科研服务 | PRV神经环路示踪服务，助力外周-中枢研究

一

伪狂犬病毒PRV是什么？

伪狂犬病病毒(Pseudorabies virus，PRV)又称猪疱疹病毒Ⅰ型，其基因组为约150 kb的线性双链DNA分子，PRV的Bartha株仅具有逆向跨突触的特性。基于Bartha株构建的重组示踪工具病毒，能够严格逆向跨多级突触标记神经网络。病毒感染神经细胞后，在胞内复制并表达目的基因，子代病毒运送到突触后，逆向跨突触进入上游神经元，开始新一轮的复制及逆向跨突触传播过程。

 

二

PRV在神经环路研究中可以做什么？

PRV在外周-中枢和中枢-中枢相关研究中具有重要意义，常用于探索与外周某些脏器直接或间接相关的中枢神经核团。例如：我们想要抬起大腿的指令是由大脑哪些核团发起或参与其中的，可以通过在目标肌肉群注射PRV，经过短暂的几天窗口期感染后，灌流取脑组织切片，在中枢脑切片中观察荧光信号，确定与控制抬起大腿相关的神经核团。


案例1：
实验目的：探究与抬起大腿相关的神经环路，评估左右肢在神经调控上的差异。
实验方案：选用PRV工具病毒，在小鼠左右侧大腿肌肉分别注射PRV-803（红色）和PRV-531（绿色）示踪病毒各2.5μl，注射时需剪开皮肤再开展注射操作，注射完成后缝合皮肤；在注射后1-3天内，每天至少观察动物2次，确保手术后动物状态恢复正常；病毒注射后第3天开始，每天高频次观察动物状态，观察间隔不超过4h。

图1：病毒注射示意图

 

实验结果：病毒注射后约5天，动物出现明显的神经症状，我们随即进行心脏灌流取脑。对脑组织进行冰冻切片后获得如下数据。根据实验结果，我们认为目标肌肉群的控制与运动皮层（MOp）、下丘脑室旁核（SCN）、中脑导水管（PAG）等核团有直接或间接联系。后续还可以通过使用钙信号记录来验证核团的关键性，或使用光遗传或化学遗传学调控手段来操控这些核团，进而筛选与目标肌肉群更为相关的中枢核团。

图2：肌肉的逆向跨多级病毒示踪（Brain Case Test Data）

 

案例2：
实验目的：探究与控制排尿相关的神经环路，机体自主排尿是由哪个或哪些关键脑区参与调控。
实验方案：选用PRV工具病毒，在膀胱壁左右两侧分别微量注射PRV-531（绿色）和PRV-724（红色）示踪病毒；由于动物在感染PRV后会出现明显神经症状直至死亡，因此每天高频次观察动物状态，确保手术后动物状态恢复正常后，在濒死状态下进行灌流取脑。
实验结果：病毒注射后约5天，动物出现明显的神经症状，研究人员根据实际情况陆续进行心脏灌流取脑。对脑组织进行冰冻切片后获得如下数据。根据实验结果，研究人员发现初级运动皮层（M1）、初级感觉皮层（S1），以及排尿中枢（PMC）等核团有直接或间接联系。

图3：膀胱壁神经的逆向跨多级病毒示踪
（PMID: 30361547）

 

三

Brain Case可提供的PRV神经环路示踪服务

近年来，外周-中枢的研究热度日渐高涨，越来越多的外周器官成为研究的焦点。Brain Case致力于以客户需求为导向，助力外周-中枢神经环路研究。我们拥有一站式PRV神经环路示踪服务，包括稳定的旧版本PRV531（绿色）和PRV724（红色），以及高效高亮的新品PRV801（绿色）和PRV803（红色），这些产品已成功应用于多个热点外周组织研究。以下是我们已部分操作的研究位点示例：

产品列表：

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如果对神经环路示踪研究感兴趣，想要了解更多，可以观看由Brainnews与布林凯斯联合举办的技术讲座“环路示踪系统在中枢-外周交互作用研究中的应用”，讲座结合实际需求、具体案例，介绍病毒工具的原理及其在中枢-外周交互作用研究中的应用方案。
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