Microinjection Stereotaxic של וקטורים ויראליים הבעת Cre recombinase כדי ללמוד את התפקיד של גני מטרה בהעדפות מקום אוויר קוקאין

קוקאין הוא psychostimulant מאוד מחזק. בעקבות חשיפה חוזרת ונשנית, כמה עיבודים מולקולריים ותאיים מתרחשים בפרס רלוונטי-מעגלי מוח שהם האמינו לגרום כפייתיים סמים התנהגות חיפוש, מה שגרם שיעור גבוה של הישנות אשר מהווה בעיה רצינית ¹ קלינית. קוקאין מפעיל השפעות התנהגותיות ארוכת טווח אלה על ידי ויסות ביטוי גנים. כדי ללמוד את ההתאמות הנובעות משימוש בקוק כרוני, היו בשימוש נרחב במודלים של מכרסמים פרה. מודל אחד כזה הוא העדפת פרדיגמה המקום מותנה (CPP). מודל זה כולל את הפיתוח של עמותה למדה בין סביבה ניטראלית בעבר ואת המאפיינים המתגמלים של קוקאין. לאחר כמה זיווגים של קוקאין בחדר מסוים, בעלי חיים מותר לחקור בחופשיות את סביבת קוק לזווג ולא קוק לזווג ואם הם מעדיפים את תא סמים לזווג, הם אמרו שרכשו plac קוקאין-Inducedהעדפת דואר. יתר על כן, לאחר תקופת הכשרת הכחדה, יכולה לשמש פרדיגמה זו כדי ללמוד כינון הקשר ספציפי של שוחרת קוקאין התנהגות.

בהשוואה לדגמים אחרים של התנהגות כמו התנהגות ממכרת, כגון רגישות פסיכומוטורי, המשמש למחקר ארוך טווח התנהגות מושרה קוקאין ופלסטיות מולקולרית ^2,3 וממשל עצמי (SA), כי הוא חשב בצורה מדויקת יותר לחקות ממכר כמו התנהגות שנמצאה בבני אדם, את הפרדיגמה CPP היא הליך פשוט ללמוד קוקאין למידה קונטקסטואלית ^4. פרוטוקולי CPP יכולים להתארך בנוחות ולכלול את הכחדת שלבי שבה, בדומה לSA, המאפשר חקירה של המנגנונים שבבסיס תשוקת סמים והישנות ^5-7 ואשר האמינו לשחזר היבטים של מה שמתרחש באדם תרופה שוחרת התנהגות וסמים – וקיו-Induced הישנות ^8-10.

מנגנון אחד שעומד בבסיסקוקאין-induced פלסטיות התנהגותית שאופיינית לכל אחד מהשלבים שונים של CPP, כולל רכישה, הכחדה, ושבה, היא הפעלה של חתימות ייחודיות של ביטוי גנים באזורים שונים במוח. כדי לבחון ישירות אילו גנים בתוך אזורים במוח גמול רלוונטיים לתווך-Induced קוקאין שינויים התנהגותיים, הוא שימושי כדי להיות מסוגל לתפעל אותם באופן סלקטיבי באופן אזורי ספציפי. אחת דרכים להשגת מטרה זו היא microinject רקומביננטי adenoassociated וקטורים (rAAV) נגיפיים שהמפורש Cre recombinase באמצעות ניתוח stereotaxic, לאזורים במוח שונים של עכברים שיש להם גני המטרה מוקפים אתרי loxP (עכברי floxed). שיטה זו מאפשרת שליטה זמנית ואזורית מאוד מדויקת על מתי והיכן גנים ablated, בשני נוירונים מתחלקים ולא החלוקה, ללא גרימת תגובה חיסונית ^11-13. רמה זו של שליטה מייצגת יתרון חשוב על פני טכנולוגיית Cre-LoxP המסורתי של רבייה עכברי floxed wעכברי ith מבטאים Cre recombinase תחת השליטה של ​​אמרגן גן אנדוגני, שבעיתוי וההפצה של מחיקת גן יכולים להיות מוסדרות יותר בחוזקה. בנוסף, נוקאאוט גן וקטור ויראלי עוקף בתיווך השפעות התפתחותיות פיצוי פוטנציאלי שעלולים להתרחש באמצעות אסטרטגיות נוקאאוט מסורתיות.

בנוסף לקוקאין CPP, שתואר כאן, microinjection של rAAV-Cre לתוך המוח של עכברי floxed כדי להעריך את התפקיד של גנים ספציפיים יכול להיות מיושם בכל מקום בגוף לפרדיגמות התנהגות הכרוכים בשלבים נפרדים, ובכלל זה ניהול עצמי ורגישות פסיכומוטורי. לדוגמה, במעבדה שלנו ניצל את טכנולוגית rAAV-Cre כדי ללמוד את התפקיד של CA _v 1.2 ליטר מסוג Ca ^{2 +} ערוצים ברגישות פסיכומוטורי קוקאין ^14. באופן ספציפי, rAAV-Cre היה microinjected לתוך גרעין האקומבנס (NAC) של עכברים עם גן קידוד Ca _V 1.2 floxed, על מנת להוכיח כי Ca _V </sub> 1.2 הפועל באזור זה מתווך את שלב הביטוי של רגישות פסיכומוטורי ^14,15. עם זאת, לא ניתן להשתמש באסטרטגיה rAAV-Cre אם עכברים עם גן floxed של עניין לא קיימים, כפי שהיה הניסיון שלנו בעת הערכת התפקיד של CA _v 1.3 ליטר מסוג Ca ^{2 +} ערוצים ברגישות פסיכומוטורי. לפיכך, מגבלה של שימוש rAAV-Cre מציגה את עצמו אם עכברים מותנים אינם קיימים לגן מסוים של עניין. עם זאת, rAAVs שsiRNA המפורש ניתן להשתמש בם למציאת גני המטרה, כפי שעשינו כדי לבחון את התפקיד של CA _v 1.3 הערוצים ^14,15.

Microinjecting rAAV-Cre לאזורים נפרדים במוח של עכברי floxed ולאחר מכן בודק אותם בפרדיגמה CPP מאפשר לחקירה את הגנים הספציפיים המתווכים את השלבים השונים של התנהגות דמוית הממכר ושבו הם פועלים. השימוש בפרדיגמה זו סייעה בהבנתנו כיצד ממשל קוקאין החוזר ונשנה במהות חוטפת brמעגלי גמול ains גורמים לשינויים הסתגלותי במסלולי העברת אותות מולקולריים וביטוי גנים שיובילו למדינה המכורה ^1,16,17.