">The Cellular and Synaptic Architecture of the Mechanosensory Dorsal Horn.</a> Cell. 168 (1-2), 295-310 (2017).</li><li>Wildner, H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genome-wide+expression+analysis+of+Ptf1a-+and+Ascl1-deficient+mice+reveals+new+markers+for+distinct+dorsal+horn+interneuron+populations+contributing+to+nociceptive+reflex+plasticity.">Genome-wide expression analysis of Ptf1a- and Ascl1-deficient mice reveals new markers for distinct dorsal horn interneuron populations contributing to nociceptive reflex plasticity.</a> J Neurosci. 33 (17), 7299-7307 (2013).</li><li>Inquimbert, P., Moll, M., Kohno, T., Scholz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stereotaxic+injection+of+a+viral+vector+for+conditional+gene+manipulation+in+the+mouse+spinal+cord.">Stereotaxic injection of a viral vector for conditional gene manipulation in the mouse spinal cord.</a> J Vis Exp. (73), e50313 (2013).</li><li>Kohro, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+new+minimally-invasive+method+for+microinjection+into+the+mouse+spinal+dorsal+horn.">A new minimally-invasive method for microinjection into the mouse spinal dorsal horn.</a> Sci Rep. 5, 14306 (2015).</li><li>Bourane, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gate+control+of+mechanical+itch+by+a+subpopulation+of+spinal+cord+interneurons.">Gate control of mechanical itch by a subpopulation of spinal cord interneurons.</a> Science. 350 (6260), 550-554 (2015).</li><li>Bourane, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+a+spinal+circuit+for+light+touch+and+fine+motor+control.">Identification of a spinal circuit for light touch and fine motor control.</a> Cell. 160 (3), 503-515 (2015).</li><li>Duan, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Identification+of+spinal+circuits+transmitting+and+gating+mechanical+pain.">Identification of spinal circuits transmitting and gating mechanical pain.</a> Cell. 159 (6), 1417-1432 (2014).</li><li>Gutierrez-Mecinas, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Preprotachykinin+A+is+expressed+by+a+distinct+population+of+excitatory+neurons+in+the+mouse+superficial+spinal+dorsal+horn+including+cells+that+respond+to+noxious+and+pruritic+stimuli.">Preprotachykinin A is expressed by a distinct population of excitatory neurons in the mouse superficial spinal dorsal horn including cells that respond to noxious and pruritic stimuli.</a> Pain. 158 (3), 440-456 (2017).</li><li>Awatramani, R., Soriano, P., Rodriguez, C., Mai, J. J., Dymecki, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cryptic+boundaries+in+roof+plate+and+choroid+plexus+identified+by+intersectional+gene+activation.">Cryptic boundaries in roof plate and choroid plexus identified by intersectional gene activation.</a> Nat Genet. 35 (1), 70-75 (2003).</li><li>Kim, J. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Linking+genetically+defined+neurons+to+behavior+through+a+broadly+applicable+silencing+allele.">Linking genetically defined neurons to behavior through a broadly applicable silencing allele.</a> Neuron. 63 (3), 305-315 (2009).</li><li>Kim, J. C., Dymecki, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+fate-mapping+approaches:+new+means+to+explore+the+embryonic+origins+of+the+cochlear+nucleus.">Genetic fate-mapping approaches: new means to explore the embryonic origins of the cochlear nucleus.</a> Methods Mol Biol. 493, 65-85 (2009).</li></ol>

Inyección intraspinal de aireación puede convertirse en una poderosa técnica en un laboratorio de investigación, lo que permite el análisis de células espinales con solución temporal y espacial de alta. Este protocolo permite la transducción de los tres principales segmentos espinales inervados por neuronas sensoriales ampliando sus axones periféricos a la trasera. Transducción de tres segmentos produce datos conductuales robustos y reproducibles. También permite la prueba de un área sensorial más grande que...

