重磅盘点｜神经环路示踪病毒工具

时间：2021-01-25 14:05

大脑是机体最为复杂的系统，决定着情感、记忆、学习等生理活动。数目庞大、形态各异的神经元经突触连接构成的神经网络是上述生理活动的结构基础，认识神经系统中神经元之间的连接方式时当前神经科学研究的挑战之一。

经典示踪剂（包括辣根过氧化物酶、葡聚糖胺等）可用于顺、逆行示踪，但具有以下缺点：①无法实现特异性标记，②跨突触效率不稳定，③信号衰减严重，④无法实现多级标记。

嗜神经病毒示踪工具为这些问题提供了新的解决方案。

小布将从嗜神经工具病毒类别及其特征、遗传改造、选用原则、应用限制、适用范围，5个方面盘点介绍。

01 常见的神经环路示踪病毒工具类别和特征

病毒载体对动物种属或组织细胞类型的感染嗜性存在差异，不同的病毒载体适用于不同的研究对象，而且每种病毒工具又可通过携载各种元件满足不同的研究需求，常见的神经环路示踪使用的重组病毒载体如下表所示：

02 常用工具病毒的遗传改造

重组病毒具有灵活的遗传可操作性，可携带不同的功能元件，以实现特定的研究目的。

神经环路功能的研究手段可分为神经活动的监测和操控两方面，工具病毒携载的元件类型不同，功能也有所不同，常见的元件类型及功能如下表所示：

03 神经环路标记系统

目前，适于不同研究需求的神经环路标记系统主要分为不跨突触、跨多级突触和跨单级突触的标记系统。

如下图从左至右分别为：不跨突触标记、跨多级突触顺行标记、跨多级突触逆行标记、跨单级突触顺行标记、跨单级突触逆行标记，起始感染细胞以红星表示。

04 工具病毒选用原则和应用限制

用于神经环路标记的病毒各有其不同的特点，具体内容下表所示：

工具病毒选用原则和应用限制如下表：

05 工具病毒适用范围

现有的跨突触示踪工具病毒可用于包括果蝇、线虫、斑马鱼、大小鼠、树鼩、非人灵长类动物等在内的模式动物。

不同嗜神经病毒的天然感染宿主范围有所不同，RV、HSV、VSV感染宿主范围广，能应用于果蝇、斑马鱼、大小鼠、非人灵长类猴等动物的神经环路示踪。PRV可应用于除非人灵长类动物之外的其它动物神经环路示踪。除跨突触示踪工具病毒外，环路研究常用的辅助病毒（如rAAV等）能感染从果蝇、斑马鱼到啮齿类、非人灵长类动物等的大多数模式动物，已有很广泛的应用。

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