Zusammenfassung: Forscher haben 20 neue rekombinante Tollwutvirusvektoren entwickelt, die beispiellose Vorteile für die Kartierung neuronaler Schaltkreise in Studien zum Altern und zur Alzheimer-Krankheit bieten. Diese Vektoren sollen mikrostrukturelle Veränderungen in Gehirnneuronen durch verstärkte fluoreszierende Proteine ​​hervorheben und so Einblicke in neuronale Netzwerke sowohl auf Mikro- als auch auf Makroebene ermöglichen.

Die einzigartige Fähigkeit von Vektoren, auf bestimmte neuronale Komponenten abzuzielen und Live-Bildgebung durchzuführen, macht sie zu effektiven Werkzeugen für die Analyse neuronaler Schaltkreise in gesunden und kranken Zuständen. Diese Innovation eröffnet neue Wege für gezielte Behandlungsstrategien und wird über das UCI Center for Mapping Neural Circuits mit der neurowissenschaftlichen Gemeinschaft geteilt.

Wichtige Fakten:

1. Neuartige Tollwutvirusvektoren ermöglichen eine präzise anatomische Kartierung und Funktionsstudien neuronaler Schaltkreise und verbessern aktuelle Werkzeuge mit verbesserten Bildgebungsfähigkeiten.
2. Diese Vektoren ermöglichen ein spezifisches Targeting der neuronalen Biologie, was bei der Lösung pathologischer Veränderungen bei Gehirnerkrankungen wie der Alzheimer-Krankheit hilft.
3. Das Forschungsteam plant, diese innovativen Tools über die bestehende Dienstleistungsplattform der UCI zu vertreiben und so breitere Anwendungen in der neurowissenschaftlichen Forschung zu fördern.

Quelle: Universität von Kalifornien, Irvine

Ein Forschungsteam unter der Leitung der University of California, Irvine, hat 20 neue rekombinante Tollwutvirusvektoren zur Kartierung neuronaler Schaltkreise entwickelt, die eine Reihe wichtiger Vorteile gegenüber bestehenden Werkzeugen bieten, darunter die Fähigkeit, mikroskopische Strukturveränderungen in Modellen des Alterns und von Gehirnneuronen zu erkennen Alzheimer-Erkrankung. .

Die Studie wurde heute online in der Zeitschrift veröffentlicht Molekulare Psychiatrie, Es werden Proof-of-Concept-Daten bereitgestellt, die die Leistungsfähigkeit dieser neuen Vektoren belegen, die eine Reihe optimierter fluoreszierender Proteine ​​exprimieren, um erweiterte, multimodale Fähigkeiten bereitzustellen.

Die natürlich vorkommende Tollwutinfektion zielt auf das Nervensystem. Wissenschaftler haben diesen Trend ausgenutzt, um in Verbindung mit Sensoren und anderen Nutzlasten manipulierte Formen des Tollwutvirus zu entwickeln – einige davon reagieren beispielsweise auf Licht, indem sie hellgrün werden und als Tracer fungieren, die Gehirnschaltkreise kartieren.

„Virale genetische Werkzeuge sind entscheidend für die Verbesserung der anatomischen Kartierung und funktionellen Studien zelltypspezifischer und schaltkreisspezifischer neuronaler Netzwerke“, sagte Xiangmin Xu, Co-Autor, Professor für Anatomie und Neurobiologie und Direktor des Zentrums für Neurowissenschaften. Schaltungszuordnung.

„Diese neuen Varianten verbessern die Kapazität und den Umfang der neuronalen Markierung und Schaltkreiskartierung über mikroskopische und makroskopische Bildgebungsskalen und -modalitäten hinweg, einschließlich 3D-Licht- und Röntgenmikroskopie, erheblich. Wir werden diese neuen Werkzeuge der neurowissenschaftlichen Gemeinschaft über unseren bestehenden Service leicht zugänglich machen.“ Plattform in CNCM.

Diese neuen rekombinanten viralen Vektoren sollen auf sehr spezifische Komponenten der neuronalen Biologie abzielen, um die pathologischen Veränderungen zu analysieren, die während der Alzheimer-Krankheit und anderen Gehirnerkrankungen auftreten.

