在多地址基因组集成颜色 （MAGIC） 标记的 Utero 电冲中， 以个性化皮质小鼠星形细胞

天体细胞在大脑发育和^生理学中起着许多重要作用。除了在调节营养吸收和血液流动的血脑屏障中发挥作用外，他们还积极促进突触的形成和功能，同时产生神经调节器，可以改变神经元活动和行为^2。此外，天体细胞功能障碍导致各种神经系统疾病^3.位于大脑皮层的星形细胞显示一个精心设计的形态，能够广泛接触神经元过程。这些接触，对电路功能至关重要，也通过细胞粘附蛋白⁴控制星形细胞形态生成和突触发生。神经科学家需要方便和可靠的工具来研究天体细胞发育和形态生成在他们的神经模型的兴趣。然而，由于星形细胞与邻居的紧密对接和均匀的三维平铺，因此，挑出皮质星形细胞并使用免疫标志物全面评估其形态是具有挑战性的。

目前，两种主要的基因工程策略使皮质天体在原位进行标记和个性化：利用记者质粒的电聚化，在转基因小鼠系或体细胞变代中稀疏的记者激活。第一个策略依赖于繁殖一个飞毛腿记者小鼠线与小鼠表示一种诱导形式的Cre重组酶激活专门在天体细胞后塔莫西芬交付（如Aldh1l1-CreERT2^5）。此策略存在几个缺点。首先，繁殖转基因小鼠需要大量的动物，通常需要多次检测来确定适当剂量的塔莫西芬，以提供皮质星形细胞的足够稀疏标签。分析感兴趣的遗传小鼠模型中的皮质星体表型将需要更多的繁殖和小鼠消费。此外，在子宫塔莫西芬注射已知干扰分体，使这一策略难以应用于研究天体细胞发育的最初阶段。体内DNA电聚是一种替代的无塔莫西芬策略，它依赖于最少数量的动物^6。这种方法在胚胎阶段或产后阶段进行，包括在啮齿动物的横向心室中注射报告质粒，然后用电脉冲在细胞膜中产生毛孔，从而允许DNA进入心室内的祖细胞。随后，记者携带的电聚合质粒的转基因由目标细胞机械处理，并表达^7。此前曾描述过两种电冲洗方法，为小鼠皮质星形细胞贴上标签：1）产后星形细胞标签（PALE），它依赖于产^后早期4-2个单色偶发性报告质粒的电冲洗：2）星轨策略基于在子宫电镀（IUE）的多色综合记者质粒^{8，9，10。}虽然这两种技术在大脑皮层中有效地标记了PrA，但它们也存在一些局限性。在其初始版本中，这两种方法都依赖于胶质纤维酸性蛋白 （GFAP） 促进剂来驱动星形细胞中的表达，这可能将标签偏向径向胶质细胞，以及表达 GFAP 比正常休息 PrA^11、12更强烈的皮亚和活性星形细胞。关于PALE，其他缺点是电冲洗的后期阶段，它防止标记早产的PrA（或那些源于早期脱脂的祖先）和分析天体发育的早期阶段，以及使用偶发性病媒，在PrA在第^13、14周经历的大规模增殖期间通过连续的分裂被稀释。与 PALE 不同的是，StarTrack 基于集成记者质粒的胚胎电聚，允许跟踪胚胎和产后祖先对 PrA 的贡献。依靠泛素C促进剂（UbC-StarTrack）的更新星轨方案实现了荧光记者在神经祖祖^15、16、17的神经元和胶质下降（包括星形细胞）的更广泛表达。然而，在其当前版本中，这种方法的实施是复杂的，因为它依赖于12种不同质粒的等效混合物，表达6种荧光蛋白（FP），部分激发和发射光谱重叠。

这里介绍的是一个直接的子宫电镀基多色标签方法使用综合记者结构驱动的强大和广泛活跃的促进者挑出皮质星形细胞^14。此外，还分别提供了使用许可（如 Imaris）和开放访问（Vaa3D^{18、19、20）}图像分析软件的简单图像分析管道，用于分割天体细胞的面积体积和树干。与之前描述的方法相比，此策略仅依赖于 1-2 个多色集成转基因多易处理基因组集成颜色标记（MAGIC 标记或 MM^21），这些标记指向细胞质和（可选）核细胞隔间，其表达由由环状体增强剂组成的合成CAG促进器驱动， 鸡β蛋白推广器，兔β-红蛋白拼接接受网站^22。这使得皮质星形细胞的标签和跟踪，从胚胎阶段到产后后期阶段，独立于GFAP表达^14，23。这些转基因中的每一种都具有以下四种不同的FP：eBFP、绿松石2/mCerulean、EYFP和tdTomato/mCherry，它们显示最小的光谱重叠，可以很容易地绕过1）顺序通道采集：2） 优化激发能力和收集增益：和3）特定的二氯气过滤器，以收集狭窄的FP排放窗口。MM 策略使用Cre/lox重组与自切除的 Cre 重组 （seCre） 来驱动蜂窝群中 FP 的随机表达。MM转基因的单个副本以相互排斥的方式表达FP，而多个转基因则产生FP组合，产生几十种不同的色调。转基因的基因组整合是由小猪巴克（PB）或托尔2转位系统^24，25，26驱动的。因此，通过子宫电冲，MM工具包和多色”马赛克”，它产生启用多个相邻的皮质祖先的同步标记和跟踪其胶质下降，包括皮质星形细胞，在很长一段时间内。颜色对比产生于对 PrA 轮廓的明显 FP 允许线的表达，随后提取有关其领土体积（使用 IMARIS）和复杂形态（使用 Vaa3D）的关键信息。这里详细介绍的多色策略是一种方便而可靠的方法，可在各种发育阶段快速、便捷地访问野生型小鼠的皮质星形细胞表面和形态，并且无需使用转基因记者线即可轻松适应研究神经系统疾病小鼠模型中的天体细胞解剖特征。