Anwenden Stereotaktische Injektionstechnik zu genetischen Auswirkungen auf die Tier Behaviors Studie

Die Maus wurde vielfach in der Neurobiologie verwendet, weil es leicht ist, genetisch zu manipulieren. Gen-Knockout-Techniken können die Forscher untersuchen, wie die einzelnen genetischen Faktor formt Maus Verhaltensweisen. Darüber hinaus stellt die cre-loxP-System ein wertvolles Werkzeug für die Gewebe- und Zell arttypischer Gen-Knockout-Mäusen, die Forschern die Genfunktion in verschiedenen Geweben zu untersuchen. ^1, in der Praxis sind jedoch Expressionsmuster von cre Promo schwer kontrollierbar und bisher viele etablierte cre Treiber nicht regionsspezifische Expression erreicht. ^2,3

Alternativ ist die stereotaktische Injektion eine Methode, die spezifischen Regionen des Gehirns von erwachsenen Maus als Ziel hat. Durch Einspritzen von gentechnisch hergestellten Viren, die cDNA oder shRNA kann regionsspezifische Modulation der Genexpression erreicht werden. Obwohl das Gehirn Größe jeder Maus variiert, kann der Ort des spezifischen Hirnregionen mit stereo Koordi bestimmt werdennates gesetzt von Landmarken auf dem Schädel des Maushirn. Die am häufigsten verwendeten Landmarken Bregma, lambda und der interauralen Linie. Mit Hilfe von Koordinaten aus einer Hirnatlas erhalten können ⁴ die genaue Position jedes Hirnareal durch die von vorne nach hinten (A / P), medial-lateral (M / L) identifiziert werden kann, und dorsal-ventralen (D / V) Achsen aus bregma / interauralen Linie Kreuzung. Typischerweise Viren in die Gehirne von Mäusen injiziert werden, entweder rot oder grün fluoreszierendes Protein (RFP oder GFP) markiert, so dass Injektionen können durch Fluoreszenzmikroskopie bestätigt.

Verhaltens Beurteilungen der Mäuse sind besonders für die Grundlagenforschung von psychiatrischen Störungen nötig. Symptome von psychiatrischen Störungen bei Patienten typischerweise abnorme Verhaltensweisen. Einige dieser Verhaltensweisen des Menschen, sind konserviert und kann direkt imitiert und in der Maus beobachtet werden. Beispielsweise kann Depressionen in der Maus durch Messen behavioral despair modelliert werden. Menschen mit Depressionen often das Gefühl, dass sie nichts tun überhaupt helfen, ein Symptom, das schließlich zum Selbstmord führen können. In Nagetiere, kann dies mit Hilfe der Zwangsschwimmtest (FST), die die Zeitdauer eine Maus schwimmen gegen schwebend in einem Pool von Wasser (als Aufgeben gesehen) misst modelliert werden. Dieses Paradigma wird durch die Rettung des Phänotyps mit Antidepressiva validiert. ^7,8,9 Mäuse, die Antidepressiva erhalten haben erheblich weniger Zeit unbeweglich im Vergleich zu unbehandelten Kontrollen zu verbringen. Eine andere Verhaltenstest, der Open Field Test (OFT) wurde entwickelt, um die Fortbewegung in den Mäusen zu bewerten, und zusätzlich kann der ängstliche Phänotyp in Mäusen zu analysieren. ^5,6 Dieser Test beruht auf der Prämisse, dass Mäuse fühlen sich sicherer, wenn sie in der Nähe sind an der Wand in einer neuen offenen Feld. Wildtyp-Mäusen werden schließlich entdecken Sie die neue Umgebung, wie sie neugierige Tiere sind. Jedoch weniger Zeit in der Mitte des Feldes zeigt Angst in der Maus, die Maus nicht in der Lage, um die Initia überwindenl Angst auf eine neue Umgebung gebracht. Die Angst der Maus, wie durch die Menge an Zeit in der Mitte ein offenes Feld verbracht quantifizieren kann, um klinische Angst bei Menschen, die in vielen psychiatrischen Störungen vorhanden ist, verglichen werden.

Die Kombination von stereo Injektionen Verhaltensparadigmen ist eine neuartige Weise, um die Expression eines bestimmten Gens gezielt Gehirnbereich zu ändern. Die Wirkung von modulierten Genexpression Auslösern kann dann bestimmt werden. Im Gegensatz zur Gesamthirn Knockout ist dieses Verfahren besonders nützlich, da sie Ziele nur bestimmte Hirnareale. Darüber hinaus werden der stereotaktischen Injektionen typischerweise im erwachsenen Wildtyp-Maus durchgeführt wird, also die endogene Genexpression gesamten Entwicklungsstufen beibehalten. Diese Methode wird die Wirkung verwechseln zu vermeiden, wenn das Gen für das Überleben während der embryonalen und postnatalen Entwicklungsphase erforderlich. Eine wichtige Einschränkung ist, dass die Versuchsmäuse gehen müssen through eine invasive Chirurgie, in der die Schädel von Mäusen geöffnet werden. Darüber hinaus wird der Grad der Genmodulation durch den Titer und die Effizienz des Virus bestimmt. Das Virus muss in die richtige Region mit stereotaktischen Koordinaten, die spezielle Instrumente erfordert injiziert werden. Überprüfung der korrekten Injektionsstelle kann nur post mortem durchgeführt werden.

Dieses Verfahren wurde früher verwendet, um die Beteiligung eines spezifischen Gens in verschiedenen neurologischen Krankheiten zu prüfen. Zum Beispiel virale vermittelte gerichtete RNAi TH-Gen (die Dopamin synthetisieren können) in die Substantia nigra compacta eingespritzt wird, und den Bewegungsverhaltensanalyse wurde durchgeführt. ¹⁰ einer anderen Studie wurden stereotaktische Injektion eines Lentivirus silencing DISC1 Maus Verhalten in Bezug zu beurteilen um Schizophrenie. Knockdown von DISC1 führte zu einer erhöhten Fortbewegung in Reaktion auf die Neuheit (Parallelen positive Symptome der Schizophrenie) und größer Unbeweglichkeit in derFST. ¹¹ In ähnlicher Weise eine weitere Studie ergab, dass 5-HT _1B Expression zu erhöhten Explorationsverhalten im OFT, konsistent mit einem Anti-Angst-Phänotyp mit dieser Methode. ¹² Stereotaktische Injektionen können cre Virus zu liefern, um die Rekombination in cre-loxP-Mäusen zu induzieren . Diese Methode wurde verwendet, um die Y2-Rezeptor in die Amygdala und der Bettkern der Stria terminalis selektiv zu löschen. Auf Verhaltensanalyse wurden diese Mäuse mit einem anti-depressive Phänotyp, wenn das Gen in der zentralen Amygdala gelöscht gefunden, aber keine Phänotyp, wenn das Gen in die basolaterale Amygdala oder Bett Kern der Stria terminalis gelöscht. ^13. Somit ist diese Technik bietet ein einzigartiges Werkzeug, um die genetischen Auswirkungen auf die Tierverhalten zu studieren.