La médula espinal dorsal es esencial para el intercambio de información entre la periferia del cuerpo y el cerebro. Estímulos sensoriales como calor, frío, tacto, o estímulos nocivos son detectados por las neuronas periféricas especializadas, que transmitan esta información a las neuronas del cuerno dorsal de la médula espinal. Aquí, una compleja red de interneuronas inhibitorias y excitatorias modula y eventualmente relés de información sensorial a través de las neuronas de proyección espinal a supraspinal sitios1,2. Los cálculos realizados por espinal inter- y las neuronas de proyección de información sensorial, determinando así que la información es suprimida o reenviada a que intensidad la puerta. Cambios en la integración de estímulos sensoriales, como un balance alterado entre inhibición y excitación, pueden causar disfunciones sensoriales tales como hipersensibilidad o alodinia (sensaciones dolorosas después del estímulo normalmente no doloroso). Estos cambios se cree que la causa subyacente del dolor crónico de diferentes Estados de3,4. Así, los circuitos espinales son de gran importancia en el procesamiento sensorial y por lo tanto en la percepción del ambiente de un organismo y el yo. Con el advenimiento reciente combinación de molecular, genética y técnicas quirúrgicas que permiten la manipulación precisa de subpoblaciones genéticamente identificado neurona espinal, los científicos están empezando a entender los circuitos espinales subyacentes responsable de la elaboración de distintas modalidades sensoriales.
Inyección intraspinal de rAAV en ratones de tipo salvaje o transgénicas ha contribuido enormemente a la manipulación, análisis y comprensión de la función de subconjuntos específicos de neuronas espinales5,6,7, 8 , 9 , 10 , 11. esta técnica permite la entrega de proteínas marcadoras (como GFP / proteínas de la fusión de GFP), proteínas de reportero (como GCaMP), o proteínas efectoras (como toxinas bacterianas, channelrhodopsin o receptores Farmacogenético) en un espacial manera restringida a las neuronas espinales. Inyección local de Cre-dependiente rAAVs en ratones transgénicos que expresaban recombinase de Cre en un subconjunto específico de neuronas espinales permite el análisis específico de la población neuronal respectiva. Hemos empleado esta técnica para etiqueta, ablar, inhibir o activar glycinergic espinal neuronas demostrando que son una parte esencial de la columna puerta de control del dolor y picor de transmisión7. En estos experimentos, inyección intraspinal de rAAV Cre-dependiente en ratones GlyT2::Cre permitió la manipulación selectiva de las neuronas glycinergic en la médula espinal lumbar. De tal modo, puede evitarse la manipulación simultánea del supraspinal circuitos que contienen neuronas de glycinergic fundamentales para la supervivencia del animal.
Mientras que una inyección intraspinal de rAAVs limita la infección en el sitio de la inyección, transducción viral puede ocurrir no sólo en las neuronas locales, sino también en las neuronas que conectan con el sitio de la inyección mediante proyecciones axonales. El último es a menudo utilizado para áreas de CNS de seguimiento proporciona entrada neuronal a un núcleo particular en el cerebro. La infección de proyecciones axonales, sin embargo, también puede ser un factor de confusión cuando una población definida de neuronas debe estudiarse en un sitio en particular. Para tratar estos temas, recientemente hemos realizado un análisis exhaustivo de serotipos AAV y cassettes de expresión para identificar los serotipos y los promotores que pueden utilizarse para minimizar o maximizar la transducción retrógrada. En el contexto de esta investigación específica en circuitos espinales, se analizó la capacidad de diferentes serotipos y promotores retrogradely transduce las neuronas en los ganglios de raíz dorsal (GRD), la médula rostral ventromedial (RVM) y la corteza somáticosensorial 12. la técnica se describe en este protocolo, por tanto, puede utilizarse para analizar las neuronas espinales en el sitio de inyección o analizar las neuronas de proyección que aportar en el sitio inyectado de la médula espinal. En el protocolo descrito aquí, tres inyecciones de rAAV en el lado izquierdo de la médula espinal lumbar se realizan para habilitar la transducción de señales de las neuronas en los tres segmentos lumbares (L3-L5). Los segmentos L3-L5 reciben la mayor parte de la entrada sensorial de la trasera ipsolateral en el sitio de inyección. Demostramos que la manipulación funcional de las neuronas genéticamente marcadas en L3-L5 es suficiente para evocar cambios en el comportamiento robustos, proporcionando pruebas funcionales para la función de circuito de un subtipo de neurona marcada genéticamente.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Equipment</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>micropipette puller: DMZ-Universal-Electrode-Puller</td>
			<td>Zeitz</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anesthesia unit: Oxymat3 oxygen concentrator</td>
			<td>Weinmann</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>anesthesia unit: VIP 3000 Veterinary Vaporizer</td>
			<td>Midmark</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heat mat: Mio Star Thermocare 100</td>
			<td>Migros</td>
			<td>717614700000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Electric shaver</td>
			<td>Philips</td>
			<td>BT9290</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>surgical microscope (OPMI pico)</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Small animal stereotaxic apparatus</td>
			<td>Kopf</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neurostar StereoDrive (optional)</td>
			<td>Neurostar</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Model 51690 Cunningham mouse spinal adaptor</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>72-4811</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PHD Ultra syringe pump with nanomite</td>
			<td>Harvard Apparatus</td>
			<td>70-3601</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton 701 RN 10 &#956;l glass microliter syringe</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>7635-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hamilton Removable needle (RN) compression fitting 1 mm</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>55750-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>fine dentistry drilling apparatus: Osada success 40</td>
			<td>Osada</td>
			<td>OS-40</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>spherical cutter, 0.5mm</td>
			<td>Busch</td>
			<td>12001005B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>electronic von Frey anesthesiometer</td>
			<td>IITC</td>
			<td>23905</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>flexible von Frey hairs</td>
			<td>IITC</td>
			<td>#7</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>LSM710 Pascal confocal microscope</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>0.8 NA &#215; 20 Plan-apochromat objective</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.3 NA &#215; 40 EC Plan-Neofluar oil-immersion objective</td>