Zusätzlich zur direkten Abbildung neuronaler Aktivitäten mithilfe von Kalziummarkern können bestimmte Unterstellen und Organellen gezielt angesprochen werden. Das Team führte eine bildgebende Analyse der Gehirne von Mäusen durch, um die Entdeckungskraft dieser neuen Werkzeuge zu demonstrieren.

„Diese hochmodernen Werkzeuge haben ein enormes Potenzial für das Verständnis neuronaler Schaltkreise sowohl bei normalen als auch bei pathologischen Zuständen und bieten die Möglichkeit, bestimmte Regionen des Gehirns mithilfe präziser Peptide oder Proteine ​​anzusprechen, um die neuronale Funktion für gezielte Behandlungsstrategien zu modulieren“, sagte der Co-Autor der Studie Bert Semler. -Korrespondierender Autor und angesehener Professor für Mikrobiologie und Molekulargenetik an der UCLA.

Alexis Bowen, PhD, und Jenny Wu sind die Erstautoren, die das Projekt geleitet und koordiniert haben. Zu den weiteren Teammitgliedern gehören Orchid Koyuncu, Assistenzprofessorin für Mikrobiologie und Molekulargenetik; Qiao Yi, Doktorand; Michelle Wu, Liqi Tong, PhD, Luoia Chen, PhD, sind Mitglieder von Xus Labor und Todd Holmes, Professor für Physiologie und Biophysik. Zu den Teammitgliedern der UC San Diego, die das umfangreiche Kooperationsnetzwerk des UCI Center for Neural Circuit Mapping nutzen, gehören Keun Young Kim, Sebastian Fan, Mason R. Mackey, Ranjan Ramachandra, und der angesehene Professor Mark H. Elisemann.

Finanzierung: Diese Arbeit wurde durch die National Institutes of Health-Zuschüsse RF1MH120020, R01FD007478, R35GM127102, R24GM137200, U24NS120055 und R01DA038896 unterstützt; und National Science Foundation Grant NSF2014865-UTA20-00890.

Über diese Neuigkeiten aus der Gehirnkartierungsforschung

Autor: Patricia Harriman
Quelle: Universität von Kalifornien, Irvine
Kommunikation: Patricia Harriman – University of California, Irvine
Bild: Bildquelle: Neuroscience News

Ursprüngliche Suche: Offener Zugang.
„Neue Tollwutvirus-Ressourcen zur Kartierung multiskaliger neuronaler Schaltkreise„Von Xiangmin Xu et al. Molekulare Psychiatrie

eine Zusammenfassung

Neue Tollwutvirus-Ressourcen zur Kartierung multiskaliger neuronaler Schaltkreise

Vergleiche und Korrelationen zwischen mehreren Bildgebungsmetriken sind für neuronale Schaltkreisverbindungen von wesentlicher Bedeutung. Hier berichten wir über 20 neuartige rekombinante Tollwutvirus (RV)-Vektoren, die wir als multiskalige, multimodale Kartierungswerkzeuge für neuronale Schaltkreise entwickelt haben.

Unsere neuen RV-Tools für die mesoskalige Bildgebung exprimieren eine Reihe verstärkt fluoreszierender Proteine. Zusätzliche Verfeinerungen zielen auf bestimmte Stellen unter dem interessierenden Neuron ab.

Wir demonstrieren die Entdeckungskraft dieser neuen Werkzeuge, einschließlich der Erkennung detaillierter mikrostruktureller Veränderungen von Tollwut-markierten Neuronen in alternden und Alzheimer-Mausmodellen, der direkten Abbildung neuronaler Aktivitäten mithilfe von Kalziummarkern und der automatisierten Messung betroffener Neuronen. RVs, die GFP und Ferritin kodieren, werden als Elektronenmikroskopie- (EM) und Fluoreszenzmikroskopie-Reporter für die Dual-EM- und mesoskalige Bildgebung verwendet.

Diese neuen Virusvarianten erweitern den Umfang und die Leistungsfähigkeit der neuronalen Markierung und Schaltkreiskartierung durch das Tollwutvirus über mehrere Bildgebungsskalen hinweg im Gesundheits- und Krankheitsbereich erheblich.