Nature Methods丨罗敏敏/龚辉协作组开辟神经元稀少

2020-04-22  阅读次数:

  原题目:Nature Methods丨罗敏敏/龚辉协作组开辟神经元稀少标记方法完玉成脑范围单细胞重构

  责编丨迦溆

  脑连接图谱研究是神经生物学主要的研究课题之一。以往研究主要重视于刻画大年夜脑中的分歧脑区之间和分歧位置神经元类群之间的连接。固然这些脑连接图谱提醒了神经系统的基本结构,但因为缺少单细胞精度,脑区水平或神经元类群水平的连接图谱其实不能准确反应神经系统的精细结构。今朝,有两个要素限制了单神经元连接谱的研究停顿:一方面,为了了了分辨单神经元的结构,需求对神经元停止稀少高亮标记;另外一方面,需求高精度高通量的成像系统来取得全脑成像,并需求特别图象处理技巧停止神经元重构。

  2018 年11月19日,北京生命迷信研究所罗敏敏试验室与华中科技大年夜学龚辉传授试验室协作在Nature Methods杂志上在线颁布发表题为Cell type- and Projection-specific Brain-wide Reconstruction of Single Neurons的文章。该研究开辟了一套基于腺相干病毒(AAV)载体的稀少高亮标记方法,并应用此方法完成了全脑范围单神经元完整重构,和透明化脑片的中间神经元重构。

  针对单神经元了了分辨的后果,罗敏敏试验室开辟了一种基于AAV的表达系统,可以稀少、高亮地标记特定类型的神经元。这一标记系统由两个AAV载体两构成:1)控制子(Controller),由TRE启动子与Cre依附的转录模块构成。Cre依附的转录模块中包罗3’-5’反向的FLPo编码序列;2)缩小子(Amplifier),由TRE启动子和FLP依附的转录模块构成。FLP依附的转录模块中包罗3’-5’反向的GFP-IRES-tTA编码序列(图1左)。

  

  图一 稀少标记系统任务道理

  这两个病毒需混淆后停止脑内打针。混淆病毒侵染神经元后,若神经元内无Cre表达,则标记不爆发。当病毒感染Cre阳性神经元后,控制子中的Cre依附的转录元件会被翻转。因为此时神经元内没有tTA表达,TRE启动子转录活性低。在大年夜少数被病毒侵染的Cre阳性神经元中FLPo表达量极低,没法触发缩小子中FLP依附的转录模块的翻转。随机的,在某些Cre阳性神经元中,FLPo表达量到达必然的水平,触发缩小子中FLP依附的转录模块的翻转。因为缩小子异样应用TRE启动子,转录活性低,只要大年夜批的GFP和tTA表达。此时,在极大年夜批细胞内tTA的表达量到达必然水平,足以联合TRE启动子并启动厥后基因的转录,正反应回路被触发:细胞表达更多的FLPo对残剩的缩小子组件停止翻转,并使更多的GFP和tTA被表达出来,标记强度掉掉落增强(图1右)。