			<td>Zeiss</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical Tools</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scalpel Handle #4, 13cm</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>10004-13</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Extra Fine Bonn Scissors</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>14084-08</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Adson forceps, 1 x 2 teeth, 12 cm</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11027-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Friedman-Pearson rongeurs, curved, 0.7 mm cup</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>16121-14</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dumont #2 laminectomy forceps</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11223-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Olsen-Hegar needle holders, serrated, 8.5 mm clamp length</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>12002-12</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Fine forceps #5</td>
			<td>Fine Science Tools</td>
			<td>11254-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Consumables and Chemicals</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thin-wall glass capillary, 1mm outside diameter</td>
			<td>World Precision Instruments</td>
			<td>TW 100-3</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringes (1, 5 and 20 ml)</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>(9166917V, 4606051V, 4606205V)</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>26G beveled needle</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>4665457</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile scalpel blades</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>BB523</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical sutures Safil Quick+ 4/0, absorbable</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>C1046220</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Surgical sutures Premilene 5/0, non-absorbable</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>C0932191</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sterile PBS or saline (0.9%)</td>
			<td></td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol, 70% (disinfectant)</td>
			<td></td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Iodine solution (e.g. Braunol)</td>
			<td>B. Braun</td>
			<td>18380</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Anaesthetics&#160; (e.g. Attane isoflurane)</td>
			<td>Provet</td>
			<td>2222</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aldasorber</td>
			<td>Provet</td>
			<td>333526</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>analgesics (e.g. buprenorphine: temgesic)</td>
			<td>Indivior</td>
			<td>GTIN: 7680419310018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ophthalmic ointment (e.g. vita-pos)</td>
			<td>Pharma medica</td>
			<td>GTIN: 4031626710635</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cotton swabs (e.g. from)</td>
			<td>IVF Hartmann</td>
			<td>1628100</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Facial tissues (e.g. from)</td>
			<td>Uehlinger AG</td>
			<td>2015.10018</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Superfrost plus microscope slides</td>
			<td>ThermoScientific</td>
			<td>J1800AMNZ</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mice</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>C57BL/6J mice&#160; (wildtype)</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>RRID:IMSR_JAX:000664</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rorbtm1.1(cre)Hze/J mice (ROR&#946;Cre)</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>RRID:IMSR_JAX:023526</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>&#160;Gt(ROSA)26Sortm14(CAG-tdTomato)Hze/J mice (R26Tom)</td>
			<td>The Jackson Laboratory</td>
			<td>RRID: IMSR_JAX:007914</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Viral vectors</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AAV1.CB7.CI.eGFP.WPRE.rBG (AAV1.CAG.eGFP)</td>
			<td>Penn Vector Core</td>
			<td>AV-1-PV1963</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AAV1.CAG.flex.eGFP.WPRE.bGH (AAV1.CAG.flex.eGFP)</td>
			<td>Penn Vector Core</td>
			<td>AV-1-ALL854</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AAV1.CAG.flex.tdTomato.WPRE.bGH (AAV1.CAG.flex.tdTomato)</td>
			<td>Penn Vector Core</td>
			<td>AV-1-ALL864</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AAV1.EF1a.flex.DTA.hGH (AAV1.EF1a.flex.DTA)</td>
			<td>Penn Vector Core</td>
			<td>Custom production</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>AAV1.hSyn.DIO.hM3D(Gq)-mCherry.hGH (AAV.flex.hM3D(Gi))</td>
			<td>Penn Vector Core</td>
			<td>Custom production</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plasmids</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pAAV.hSyn.flex.hM3D(Gq)-mCherry</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>44361</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>pAAV.EF1&#945;.flex.hChR2(H134R)-eYFP</td>
			<td>Addgene</td>
			<td>20298</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bacteria</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MDS42</td>
			<td>ScarabGenomics</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stbl3</td>
			<td>ThermoScientific</td>
			<td>C737303</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reagents</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EndoFree Plasmid Maxi Kit</td>
			<td>Quiagen</td>
			<td>12362</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>NucleoBond PC 500</td>
			<td>Machery &#38; Nagel</td>
			<td>740574</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>clozapine-N-oxide (CNO)</td>
			<td>Enzo Life Sciences</td>
			<td>BBL-NS105-0025</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>chloroquine diphosphate salt</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C6628</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>histamine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>H7125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dapi</td>
			<td>Invitrogen</td>
			<td>D3571</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Name</td>
			<td>Company</td>
			<td>Catalog Number</td>
			<td>Comments</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Antibodies (dilution)</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-GFP (1:1000)</td>
			<td>Molecular Probes</td>
			<td>RRID:AB_221570</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-NeuN (1:3000)</td>
			<td>Abcam</td>
			<td>RRID:AB_10711153</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Goat anti-Pax2 (1 : 200)</td>
			<td>R &#38; D Systems</td>
			<td>RRID:AB_10889828</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Guinea pig anti-Lmx1b (1 : 10 000)</td>
			<td>Dr Carmen Birchmeier</td>
			<td>Muller et al. 2002</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Rabbit anti-GFAP (1 : 1000)</td>
			<td>DakoCytomation</td>
			<td>RRID:AB_10013382</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Secondary antibodies raised in donkey (1:800)</td>
			<td>Jackson ImmunoResearch Laboratories</td>
			<td>NA</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

