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

Vi tackar Hanns Ulrich Zeilhofer för generöst stödja detta arbete. Hendrik Wildner stöddes av stiftelsen Olga Mayenfisch. Vi tackar Carmen Birchmeier för Lmx1b antikroppen.

Alla djurförsök godkändes av den schweiziska kantonala veterinärfrågor (Zurich) och är i enlighet och alla relevanta rättsliga och institutionella riktlinjer följs.
Obs: Alla material tillsammans med respektive tillverkare eller leverantörer är listade i Tabell för material.
1. generering av Cre-beroende AAV vektorer
Obs: En mängd Cre-beroende vektorer med olika initiativtagare kan köpas (se Tabell för...

<ol>
	<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>

Intraspinala injektion av AAVs kan bli en kraftfull teknik i ett forskningslaboratorium, möjliggör analys av spinal celler med en hög tids- och rumsupplösning lösning. Detta protokoll kan transduktion tre huvudsakliga spinal segment innerveras av sensoriska nervceller att utvidga sin perifera axoner till bakbenet. Transducing tre segment producerar tillförlitliga och reproducerbara beteendemässiga data. Det gör också tester av ett större sensoriska område än möjligt efter en enda intraspinala injektion. Exem...

Dorsala ryggmärgen är viktigt för informationsutbyte mellan peripheryen av kroppen och hjärnan. Sensoriska stimuli såsom värme, kyla, tryck eller skadliga stimuli upptäcks av specialiserade perifera nervceller, som förmedlar informationen till nervceller i ryggmärgen dorsala hornen. Här, ett komplext nätverk av retande och hämmande interneuroner modulerar och så småningom reläer sensorisk information via spinal projektion nervceller till supraspinal webbplatser1,2. De beräkningar som utförts av spinal inter- och projektion nervceller gate sensorisk information, således bestämma vilken är undertryckta eller återutläggas på vilken intensitet. Integrering av sensoriska stimuli, till exempel en förändrad balans mellan hämning och magnetisering, kan orsaka sensorisk dysfunktioner såsom överkänslighet eller allodyni (smärtsamma förnimmelser efter normalt icke-smärtsam stimulering). Dessa förändringar tros vara den bakomliggande orsaken till olika kronisk smärta anges3,4. Spinal kretsar är således av stor betydelse i sensorisk bearbetning och följaktligen i uppfattningen av en organisms miljö och själv. Med den senaste tillkomsten kombination av molekylär, genetisk och kirurgiska tekniker som tillåter exakta manipulering av genetiskt identifierade spinal neuron subpopulations, börjar forskare nu förstå de underliggande spinal kretsarna ansvarig för bearbetning av olika sensoriska modaliteter.
Intraspinala injektion av rAAV i vildtyp eller transgena möss har bidragit mycket till manipulation, analys och förståelse för funktionen i enskilda undergrupper av spinal nervceller5,6,7, 8 , 9 , 10 , 11. denna teknik tillåter leverans av markör proteiner (till exempel GFP / GFP fusionsproteinerna), reporter proteiner (t.ex. GCaMP) eller effektor proteiner (t.ex. bakteriella toxiner, channelrhodopsin eller farmakogenetiska receptorer) i ett rumsligt restriktivt till spinal nervceller. Lokal injektion av Cre-beroende rAAVs i transgena möss uttrycker Cre recombinase i en specifik delmängd av spinal nervceller tillåter specifika analysen av respektive neuronala befolkningen. Vi har anställt denna teknik att etikettera, ablatera, hämma eller aktivera spinal glycinergic nervceller som visar att de är en viktig del av spinal grinden kontrollera smärta och kliar överföring7. I dessa experiment aktiverat intraspinala injektion av Cre-beroende rAAV i GlyT2::Cre möss selektiv manipulering av glycinergic nervceller i ländryggen ryggmärgen. Samtidiga manipulation av supraspinal kretsar som innehåller glycinergic nervceller kritiska för djurets överlevnad kan därmed undvikas.
Medan en intraspinala injektion av rAAVs begränsar infektion till platsen för injektionen, kan viral transduktion uppstå inte bara i lokala nervceller, men också i nervceller som ansluter till injektionsstället via axonal prognoser. Den sistnämnda används ofta till trace CNS områden ger neuronala bidrag till en viss kärna i hjärnan. Infektion av axonal projektioner kan dock också vara en störande faktor när en definierad population av nervceller ska undersökas på en viss webbplats. För att lösa dessa frågor, har vi nyligen genomfört en omfattande analys av AAV serotyper och uttryck kassetter att identifiera serotyper och initiativtagare som kan användas för att antingen minimera eller maximera retrograd transduktion. I samband med denna specifika forskning i spinal kretsar analyserade vi olika serotyper och initiativtagare förmåga att retrogradely transduce nervceller i de dorsala rotganglier (DRG), rostralt ventromediala medulla (RVM) och somatosensoriska cortex 12. den teknik som beskrivs i detta protokoll kan därför användas antingen analysera spinal nervceller vid injektionsstället eller analysera projektion nervceller som ger input till webbplatsen injiceras i ryggmärgen. I protokollet som beskrivs här, utförs tre injektioner av rAAV i vänster sida av ländryggen ryggmärgen för att aktivera transduktion av nervceller i de tre lumbala segmenten (L3-L5). Segmenten L3-L5 få majoriteten av sinnesintryck från den ipsilaterala bakbenet på injektionsstället. Vi visar att funktionella manipulation av genetiskt märkt nervceller i L3-L5 är tillräcklig för att framkalla robust beteendeförändringar, vilket ger funktionella bevis för funktionen krets av sådan en genetiskt märkt neuron subtyp.

