Denne artikkelen beskriver hvordan du injiserer virale vektorer i musen frontal cortex å teste atferdsanalyser som krever GPCR heteromeric formasjon.
The heteromeric receptor complex between 5-HT2A and mGlu2 has been implicated in some of the behavioral phenotypes in mouse models of psychosis1,2. Consequently, investigation of structural details of the interaction between 5-HT2A and mGlu2 affecting schizophrenia-related behaviors represents a powerful translational tool. As previously shown, the head-twitch response (HTR) in mice is elicited by hallucinogenic drugs and this behavioral response is absent in 5-HT2A knockout (KO) mice3,4. Additionally, by conditionally expressing the 5-HT2A receptor only in cortex, it was demonstrated that 5-HT2A receptor-dependent signaling pathways on cortical pyramidal neurons are sufficient to elicit head-twitch behavior in response to hallucinogenic drugs3. Finally, it has been shown that the head-twitch behavioral response induced by the hallucinogens DOI and lysergic acid diethylamide (LSD) is significantly decreased in mGlu2-KO mice5. These findings suggest that mGlu2 is at least in part necessary for the 5-HT2A receptor-dependent psychosis-like behavioral effects induced by LSD-like drugs. However, this does not provide evidence as to whether the 5-HT2A-mGlu2 receptor complex is necessary for this behavioral phenotype. To address this question, herpes simplex virus (HSV) constructs to express either mGlu2 or mGlu2ΔTM4N (mGlu2/mGlu3 chimeric construct that does not form the 5-HT2A-mGlu2 receptor complex) in the frontal cortex of mGlu2-KO mice were used to examine whether this GPCR heteromeric complex is needed for the behavioral effects induced by LSD-like drugs6.
Hallusinogener som LSD, psilocybin og meskalin forårsake betydelige endringer i menneskelig bevissthet, kognisjon og følelser 7-9. Inaktivering av serotonin 5-HT2A reseptoren signale enten genetisk eller farmakologiske tilnærminger forårsaker markert svekket atferdsmessige reaksjoner på hallusinogener i begge gnagermodeller 3,10 og mennesker 11. Selv om hallusinogener binde andre reseptorsubtyper 8, er 5-HT2A-reseptoren anses som nødvendig for den unike adferdsaktivitet av disse kjemikaliene.
Gruppe II metabotrope glutamat-reseptorer (ie., MGlu2 og mGlu3) har vært utsatt for betydelig oppmerksomhet om den molekylære mekanismen for hallusinogener og deres vesentlig rolle underliggende psykose 12. Tidligere er det blitt vist at mus uten ekspresjon av mGlu2 protein (mGlu2-KO mus) er ufølsom for de cellulære og atferdsmessige virkninger av hallucinogens 5. Det er også blitt foreslått at 5-HT 2A og mGlu2-reseptorer danner en bestemt heteromert kompleks gjennom hvilke serotonin og glutamat ligander modulere et mønster av G-proteinet kopling i levende celler 1,2.
Strukturelt, transmembrane (TM) domener 4 og 5 av mGlu2 spille en fundamental rolle i heteromert ferd med den 5-HT2A-reseptoren 5. I tillegg har videre undersøkelser vist at tre rester som ligger ved den intracellulære slutten av TM4 av mGlu2 er nødvendig for å danne den 5-HT2A-reseptoren -mGlu2 hetero i levende celler 6.
Basert på disse funnene observert i heterologe ekspresjonssystemer, her beskriver vi bruk av HSV-mediert uttrykk for villtype mGlu2 og mGlu2 / mGlu3 kimære konstruksjoner i frontal cortex av mGlu2-KO mus for å teste om hetedannelse mellom 5-HT 2A og mGlu2 er nødvendig forhead-rykk atferd fremkalt av hallusinogene 5-HT 2A reseptor agonister.
Sammen med tidligere funn på mGlu2-KO mus 5, resultatene med mGlu2 og mGlu2 / mGlu3 chimeriske konstruksjoner som ikke danner en 5-HT 2A -mGlu2 reseptor-komplekset i dyrkede celler tyder på at 5-HT 2A -mGlu2 heteromert reseptor-komplekset i mus frontal cortex er nødvendig for å indusere head-rykk atferd ved LSD-lignende hallusinogene 5-HT 2A reseptor agonister. En begrensning ved denne metode er at den ikke måle tett nærhet molekyl ved et subcellulære nivå i naturlig v…
The authors have nothing to disclose.
NIH R01MH084894 deltatt i finansieringen av denne studien. Vi vil gjerne takke legene. Yasmin Hurd og Scott Russo ved Mount Sinai School of Medicine for donasjon av mus og bruken av deres kirurgi og atferd anlegg under filmingen av dette arbeidet.
mGlu2 bicitronic herpes simplex virus (HSV) vector | MIT Core | mGlu2 and mGlu2DTM4N were subcloned into the bicistronic HSV-GFP virus vector p1005+ HSV expressing GFP under the control of the CMV promoter. Viral particles were produced by the Viral Core Facility at the McGovern Institute (MIT). For more information, please contact the director, Dr. Rachael Neve (rneve@mit.edu) | |
mGlu2ΔTM4N bicitronic herpes simplex virus (HSV) vector | MIT Core | mGlu2 and mGlu2DTM4N were subcloned into the bicistronic HSV-GFP virus vector p1005+ HSV expressing GFP under the control of the CMV promoter. Viral particles were produced by the Viral Core Facility at the McGovern Institute (MIT). For more information, please contact the director, Dr. Rachael Neve (rneve@mit.edu) | |
GFP bicitronic herpes simplex virus (HSV) vector | MIT Core | mGlu2 and mGlu2DTM4N were subcloned into the bicistronic HSV-GFP virus vector p1005+ HSV expressing GFP under the control of the CMV promoter. Viral particles were produced by the Viral Core Facility at the McGovern Institute (MIT). For more information, please contact the director, Dr. Rachael Neve (rneve@mit.edu) | |
xylazine | Lloyd | List no. 4811-20ml, NADA #139-236, NDC Code(s): 61311-481-10 | 1.35 mL of 100mg/ml of ketamine+.75 mL of 20mg/ml of xylazine are diluted in 12.0 mL of .9% saline solution |
ketamine | Vedco | KetaVed-10ml, NADA #200-029, NDC Code(s): 50989-161-06 | 1.35 mL of 100mg/ml of ketamine+.75 mL of 20mg/ml of xylazine are diluted in 12.0 mL of .9% saline solution |
ophthalmic gel | Fisher Scientific | NC0550805 | |
burret clips | Fisher Scientific | NC9268369 | |
Feather surgical blade | Fisher Scientific | NC9032736 | |
Hydrogen Peroxide | Fisher Scientific | 19-898-919 | |
Hamilton syringe | Fisher Scientific | 14815203 | |
Hamilton™ Small Hub Removable Needles (33 Ga) | Fisher Scientific | 14816206 | |
Cordless Micro Drill | Fisher Scientific | NC9089241 | |
Dermabond Dermal Adhesive | Fisher Scientific | NC0690470 | |
(±)-1-(2,5-Dimethoxy-4-iodophenyl)-2-aminopropane hydrochloride (DOI) | Sigma-Aldrich | 42203-78-1 | Dissolved in .9% saline solution to the concentration of 2.0 mg/kg |