adeno-associated virus-mediated transgene expression in genetically defined neurons of the spinal cord

Manipulación selectiva de subpoblaciones neuronales espinales se ha logrado principalmente mediante dos métodos diferentes: 1) concurrencia genética, por el que se generan ratones transgénicos dobles o triples con el fin de lograr la expresión selectiva de un reportero o un efector gen (por ejemplo, desde el locus Rosa26) en la población de columna deseada. 2) inyección intraspinal de las virus Cre-dependiente de adeno-asociado recombinante (rAAV); Aquí vectores AAV Cre-dependiente que codifica para el gen reportero o efectora de elección se inyectan en la médula espinal de los ratones que expresaban recombinase de Cre en la subpoblación neuronal deseada. Este protocolo describe cómo generar vectores rAAV de Cre-dependiente y que transduce las neuronas en el asta dorsal de la médula espinal lumbar segmentos L3-L5 con rAAVs. Como los segmentos de columna vertebral lumbares L3-L5 están inervados por las neuronas sensoriales periféricas que transmiten información sensorial de los miembros posteriores, pueden ser espontáneo comportamiento y respuestas a las pruebas sensoriales aplicadas en el miembro posterior ipsolateral al lado de inyección analizados con el fin de interrogar a la función de las neuronas manipuladas en el procesamiento sensorial. Ofrecemos ejemplos de cómo puede utilizarse esta técnica para analizar genéticamente definición subconjuntos de neuronas espinales. Las principales ventajas de la expresión del transgén mediada por virus en Cre ratones transgénicos en comparación con la expresión inducida de ratón transgénico de reportero clásica son los siguientes: 1) diferentes Cre-dependiente rAAVs codificación de varias proteínas de reportero o efector puede ser inyectado en una sola línea transgénica Cre, superando así la necesidad de crear varios Ratón transgénico múltiples líneas. 2) inyección intraspinal limita la manipulación de células expresan Cre para el sitio de inyección y el tiempo después de la inyección. Las principales desventajas son: 1) expresión del gen reportero de rAAVs es más variable. 2) la cirugía es necesaria para transducir las neuronas espinales de interés. Cual de los dos métodos es más apropiado depende de la pregunta de investigación y población neurona a abordarse.

