Bedingte Genetische transsynaptische Tracing in der embryonalen Maus-Gehirn

Anatomische Pfadverfolgung ist eine der am häufigsten verwendeten Werkzeuge, um die Beziehung zwischen Gehirn und Verhalten ¹ entziffern. Fortschritt in neuronalen Schaltkreis Tracing Technologien hat Neurowissenschaftler mit der Fähigkeit, neuronale Schaltkreise genetisch identifiziert Neuronenpopulationen in Mäusen ² Spuren verliehen. Trotz dieser technischen Fortschritt bleibt es schwierig, die Bildung von neuronalen Schaltkreisen vor allem während der embryonalen Reifung zu entwirren. Das ist, weil die meisten der bisher entwickelten Tracing-Verfahren basieren auf stereotaktische Injektion von transsynaptische Tracer oder gentechnisch veränderten neurotropen Viren (Abbildung 1) ^2,3 basierend. Während diese Techniken zu erreichen räumliche und zeitliche Auflösung der Konnektivität, mehrere inhärente Beschränkungen wie technisch anspruchs Tracer Injektionen in das sich entwickelnde Gehirn, die Reproduzierbarkeit der Injektionsstelle, potenzielle Entzündung an der Injektionsstelle und wich-tantly Zytotoxizität von neurotropen Viren verursacht begrenzen ihre Verwendung ^4.

Eine alternative Methode ist es, die transsynaptische Tracer als Transgene in genetisch veränderten Mäusen exprimieren. Vor kurzem haben wir diese Technik modifiziert und eine binäre genetische transsynaptische Tracing-System, um die neuronalen Schaltkreise eines genetisch identifiziert neuronalen Population ⁵ Karte entwickelt. Unsere experimentellen Strategie basiert auf zwei neuen Knock-in Mausstämme, die entweder die bidirektionale Tracer Gerstenlektin (BL) ⁶ oder die retrograde Tracer-Tetanustoxin-Fragment C bis GFP (GTT) ⁷ von der ROSA 26 Ort verschmolzen Ausdruck basiert nach Cre-vermittelte Rekombination. Hier verwendeten wir diese Mäusestämme, selektiv auszudrücken BL und GTT in Neuronen, kisspeptin erzeugen, ein Neuropeptid, das bei der Regulierung der Reifung des reproduktiven Achse ^8,9 gebracht wird. Wir zeigen, dass diese Technik geeignet ist, die Entwicklung und Reifung der Kuss visualisierenPeptin neuronalen Schaltkreise während der embryonalen Entwicklung des weiblichen Maushirn ^5.

Zuchtstrategie

Die R26-BL-IRES-τlacZ (BIZ) und die R26-GFP-TTC (GTT) Begleitheizungsleitungen sind Knock-in-Stämme, die rekombinante ⁵ ROSA26 Allele tragen. Die R26-BIZ und die R26-GTT Allele transkriptional stumm aufgrund der Gegenwart einer starken Transkriptionsstoppsignal, das von zwei loxP-Stellen flankiert ist ^5. Expression des BIZ und GTT Transgen durch Cre-vermittelte Entfernung des transkriptionellen Stop-Signal aktiviert. Die R26-BIZ und R26 GTT-Allele können unabhängig voneinander einfach durch Kreuzung mit einem Cre Fahrer verwendet werden. Zur Analyse Tiere, die heterozygot für die jeweiligen Cre und R26 Allele verwendet werden. Wurf Durchführung einer Cre oder ein Allel R26 jeweils als Kontrollen verwendet werden. Alternativ ist es auch möglich, zu erzeugen triple Knock-in Tiere, die die Cre, R26 und R26-BIZ-GTT-Allele jedoch wird dies eine zusätzliche Quer erfordern.