コカイン条件付け場所嗜好における標的遺伝子の役割を研究するためにCreリコンビナーゼを発現するウイルスベクターの定位マイクロインジェクション
Summary
この記事では、マウスの脳にウイルスベクターを顕微注入すると、その後買収、絶滅と回復期を含む条件付け場所嗜好パラダイムでテストする方法を説明します。
Abstract
興味のある選択的にノックアウト遺伝子に異なるマウス脳領域にCreリコンビナーゼを発現する組換えアデノ随伴ウイルス（rAAVの）ベクトルをマイクロインジェクションすると、既存の方法に比べ、遺伝子欠失の強化された時間的及び地域固有の制御を可能にします。条件付き欠失はまた、loxPにはさまれた遺伝子を有するマウスと特異的遺伝子プロモーターの制御下でマウスを発現するCreリコンビナーゼを交配することによって達成することができるが、定位マイクロインジェクションは、関心のある実験的に決定時点で離散的な脳の領域の標的を可能にする。コカイン条件付け場所嗜好のコンテキスト、および撤退、消滅、および/または復職段階を含むことができるような自己管理や精神運動感など他のコカイン行動のパラダイムでは、この手法では、これらの個別に標的遺伝子のユニークな貢献を探索に特に有用であるコカイン誘発性可塑性のビヘイビア·モデルの位相。具体的には、この手法は、時間を越え行動への貢献をテストするための行動の離散段階で標的遺伝子の選択的切除が可能になります。最終的には、このような理解は、中毒性の行動の各段階の間に自分自身を提示する最も強力なリスク要因に対処する最善のことができる、よりターゲットを絞った治療を可能にします。
Introduction
コカインは非常に強化精神刺激薬である。反復暴露に続いて、いくつかの分子や細胞適応が強迫的になると考えられている報酬関連脳回路で発生する薬物探索重大な臨床的問題1ポーズ再発率の高さを促し、行動を。コカインは、遺伝子発現を調節することによって、これらの長期的な行動効果を発揮する。慢性コカインの使用から生じる適応を研究するために、前臨床げっ歯類モデルは、広く使用されている。そのようなモデルは、条件付け場所嗜好（CPP）パラダイムである。このモデルは、以前に中立的な環境とコカインのやりがいの特性と学び関連の開発が含まれます。特定の室とコカインのいくつかのペアリング後、動物を自由にコカインペアと非コカインペア環境を探索するために許可されていると、彼らは薬物ペアコンパートメントを好む場合は、それらは、コカイン誘発性のプラクを取得していると言われています電子好み。また、絶滅の訓練期間の後、このパラダイムはコカイン探索行動のコンテキスト固有の復職を研究するために使用することができます。
より正確に中毒性の模倣するように考えられているような長期的なコカイン誘発行動と分子可塑2,3と自己管理（SA）を研究するために使用されている精神感、などの中毒性のような行動、他のビヘイビア·モデルに比べのような人間に見られる行動、CPPパラダイムは、コカイン文脈学習4を勉強するための簡単な手順です。 CPPプロトコルは便利に薬物渇望のメカニズムと再発5-7との調査を可能にSA、同様に、絶滅と復職段階を含むように拡張することができ、人間の薬物探索行動と薬物で発生するものの側面を要約すると考えられている-とキュー誘発再発8-10。
その根底に一つのメカニズム買収、絶滅、そして復職など、CPPの異なる相のそれぞれの特徴であるコカイン誘発性行動の可塑性、異なる脳領域内の遺伝子発現のユニークな署名の活性化である。直接コカイン誘発性の行動変化を仲介報酬関連脳領域内のどの遺伝子テストするには、それは、地域固有の方法で選択的にそれらを操作できるようにすると便利です。これを達成する1つの方法は明白CreリコンビナーゼはloxP部位（loxPにはさまれたマウス）に挟まれた標的遺伝子を有するマウスの脳の異なる領域に、定位手術を使用している組換えアデノ随伴ウイルス（rAAVの）ベクターを顕微注入することである。この方法では、いつ、どこで遺伝子が11-13免疫応答を誘発することなく、両方の分割および非分割ニューロンにおいて、アブレーションさにわたって非常に正確な時間的·地域的に制御できます。このレベルの制御は、loxP導入マウスのw繁殖の伝統的なCRE-のLoxP技術上の重要な利点を表しという点で、内因性遺伝子プロモーターの制御下でCreリコンビナーゼを発現するマウスは、i番目のタイミングおよび遺伝子欠失の分布をより強固に規制することができる。また、ウイルスベクター媒介遺伝子ノックアウトは、伝統的なノックアウト戦略を使用して発生する可能性のある潜在的な発達代償効果を回避。
ここに記載されているコカインCPPに加えて、特定の遺伝子の役割を評価するためのloxPにはさまれたマウスの脳内のrAAV-Creのマイクロインジェクションは、自己投与及び精神運動感作を含む別々の相を含む行動のパラダイムに遍在的に適用することができる。例えば、我々の研究室では、コカイン精神運動感14中のCa V 1.2 L型Ca 2 +チャネルの役割を研究するためのrAAV-Creの技術を利用しています。具体的には、するrAAV-Creをを実証するためにコードする遺伝子のCa V 1.2 loxP導入によるマウスの側坐核（NAC）にマイクロインジェクションしたことのCa V </suロ> 1.2この領域を仲介に精神感14,15の発現位相を演技。精神感中のCa V 1.3 L型Ca 2 +チャネルの役割を評価する際に、目的のloxP導入遺伝子を持つマウスが存在しない場合は、するrAAV-Creの戦略を使用することができない、などの私たちの経験であった。条件付きマウスは、関心のある特定の遺伝子のために存在しない場合、したがって、のrAAV-Creリコンビナーゼを用いた制限は、それ自身を示す。しかし、我々はカルシウムバージョン 1.3チャンネル14,15の役割を調べるために行ったように明白なsiRNAは、ノックダウンの標的遺伝子に使用することができることrAAVs。
loxP導入マウスの離散的な脳領域にするrAAV-Creををマイクロインジェクションした後、CPPパラダイムでそれらをテストする中毒性のような行動の様々な段階を媒介し、彼らが行動している特定の遺伝子の調査を可能にします。このパラダイムを使用するには、本質的に繰り返しコカイン投与がBrをハイジャックする方法についての我々の理解で支援しているAINSの報酬回路は中毒状態1,16,17につながることを分子シグナル伝達経路と遺伝子発現の不適応な変化を引き起こす。
Protocol
Representative Results
Discussion
絶滅と復職段階を含むCPPと組み合わせてウイルスベクターの定位マイクロインジェクション経由地域と時間的に特異的な遺伝子アブレーションは中毒性のような行動の3つの異なる段階に遺伝子の特定の貢献の調査を可能にします。伝統的なCRE-のLoxPシステムを利用して達成され、条件付きノックアウトは空間、時間的制限遺伝子アブレーションに提供していますが、定位loxP導入マウスの…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は、拡張された条件付け場所嗜好プロトコルを確立する彼らの助けのためにアンニリーとモーリーンバーンに感謝したいと思います。
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Conditioned place preference activity chambers | Med Associates, Inc., St. Albans, VT, USA | MED-CPP-MS | |
| Stereotaxic alignment system for mouse | David Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA | model 900 | |
| Hamilton syringes | Hamilton Company, Reno, Nevada, USA | 7634-01 | |
| rAAV2-Cre-GFP | Vector BioLabs, Philadelphia, PA, USA | 7016 | |
| rAAV2-GFP | Vector BioLabs, Philadelphia, PA, USA | 7004 |
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