Con el fin de ilustrar los niveles de expresión que pueden ser obtenidos por la inyección intraspinal de rAAV codificando una proteína del marcador, primero inyectamos AAV1. CAG.eGFP en la médula espinal lumbar de los ratones de tipo salvaje. Tres inyecciones espaciadas aproximadamente 1 mm de separación producción una infección casi continua de segmentos espinales lumbares L3 a L5 (figura 1A-C). Inyección de virus a una profundidad d...

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Adeno-associated Virus-mediated Transgene Expression in Genetically Defined Neurons of the Spinal Cord

Expresión de transgenes de mediada por Virus adeno-asociado en neuronas genéticamente definidas de la médula espinal

Inyección intraspinal del recombinase dependiente recombinante virus adeno-asociado (rAAV) puede utilizarse para manipular cualquier tipo de célula genéticamente marcadas en la médula espinal. Aquí describimos cómo transduce las neuronas en el asta dorsal de la médula espinal lumbar. Esta técnica permite interrogatorio funcional del subtipo neurona manipulada.

Selective manipulation of spinal neuronal subpopulations has mainly been achieved by two different methods: 1) Intersectional genetics, whereby double or ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Dissection and Culture of Commissural Neurons from Embryonic Spinal Cord

La disección y la Cultura de las neuronas comisurales de médula espinal embrionaria

Commissural neurons have been widely used to investigate the mechanisms underlying axon guidance during embryonic spinal cord development. The cell bodies ...

Investigación

Neurociencias

Spinal Cord Electrophysiology II: Extracellular Suction Electrode Fabrication

Médula Espinal Electrofisiología II: Fabricación de electrodos de aspiración extracelular

Development of neural circuitries and locomotion can be studied using neonatal rodent spinal cord central pattern generator (CPG) behavior. We demonstrate ...

Viral Tracing of Genetically Defined Neural Circuitry

Trazado de Circuitos Viral genéticamente definidos Neural

Classical methods for studying neuronal circuits are fairly low throughput. Transsynaptic viruses, particularly the pseudorabies (PRV) and rabies virus ...

Spinal Cord Transection in the Larval Zebrafish

La transección de la médula espinal en el pez cebra larval

Mammals fail in sensory and motor recovery following spinal cord injury due to lack of axonal regrowth below the level of injury as well as an inability ...

RNA-Seq Analysis of Differential Gene Expression in Electroporated Chick Embryonic Spinal Cord

RNA-Seq Análisis de Expresión diferencial de genes en electroporación de embriones de pollo de la médula espinal

In ovo electroporation of the chick neural tube is a fast and inexpensive method for identification of gene function during neural development. Genome ...

Diffusion Imaging in the Rat Cervical Spinal Cord

Imágenes de difusión en la médula espinal de rata Cervical

Magnetic resonance imaging (MRI) is the state of the art approach for assessing the status of the spinal cord noninvasively, and can be used as a ...

Zebrafish In Situ Spinal Cord Preparation for Electrophysiological Recordings from Spinal Sensory and Motor Neurons

Zebrafish In Situ Spinal Cord Preparation for Electrophysiological Recordings from Spinal Sensory and Motor Neurons

El pez cebra<em&gt; In Situ</em&gt; Médula Espinal Preparación para Registros electrofisiológicos de Spinal Sensory y neuronas motoras

Zebrafish, first introduced as a developmental model, have gained popularity in many other fields. The ease of rearing large numbers of rapidly developing ...

Spinal Cord Neurons Isolation and Culture from Neonatal Mice

Aislamiento y Cultura de Neuronas de la Médula Espinal de Ratones Neonatales

We present a protocol for the isolation and culture of spinal cord neurons. The neurons are obtained from neonatal C57BL/6 mice and are isolated on ...

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imaging Neural Activity in the Primary Somatosensory Cortex Using Thy1-GCaMP6s Transgenic Mice

Imágenes de la actividad neuronal en la corteza somatosensorial primaria usando Thy1-ratones transgénicos GCaMP6s

The mammalian brain exhibits marked symmetry across the sagittal plane. However, detailed description of neural dynamics in symmetric brain regions in ...

Intra-Arterial Delivery of Neural Stem Cells to the Rat and Mouse Brain: Application to Cerebral Ischemia

Entrega intra-arterial de células madre neuronales a la rata y el cerebro del ratón: aplicación a la isquemia cerebral

Neural stem cell (NSC) therapy is an emerging innovative treatment for stroke, traumatic brain injury and neurodegenerative disorders. As compared to ...