A convecção aumentou a entrega do vetor viral adeno-associado Optogenetic ao córtice de Rhesus macaque a orientação de imagens em linha de MRI

Karam Khateeb; Devon J. Griggs; Philip  N. Sabes; Azadeh Yazdan-Shahmorad

doi:10.3791/59232

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Artigo de método

A convecção aumentou a entrega do vetor viral adeno-associado Optogenetic ao córtice de Rhesus macaque a orientação de imagens em linha de MRI

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DOI:

10.3791/59232

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23 de maio de 2019

Karam Khateeb¹^,² , Devon J. Griggs²^,³ , Philip N. Sabes⁴ , Azadeh Yazdan-Shahmorad¹^,²^,³^,⁴

¹Departments of Bioengineering, University of Washington, ²Washington National Primate Research Center, ³Department of Electrical and Computer Engineering, University of Washington, ⁴Department of Physiology and Center for Integrative Neuroscience, University of California, San Francisco

Neste artigo

Resumo

Aqui, nós Demonstramos a ressonância magnética (Sr.)-a entrega aumentada da convecção guiada (CED) de vetores virais no córtice como uma aproximação eficiente e simplificada para conseguir a expressão optogenética através das grandes áreas corticais no cérebro do macaque.

Resumo

No primata não-humano (NHP) optogenética, infectando grandes áreas corticais com vetores virais é muitas vezes uma tarefa difícil e demorada. Aqui, Nós demonstramos o uso de ressonância magnética (RM)-guiada por convecção reforçada de entrega (CED) de vetores virais optogenéticos em córtices primários somatosensorial (S1) e motor (M1) de macacos para obter uma expressão cortical eficiente e generalizada de canais iônicos sensíveis à luz. Os vetores virais adeno-associados (AAV) que codificam o opsina vermelho-deslocado C1V1 fundidos à proteína fluorescente amarela (EYFP) foram injetados no córtice de macacos do rhesus o Sr.-guiado CED. Três meses após a infusão, a imagem latente epifluorescente confirmou grandes regiões da expressão optogenética (> 130 milímetros²) em M1 e em S1 em dois macaques. Além disso, nós pudemos gravar respostas luz-evocadas confiáveis da electrofisiologia das áreas expressando usando matrizes micro-electrocorticographic. A análise histológica mais atrasada e a imunomarcação de encontro ao repórter revelaram a expressão optogenética difundida e densa em M1 e em S1 que correspondem à distribuição indicada pela imagem latente epifluorescente. Esta técnica permite-nos obter a expressão através das grandes áreas do córtice dentro de um período de tempo mais curto com dano mínimo comparado às técnicas tradicionais e pode ser uma aproximação óptima para a entrega viral optogenética em grandes animais tais como nhps. Esta aproximação demonstra o grande potencial para a manipulação do rede-nível de circuitos neural com célula-tipo especificidade em modelos animais evolutionarmente perto dos seres humanos.

Introdução

Optogenetics é uma ferramenta poderosa que permite a manipulação da atividade neural e o estudo das conexões de rede no cérebro. A implementação desta técnica em primatas não humanos (NHPs) tem o potencial de melhorar a nossa compreensão da computação neural em grande escala, cognição e comportamento no cérebro do primata. Embora a optogenética tenha sido implementada com sucesso em nhps nos últimos anos¹^,²^,³^,⁴^,⁵^,⁶^,⁷, um desafio que pesqu....