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产品及应用

PRV逆向跨多级标记

神经元逆向跨多标记

PRV逆向跨多级标记

简介

      逆行跨多突触产品是由伪狂犬病毒(Pseudorabies virus,PRV)Bartha株改造而来。PRV属于疱疹病毒科α-疱疹病毒亚科成员,宿主范围广泛,包括猪、牛、绵羊、山羊、猫、狗等。PRV疫苗Bartha株具有逆向跨多级突触的特性,可用于解析大脑中枢及外周的神经网络结构。PRV不感染人及灵长类动物,适用于解析啮齿类等动物的神经环路。对于实验人员具有相对较高的安全性,但是仍须在生物安全二级实验室开展工作。


基因组及其编码的蛋白

      PRV基因组为线状双链DNA分子,大小约150 kb。编码70多个基因,由膜蛋白、间质蛋白、衣壳蛋白、早期转录因子等组成。

 

 图1 PRV病毒粒子结构图(Pomeranz LE et al.Microbiol Mol Biol Rev. 2005.)


逆行跨多突触标记特性

      野生PRV的分离株(Becker株)毒性较大,在神经环路传播过程中,既可以顺突触传播,又可以逆突触传播。基于PRV Bartha疫苗株构建的重组示踪工具病毒,能够严格逆向跨多突触标记神经网络。病毒感染神经细胞后,在胞内复制并表达目的基因,子代病毒运输到突触后,逆向跨突触进入上游神经元,开始新一轮的复制及逆向跨突触传播等过程。

图2 PRV Bartha株特异逆向跨突触传播示意图(Ekstrand MI et al. Trends Mol Med. 2008.


可用于研究的神经科学问题

1. 研究大脑特定区域的全脑范围多级输入网络结构。逆行追踪感知觉系统信息从外周向中枢的输入网络,从低级脑区向高级脑区的信息输出的网络结构;从高级脑区向低级脑区反馈信息输出的网络结构;

2. 神经发育过程中的神经网络变化;

3. 神经精神疾病模型中,大脑中枢及外周信息输出神经网络结构特征和异常变化;

4. 神经损伤及康复模型中,大脑中枢及外周信息输出神经网络的连接状况的损伤程度和恢复程度;

5. 追踪外周器官与中枢神经系统间的联系通路。


应用案例及现有产品

测试结果

      PRV-hUbC-EGFP注射嗅结节(TU)48小时后,逆向跨多突触标记上游脑区,包括M1,M2,Aco,Piri,OB,VTA等区域,表明这些脑区对TU有直接或间接的投射。

图3 向脑区TU注射PRV,可标记该注射区域不同级数的输入神经网络(BrainVTA)


DS的逆向跨多级病毒示踪

实验动物:C57BL/6J mice

使用的病毒:PRV152-GFP

实验方法和结果:将PRV152-GFP注射到小鼠双侧背侧纹状体(DS),观察到PRV152-GFP逆行跨多级到了R-NG、DMV、NTS、AP、PBNdl和PBNm,根据先前的结果进一步验证了R-NG → PBNdl→ SNc通路的存在。

图4 R-NG → PBNdl→ SNc通路的验证(Han W, et al., Cell, 2018)


膀胱壁神经的逆向跨多级病毒示踪

实验动物:C57BL/6J mice  

使用的病毒:PRV-EGFP、PRV-RFP  

实验方法和结果:将PRV-EGFP注射到小鼠膀胱壁后,在皮层S1/M1 L5锥体神经元观察到EGFP信号。分别将PRV-EGFP与PRV-RFP注射到小鼠右侧和左侧膀胱壁,在皮层S1/M1 L5锥体神经元观察到EGFP和RFP共同表达。表明PRV-EGFP、PRV-RFP无差别逆行跨多级到皮层S1/M1 L5锥体神经元,皮层S1/M1 L5锥体神经元为支配膀胱壁的上游脑神经元群。

图5 膀胱上游皮层M1 L5锥体神经元群的鉴定(Yao J, et al., Nat Neurosc, 2018)


产品列表


参考文献

1. Ekstrand MI, Enquist LW, Pomeranz LE. The alpha-herpesviruses: molecular pathfinders in nervous system circuits. Trends in molecular medicine. 2008; 14:134-140.

2.Han W,Tellez LA,Perkins MH,Perez IO,Qu T,Ferreira J,Ferreira TL,Quinn D,Liu ZW,Gao XB,Kaelberer MM,Bohórquez DV,Shammah-Lagnado SJ,de Lartigue G,de Araujo IE. A Neural Circuit for Gut-Induced  Reward.Cell.2018; 175(3):887-888.

3.Yao J,Zhang Q,Liao X,Li Q,Liang S,Li X,Zhang Y,Li X,Wang H,Qin H,Wang M,Li J,Zhang J,He W,Zhang W,Li T,Xu F,Gong H,Jia H,Xu X,Yan J,Chen X. A corticopontine circuit for initiation of urination.Nat Neurosci.2018; 21(11):1541-1550.






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