Molecular genetics and imaging technologies for circuit-based neuroanatomy

doi:10.1038/nature08536

审查

.2009年10月15日；461（7266）：900-7。

doi:10.1038/nature08536。

基于回路的神经解剖学的分子遗传学和成像技术

本杰明·阿伦基尔¹, 迈克尔·D·埃勒斯

附属公司

PMID： 19829369
预防性维修识别码：项目经理2884271
DOI（操作界面）： 10.1038/自然

审查

基于回路的神经解剖学的分子遗传学和成像技术

本杰明·阿伦基尔等。自然. 2009.

.2009年10月15日；461(7266):900-7.

doi:10.1038/nature08536。

作者

本杰明·R·阿伦基尔¹, 迈克尔·D·埃勒斯

隶属关系

¹杜克大学医学中心神经生物学系，美国北卡罗来纳州达勒姆市3209号信箱，邮编27710。

PMID： 19829369
预防性维修识别码：项目经理2884271
DOI（操作界面）： 10.1038/性质08536

摘要

大脑功能是从不同神经元组之间建立的形态、空间组织和连接模式中产生的。历史上，神经元结构预测功能的概念来源于经典的组织学染色和神经元追踪方法。分子遗传学和成像技术的最新进展已经开始揭示以前无法获得的有关活体大脑中功能电路连接模式和突触亚细胞组织的细节。这个复杂的分子和基因“工具箱”，再加上光学和电子显微镜的新方法，为探索神经解剖和功能提供了一系列不断扩展的技术。

PubMed免责声明

数字

**图1。用于跨突触标记的病毒载体**
一些病毒表现出跨突触传播，包括伪狂犬病毒（PRV）和狂犬病病毒（RV）、、、，，，。PRV可以通过表达不同颜色的FP（A）来区分追踪完整的脑回路。复制病毒载体（如PRV）的一个缺点是它们继续在细胞间传播，使得很难区分单突触和多突触连接模式。另一种方法依赖于产生编码G蛋白外壳颗粒的基因缺陷的重组RV，该基因被EGFP报告子取代。为了将EGFP表达的RV靶向所需的神经元亚群，RV颗粒可以用EnvA外壳蛋白进行假分型，EnvA外套蛋白特异性结合TVA类受体。通过靶向神经元进行TVA表达，RV感染可以仅限于那些神经元（B）。Wickersham等人对这种方法进行了巧妙的改进，包括引入了一种质粒，该质粒编码野生型RV G蛋白，使解除保护的EGFP表达病毒能够对TVA靶向神经元的突触前伙伴进行一轮后续感染。由于只有最初感染的神经元含有野生型RV G蛋白，病毒在单突触跳跃一轮后传播就停止了。添加编码红色FP的质粒可以在GFP标记的细胞的单突触网络中识别最初被感染的细胞（C）。绿色加号代表单突触病毒转移的景象；红色交叉代表由于缺乏野生型G蛋白而缺乏病毒转移的多突触位点。

**图2。使用Brainbow系统的条件解剖学**
Brainbow小鼠可以通过条件激活荧光报告物来识别神经元亚群。Cre介导的loxP序列之间的重组具有方向依赖性。如果loxP位点位于相同的5′-3′方向，则重组会导致侧翼DNA序列的切除。当loxP位点位于相反方向时，重组驱动侧翼DNA的反转。A）基于包含成对突变loxP位点和多个荧光蛋白的转基因等位基因的Cre介导的切除策略，以生成不同颜色的细胞。黑色、灰色和白色箭头代表不同的loxP序列突变。重组只发生在突变对之间，根据相似对之间的随机重组事件，导致细胞具有不同的色码。标记为1-4的事件对应于右侧显示的FP表达模式。B）一种基于等位基因的Cre介导的反转策略，该等位基因在两个方向上都含有多个相同类型的loxP位点。反转对之间的随机复合事件导致不同的颜色可能性（1–4，结果颜色代码在右侧）。底部，细胞可以表达不同Brainbow等位基因和重组事件的颜色谱。C–E）Cre介导重组后的脑波组织图像，随机标记不同类型的神经元。图像最初发布于*Nat Rev神经科学*J.W.Lichtman、J.Livet和J.R.Sanes，2008年9月。C）支配耳朵的运动神经的纤维。D）轴突束穿过脑干。E）海马齿状回细胞。

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1. Macagno ER、Levinthal C、Sobel I.神经元和神经元集合的三维计算机重建。生物物理年鉴。1979;8:323–351.-公共医学
1. White JG，Southgate E，Thomson JN，Brenner S.秀丽隐杆线虫神经系统的结构。Philos Trans R Soc Lond公司。1986;314:1–314.-公共医学
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