<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

Selektiv manipulation av spinal neuronala subpopulations har främst uppnåtts genom två olika metoder: 1) intersektionella genetik, whereby dubbla eller tredubbla transgena möss genereras för att uppnå selektiv uttryck för en reporter eller effektor gen (t.ex., från det Rosa26 locus) i önskad spinal befolkningen. (2) intraspinala injektion av Cre-beroende rekombinant adeno-associerade virus (rAAV); här injiceras Cre-beroende AAV vektorer kodning för reporter eller effektor genen val i ryggmärgen hos möss som uttrycker Cre recombinase i önskad neuronala subpopulationen. Det här protokollet beskriver hur du genererar Cre-beroende rAAV vektorer och hur man transduce nervceller i den dorsala hornen av ländryggen ryggmärgen segmenten L3-L5 med rAAVs. Som de lumbal spinal segment L3-L5 är innerveras av de perifera sensoriska nervceller som skickar sensorisk information från bakbenen, kan spontana beteende och Svaren till sensoriska tester tillämpas på bakbenet ipsilaterala sida injektion vara analyserats för att förhöra funktionen av manipulerade nervceller i sensorisk bearbetning. Vi ger exempel på hur denna teknik kan användas för att analysera genetiskt definierade undergrupper av spinal nervceller. De främsta fördelarna med virus-medierad transgenens uttryck i Cre transgena möss jämfört med klassisk reporter mus-inducerad transgenens uttryck är följande: 1) olika Cre-beroende rAAVs kodning olika reporter eller effektor proteiner kan vara injiceras i en enda Cre transgena rad, således övervinna behovet av att skapa flera flera transgena möss linjer. (2) intraspinala injektion begränsar manipulation av Cre-uttryckande celler på injektionsstället och tiden efter injektion. De främsta nackdelarna är: 1) Reporter genuttryck från rAAVs är mer variabel. (2) kirurgi krävs att transduce spinal nervceller av intresse. Vilken av de två metoderna är lämpligare beror på neuron befolkningen och forskning frågan tas upp.

För att illustrera de nivåer som kan erhållas genom intraspinala injektion av rAAV kodning en markör protein, injiceras vi först AAV1. CAG.eGFP i ländryggen ryggmärgen av vildtyp möss. Tre injektioner fördelade ungefär 1 mm isär produceras en nästan fortlöpande infektion av lumbal spinal segment L3 till L5 (figur 1A-C). Virus injektion på ett djup av 300 µm från spinal ytan leder till dominerande infektion av celler i ryggmär...

Watch this Scientific Journal Video about Adeno-associated Virus-mediated Transgene Expression in Genetically Defined Neurons of the Spinal Cord at JoVE.com

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

Adeno-associerade Virus-medierad transgenens uttryck i genetiskt definierade nervceller i ryggmärgen

Intraspinala injektion av recombinase beroende av rekombinant adeno-associerade virus (rAAV) kan användas för att manipulera någon genetiskt märkta celltyp i ryggmärgen. Här beskriver vi hur man transduce nervceller i den dorsala hornen av ländryggen ryggmärgen. Denna teknik möjliggör funktionella förhör av undertypen manipulerade neuron.

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

Dissektion och kultur commissural neuroner från embryonala ryggmärg

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

Spinal Cord Electrophysiology II: Extracellular Suction Electrode Fabrication

Ryggmärgen Elektrofysiologi II: Extracellulär Sug elektrod Fabrication

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

Viral spåra genetiskt definierad neurala kretsar

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

Spinal Cord transection i Larvernas Zebrafish

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 analys av Differential genuttryck i elektro Chick embryonala Spinal Cord

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

Diffusion Imaging i Rat Cervical Spinal Cord

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

zebrafisk<em&gt; In Situ</em&gt; Spinal Cord Förberedelse för elektrofysiologiska inspelningar från Spinal sensoriska och motoriska nervceller

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

Ryggmärgsneurons isolering och kultur från neonatala möss

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

Imaging Neural aktivitet i den primära somatosensoriska Cortex med Thy1-GCaMP6s transgena möss

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

Intra-arteriell leverans av neurala stamceller till råtta och mus hjärnan: Ansökan till cerebral ischemi

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