不跨突触示踪工具病毒
大脑是机体最为复杂的系统，决定着情感、记忆、学习等生理活动。数目庞大、形态各异的神经元经突触连接构成的神经网络，认识神经系统中神经元之间的连接方式时当前神经科学研究的挑战之一。而各种病毒示踪工具是神经环路示踪领域最常用的工具，能够帮助我们了解复杂神经网络连接。但病毒种类、特性各不相同，在环路示踪实验时需要先了解不同病毒的特点再进行选择。
根据病毒跨突触的能力，病毒示踪剂可以分为两类：非跨突触和跨突触。在非跨突触病毒中，根据病毒运输方向，病毒示踪剂可分为两类：顺行不跨突触病毒、逆行不跨突触病毒。
小布今天带来了不跨突触示踪病毒的相关案例介绍：
01 不跨突触标记
绘制不同脑区之间神经元连接图谱是神经科学研究的基础工作之一。鉴于特定脑区中神经元往往呈现功能和形态的特异性，许多研究致力于精细标记特定区域特定神经元的完整形态、轴突和突触结构等。利用不胞核、胞体、树突以及轴突定位元件，可实现对不同亚细胞结构的选择性或富集标记，利用稀疏标记系统可以实现高亮度地标记了10-50个神经元，并描绘了其全脑范围精细的轴突投射情况。
1 稀疏标记
利用稀疏标记病毒和fMOST成像重建单个PFC投影神经元
（原文：Single-neuron analysis of dendrites and axons reveals the network organization in mouse prefrontal cortex）
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2 轴突定位
利用axon-GCaMP6病毒标记树突和远端轴突实现轴突钙成像系统
（原文：In vivo measurement of afferent activity with axon-specific calcium imaging）
3 突触前定位
用mGFP标记cre阳性神经元胞体和轴突，mRuby标记轴突末端
（原文：Plasticity in ventral pallidal cholinergic neuron-derived circuits contributes to comorbid chronic pain-like and depressionlike behaviour in male mice）
02 不跨突触逆行示踪
1 AAV2-retro血清型
2016年，发表在神经科学领域权威期刊Neuron上的文章，描述了这种AAV2-retro病毒的构建方法及其应用。这种AAV具有非常高效的逆行标记能力，比一般的血清型的逆行标记能力高的多，甚至高于常用的逆行标记染料Fluoro-Gold，并且该病毒也表现出对皮层、杏仁核、下丘脑等脑区，具有很强的标记能力。
利用rAAV2-retro-CAG-tdTomato病毒标记不同脑区，示踪BPN上游脑区
（原文：A Designer AAV Variant Permits Efficient Retrograde Access to Projection Neurons）
2 AAV11血清型
中科院深圳先进技术研究院/精密测量科学与技术创新研究院徐富强团队建立了一系列自然演化血清型AAV的高效制备系统并进行系统的活体评估。2023年6月26日，在Nature Communications发研究论文，将11型AAV开发为用于基因递送的重组载体，证实AAV11可经轴突末梢吸收高效逆行转导小鼠神经元，特别是在一些rAAV2-retro难以示踪的腹侧海马的上游脑区(如CA3、EPd、RE、LD、MSC等)，rAAV11均能有效转导。AAV11载体具有稳健的逆行标记能力，在特定环路的标记效果上与AAV2-retro互补或优于AAV2-retro，并经实验初步地推测二者的逆行标记差异可能是由于对不同神经元入胞转导差异所致。
利用AAV11-EF1α-EGFP示踪CPu上游脑区
（原文：AAV11 enables efficient retrograde targeting of projection neurons and enhances astrocyte -directed transduction）
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03 RV-ΔG逆向标记
狂犬病毒（Rabies virus, RV）属于弹状病毒科狂犬病毒属。外形呈弹状，核衣壳呈螺旋对称，表面具有包膜，内含有单链RNA。野生型 RV 具有逆向跨突触传播的特性，可以用于灵长类及啮齿类动物神经解剖学的研究。基于 RV 疫苗株 Sad B-19 感染性克隆构建的重组狂犬病毒，其 G 蛋白基因被敲除，并携带 GFP、mCherry 等荧光蛋白基因，可使外源蛋白在神经元中高丰度表达，从而清晰地标记投射到注射部位神经元的精细形态。
SAD-△G-EGFP标记神经元
（原文：Retrograde neuronal tracing with a deletion mutant rabies virus）
中科院深圳先进技术研究院徐富强团队在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2023年8期的研究发现，B19G相关的细胞系可用于快速包装和制备高滴度的CVS-N2c-ΔG，且利用高滴度的B19G假型的CVS-N2c-ΔG感染新型N2cG和EnvA RVG细胞系，可快速获得高滴度的N2cG包裹的CVS-N2c-ΔG和EnvA RVG假型的CVS-N2c-ΔG。通过活体研究发现N2cG包裹的CVS-N2c-ΔG逆行转导投射神经元的效率显著优于AAV-Retro。
利用CVS-N2c-ΔG-tdTomato示踪VTA上游脑区
（原文：A rabies virus-based toolkit for efficient retrograde labeling and monosynaptic tracing）
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