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.2014年3月；32(3):274-8.
doi:10.1038/nbt.2834。 Epub 2014年2月16日。

病毒介导的非转基因小鼠视基因兴奋和疼痛抑制

Shrivats Mohan Iyer公司 1, 凯特·L·蒙哥马利 1, 克里斯·汤恩 2, 李秀妍（Soo Yeun Lee） 2, 查鲁·罗摩克里希南 2, 卡尔·戴瑟罗 三, 斯科特·德尔普 4
附属机构

病毒介导的非转基因小鼠视基因兴奋和疼痛抑制

Shrivats Mohan Iyer公司等。 Nat生物技术. 2014年3月.

摘要

初级伤害感受器是参与调节正常和病理疼痛的复杂处理系统的第一批神经元。由于药物和电刺激的限制，在自由移动的非转基因动物中不可能无创地激发和抑制这些神经元。在这里，我们使用光遗传策略双向控制非转基因小鼠的伤害感受器。坐骨神经内注射编码兴奋性视蛋白的腺相关病毒，可通过光诱导刺激急性疼痛、位置厌恶和光遗传介导的机械和热刺激撤退阈值降低。相反，抑制性视蛋白的病毒传递使急性疼痛感知的光诱导抑制得以实现，并逆转了神经病理性疼痛模型中的机械性超敏和热性痛觉过敏。光是经皮传递的，使这些行为能够在自由移动的动物中被诱导。这种方法可能在基础和转化疼痛研究中有用，并能快速筛选和测试新设计的视蛋白药物。

PubMed免责声明

利益冲突声明

利益冲突：C.T.、K.D.和S.L.D.在Circuit Therapeutics，Inc.中有经济利益，但该公司并不支持这项工作。S.M.I.、KL.M.、C.T.，K.D.与S.L.D.已将这些发现披露给斯坦福技术许可办公室，以用于确定新的疼痛治疗方法。

