应用立体定向注射技术在研究动物行为的遗传效应

鼠标已经被广泛地应用于神经生物学，因为它很容易操纵基因。基因敲除技术允许研究人员调查了每个遗传因素形状的鼠标行为。此外，CRE-loxP系统提供了用于组织-一个有价值的工具和细胞类型特异性基因敲除小鼠中，这使研究人员研究基因功能在不同的组织^。1然而，在实践中，CRE启动子的表达模式是难以控制，到目前为止，许多老牌CRE司机都没有实现区域特异性表达^。2,3

可替代地，立体定向注射是靶向成年小鼠的特定脑区的方法。通过注射遗传工程病毒表达的cDNA或shRNA，基因表达的区域特定调制可以实现。虽然各小鼠的脑大小而定，特定脑区域的位置可以通过立体定向coordi来确定纳茨从设置在地标在小鼠大脑的颅骨。最常用的地标是前囟，λ，和耳间线。使用从脑图谱获得的坐标，每个脑区的⁴的准确位置可以由前-后（A / P），内侧-外侧（M / L）进行标识，并且背腹（D / V）从轴前囟门/双耳线的交点。通常病毒注射到小鼠的大脑的标签带是红色或绿色荧光蛋白（RFP或GFP），以使注射可以通过荧光显微镜来确认。

小鼠的行为评估是对精神疾病的基础研究尤为必要。精神障碍的患者的症状通常涉及异常行为。一些这些人类行为是进化上保守的，并且可以直接模仿和在小鼠观察到。例如，抑郁症可以通过测量行为绝望来建模在小鼠。患有抑郁症的人经常恩觉得好像没什么他们将永远帮助，症状可最终导致自杀。在啮齿动物中，这可以通过使用强迫游泳测试（FST），其测量小鼠游泳与漂浮在水的池（视为放弃）的时间量被建模。这一模式是由抢救表型抗抑郁验证。这已收到抗抑郁药会花显著更少的时间比不动未处理对照小鼠^7,8,9。另一个行为测试，在旷场测试（OFT）的目的是评估在小鼠中运动，并且另外可用于分析在小鼠中急表型^。5,6-该试验是基于这样的前提，老鼠感到更安全当它们接近到墙壁以一种新颖的开放领域。野生型小鼠最终将探索新的环境，因为他们是好奇的动物。然而，花费更少的时间在该场的中心表示在小鼠的焦虑，如鼠标将无法克服初始升恐惧的一种新的环境所带来的。鼠标的焦虑，作为定量的时间在开放场的中心所花费的金额，可以比作临床焦虑在人类中，这是目前在许多精神疾病。

立体定向注射用行为范例的结合是一种新颖的方式来改变以靶向脑区域中的特定基因的表达。然后可确定调制基因表达对小鼠行为的作用。与此相反，以全脑敲除，这种方法，因为它仅针对特定的大脑区域是特别有用的。此外，立体定向注射通常在成年野生型小鼠进行的，因此，内源基因表达已被保持在整个发育阶段。该方法将避免变乱影响，如果在发育的胚胎或产后阶段是必需的生存的基因。一个主要的限制是，实验小鼠需要去通过量h的侵入性手术，其中小鼠的头骨必须打开。此外，基因调制程度是由病毒的滴度和效率决定的。病毒需要被注入到正确的区域使用立体定向坐标，这需要特殊的仪器。正确的注射部位的验证才能完成验尸。

这种方法已经被先前用于测试在各种神经疾病的特定基因的参与。例如，病毒介导的RNA干扰的钍基因（它允许多巴胺要合成）注射到黑质致密，和运动行为分析进行^。10另一项研究中使用立体定向注射慢病毒沉默DISC1，以评估相对于鼠标行为精神分裂症。 DISC1击倒导致增加运动响应于新颖性（精神分裂症平行阳性症状），并在更大的动FST ¹¹同样地，额外的研究发现，5-HT _1B的过度表达导致增加的探索行为在OFT，在使用这种方法的抗焦虑表型一致^。12立体定向注射可以提供CRE病毒以诱导重组在CRE-loxP小鼠。这种方法被用来有选择地删除在杏仁核的Y2受体和终纹床核。在行为分析，这些小鼠被发现时，基因被在中央杏仁核删除的抗抑郁表型，但是不用当该基因在基底外侧杏仁核或终纹床核删除表型^。13因此，这种技术为研究对动物行为的遗传效应的独特工具。