2016年7月9日
本文介绍了如何将病毒载体注射到小鼠前额叶皮层,以检测需要G蛋白偶联受体异源多聚体形成的动物行为学实验。
本方法的总体目标是观察病毒介导的基因转移对小鼠模型中依赖G蛋白偶联受体异源二聚化的相关行为表型的影响。该方法有助于回答神经药理学与精神药理学领域中的关键问题,特别是G蛋白偶联受体在分子水平上如何相互作用的问题。
通过使用该方法,我们可以理解这种相互作用如何影响精神疾病模型(如精神分裂症和抑郁症)中的行为。利用该方法,我们将重点关注5-羟色胺2A受体(serotonin 2a)和代谢型谷氨酸受体2(metabotropic glutamate receptor 2),这两种受体均已被证明参与用于治疗精神分裂症患者药物的作用机制。首先,根据批准的方法对小鼠进行适当的麻醉。
通过夹捏脚趾并确认无反应,确保已达到手术麻醉深度。随后涂抹眼用凝胶以保护眼睛。将小鼠固定于立体定位仪上,调整头部倾斜角度,确保颅骨水平且平整。
在暴露的头皮上涂抹聚维酮碘。使用手术刀在暴露的剃毛区域内的颅骨中线处做矢状切口。然后在切口处的皮肤上夹上止血钳,以确保颅骨持续暴露。
使用过氧化氢溶解骨膜,暴露颅骨缝。现在颅顶点(bregma)和颅骨缝已清晰可见,务必调整立体定位仪,确保颅骨处于水平位置。将注射器针尖与颅顶点对齐,并记录颅顶点的坐标。
为双侧注射前额叶皮层,将记录的前后向人字缝坐标增加1.6 mm,并将记录的内外向人字缝坐标增加2.6 mm。在颅骨上标记注射位点,随后在注射位点处钻出小孔。使用棉签拭去多余的血液或骨碎片。
将针头移至脑表面,并下降至背腹坐标深度。然后通过旋转针筒推杆,以每分钟0.1 µL的速度缓慢注入内容物,持续5分钟,共注射0.5 µL。注射完成后,让针筒在原位停留5分钟。
在规定时间结束后,将动物从立体定位仪中取出,缝合切口,并置于加热垫上。根据批准的动物实验方案给予术后镇痛处理。在立体定位注射病毒颗粒后两到三天进行行为学检测。
在实验开始前至少四小时,使小鼠适应实验环境。首先将DOI溶解于0.9%的生理盐水中,配制成每千克2毫克的溶液。准备一个无垫料的饲养笼,并使用三脚架调整摄像机位置,使其正对饲养笼上方。
校准相机,确保整个饲养笼均在视野范围内。称量小鼠体重,并通过腹腔注射给予适当剂量的0.9%生理盐水或DOI。将小鼠放回饲养笼中静置十分钟。
十分钟后,将小鼠放入空的原饲养笼中心位置,并确保摄像头视野内无任何盲区。启动摄像机开始录像,然后离开房间。30分钟后,停止录像,并将小鼠放回原来的饲养笼中。
对下一只小鼠重复进行行为学测试。由裁判员在不知晓实验条件的情况下对视频进行盲法评估。在视频中手动记录每一次头部抽动。
头部抽动定义为小鼠进行的快速摇头运动。按照方案文字部分所述处理数据。此处显示的是HSV介导的前额叶皮层转基因表达的代表性图像。
将HSV mGlu2 GFP注射至额叶皮层,并通过免疫细胞化学方法显示GFP表达。此比例尺代表200微米。该图像显示了在mGlu2基因敲除小鼠额叶皮层中,由HSV介导的转基因表达及抗mGlu2反应性的蛋白质印迹结果。
本研究中,我们检测了mGlu2以单体形式存在的免疫反应性。该直方图显示,在mGlu2基因敲除小鼠的额叶皮层中,通过病毒介导表达mGlu2可显著恢复由致幻性5-羟色胺2A受体激动剂DOI诱导的头部抽动反应,而表达嵌合型mGlu2则无此效果。本实验最关键的步骤在于病毒注射、头部抽动反应观察以及小鼠处死之间的时间控制。
任何延迟都可能改变实验结果或导致数据出现歧义。熟练掌握后,小鼠手术注射病毒约需 30 分钟。每只小鼠的头部抽动实验也应耗时约 35 分钟。
建议采用 staggered 手术方式,即同时对多只小鼠进行手术操作。这样可以合理安排时间,确保在术后三到四天内完成头部抽动实验,此阶段正是病毒载体表达的高峰期。感谢观看,祝您的实验顺利成功。
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本文介绍了一种研究病毒介导的基因转移靶向小鼠模型中G蛋白偶联受体(GPCR)异源二聚化的行为学后果的方法。具体而言,该方法利用致幻药物给药后头部抽动反应(HTR)这一行为读数,研究5-羟色胺2A受体(5-HT2A)与代谢型谷氨酸受体2(mGlu2)在精神病相关行为背景下的相互作用。
利用HSV介导的转基因表达在小鼠中解析GPCR异源二聚体的行为学功能,解决了神经精神药物研发中的一个关键挑战:即在受体复合物与疾病相关表型之间建立机制性联系。该方法通过分离特定受体相互作用的功能必要性,为精神疾病治疗靶点的验证提供了可预测的信心。此技术有助于在早期发现与转化研究交汇处,支持基于风险评估的研发管线决策。
该方法通过在与疾病相关的行为系统中进行受体复合物功能的假设驱动型测试,架起了早期发现与临床前验证之间的桥梁。