数字

图1
图1
脑室内注射AAV6-hSyn-ChR2-eYFP转导的无髓伤害感受器投射到脊髓Ⅰ/Ⅱo层。a） 游离ChR2的电生理学+DRG神经元(n个=7个神经元）。左，代表性全细胞电流灯记录，显示475 nm光（5 Hz，1 mW/mm）诱导的动作电位2). 右侧，代表性的全电池电压箝位记录，显示对光脉冲的响应（1 s，475 nm，1mW/mm2). 电池保持在−50 mV。蓝色条表示曝光。b） 组织学数据的量化（代表性图像如（d）所示）绘制为所有DRG神经元（左）或所有ChR2的分数+神经元（右）(n个=5只小鼠）。c） 腹腔注射AAV6-hSyn-ChR2-eYFP，4周后利用斐济的组织学图像计算转导DRG神经元的直径(n个=205通道2+神经元）。d） 将AAV6-hSyn-ChR2-eYFP注入坐骨神经。2-4周后，用伤害性标志物（物质P、CGRP、IB4）或NF200（均以品红色显示）特异性抗体对腰椎DRG切片进行染色。ChR2，绿色；覆盖，白色。比例尺：100μm。e） 将AAV6-hSyn-ChR2-eYFP注入坐骨神经。2-4周后，坐骨神经切片用氟髓磷脂染色，这是一种髓磷脂特异性染料（染色显示为洋红色）。ChR2，绿色。右侧面板显示在左侧面板中绘制的插图。比例尺：左，50μm；右侧25μm。f、 g）将AAV6-hSyn-ChR2-eYFP注入坐骨神经。2-4周后，组织切片中YFP荧光的定性观察表明，ChR2-YFP在（f）腰椎脊髓（标尺：左，250μm；右，100μm）和（g）爪子真皮（标尺，左，100μm；右，50μm）中表达。右侧面板显示在左侧面板中绘制的插图。所有分组数据均显示为平均值±标准误差。
图2
图2
AAV6-hSyn-ChR2-eYFP注射小鼠的经皮照射可导致可调的疼痛样行为，并使小鼠对机械和热刺激敏感。a） 实验示意图b）将AAV6-hSyn-ChR2-eYFP或AAV6-hSync-eYFP（YFP）单侧注入坐骨神经。蓝光（注射后指定时间）或黄光（注射2–4周后）（1 mw/mm）的退出反应延迟2,n个=4只小鼠）。（*，单向方差分析：F（6,21）=3.98；P（P）=0.0082；Dunnett的测试：P（P）（第2周）=0.034，P（P）（第3周）=0.027，P（P）（第4周）=0.026；影响大小（第2周）=2.10，影响大小（3周）=2.17，效果大小（第4周）=2.12）。c） 除双侧外，小鼠按（b）中的方法注射，并暴露在不同强度的蓝光下。注射后2-4周，测量退出反应的潜伏期(n个=2只小鼠的4只后爪）。d） 地点厌恶示意图e）AAV6-hSyn-ChR2-eYFP偏好的变化（ChR2；在蓝光区域花费的时间减少55.6%，效果大小=3.11，P（P）= 0.0013,n个=5） 或AAV6-hSyn-eYFP（YFP；在蓝灯区域花费的时间增加了19.9%，P（P）= 0.06,n个=5） -在注射后2-4周，在暴露于光照的过程中，对注射小鼠的蓝线区域进行测量。这两个百分比的变化在统计学上是不同的。(P（P）=0.00061）f）与基线相比，放置厌恶变化（无光）。g） 位置厌恶数据的单个小鼠的踪迹。h） 评估ChR2介导敏化作用的实验示意图（0.25 mW/mm2蓝光强度）到von Frey灯丝。i） AAV6-hSyn-ChR2-eYFP注射小鼠的von-Frey阈值（效应大小=0.904，P（P）= 0.027,n个=10只爪子）和野生型未注射小鼠(P（P）= 0.50,n个=10只爪子）。j） 评估热阈值的光遗传调制的实验示意图。蓝光功率密度（0.15 mW/mm2). k） AAV6-hSyn-ChR2-eYFP注射小鼠对红外刺激的退出（哈格里夫斯）潜伏期（效应大小=2.77，P（P）= 0.00038,n个=7只爪子）和野生型未注射小鼠(P（P）= 0.91,n个=9只爪子，ChR2注射小鼠的对照组）。所有分组数据均显示为平均值±标准误差。
图3
图3
经皮照射AAV6-hSyn-NpHR-eYFP注射小鼠可使小鼠对机械和热刺激脱敏，并逆转由慢性收缩损伤（CCI）引起的机械超敏和热痛觉过敏。a） 游离NpHR的电生理记录+DRG神经元(n个=10个神经元）。左，NpHR图像+DRG神经元，标尺25μm。中间的、具有代表性的全细胞电流灯记录显示NpHR表达的DRG神经元中黄色（586 nm）光介导的对电诱发棘波（400 pA电流注入，5 ms脉冲宽度）的抑制。黄色条表示持续曝光。右，代表性的全细胞电压灯记录显示NpHR表达的DRG神经元暴露于1 s，586 nm光脉冲（用黄色条表示）中的外向光电流。b） NpHR介导的机械刺激抑制（1.1–1.7 mW/mm）评估的实验示意图2光强度）c）AAV6-hSyn-NpHR-eYFP注射小鼠的von Frey阈值（效应大小=0.802，P（P）= 0.0043,n个=24只爪子）和野生型未注射小鼠(P（P）= 0.71,n个=20只爪子）。d） AAV6-hSyn-NpHR-eYFP注射小鼠对红外刺激的退出（哈格里夫斯）潜伏期（效应大小=2.05，P（P）= 0.00019,n个=10只爪子）和野生型未注射小鼠(P（P）= 0.26,n个=10只爪子）暴露在黄光下（0.15 mW/mm2)或控制光谱外照明。e） AAV6-hSyn-NpHR-eYFP注射（NpHR）的von Frey阈值（增加78%，效应大小=1.43，P（P）= 0.0020,n个=10爪）或AAV6-hSyn-eYFP注入（YFP）(P（P）= 0.41,n个=12只爪子）小鼠在CCI前在黄光下进行测量。在没有黄光的情况下，CCI后2–3天进行相同的测量（NpHR注射小鼠，减少64%，效应大小=1.61，P（P）= 0.0020,n个=10只爪子；YFP小鼠，减少59%，效果大小=1.03，P（P）= 0.00049,n个=12只爪子）和黄光（NpHR小鼠增加258%，效应大小=0.92，P（P）= 0.0020,n个=10只爪子；YFP小鼠P（P）= 0.57,n个=12爪）。f） 按照（e）中的方法对小鼠进行CCI，并测量黄光或光谱外控制照明下红外刺激的退出（Hargreaves）潜伏期（CCI前后）。CCI前黄光的影响：NpHR小鼠（增加112%，影响大小=3.95，P（P）= 0.00025,n个=7只爪子，与光谱外照明相比）；YFP小鼠(P（P）= 0.97,n个=9只爪子）。CCI后：在非光谱照明期间（NpHR小鼠，减少45%，效应大小=3.75，P（P）= 0.00077,n个=7只爪子；YFP小鼠，减少40%，效应大小=2.06，P（P）= 0.0038,n个=9只爪子）和黄光期间（NpHR小鼠，比CCI前的初始潜伏期增加132%，效应大小=1.91，P（P）= 0.012,n个=7只爪子；YFP小鼠，P（P）= 0.53,n个=9只爪子）。所有分组数据均显示为平均值±标准误差。
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中的注释

  • 照亮痛苦。
    Browne LE，Woolf CJ。 Browne LE等人。 国家生物技术。2014年3月；32(3):240-1. doi:10.1038/nbt.2844。 国家生物技术。2014 采购管理信息：24727775 没有可用的摘要。

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