La micro-injection stéréotaxique de vecteurs viraux exprimant la recombinase Cre pour étudier le rôle des gènes cibles de cocaïne préférence de place conditionnée
Summary
Cet article décrit comment micro-injection de vecteurs viraux dans le cerveau de la souris, puis tester dans un endroit paradigme de préférence conditionné qui comprend une phase d'acquisition, l'extinction et la réintégration.
Abstract
Microinjection viraux adéno-associé vecteurs recombinants (rAAV) exprimant la recombinase Cre dans les régions du cerveau de souris distinctes sélectivement les gènes de finale de l'intérêt permettent une régulation temporelle et régionale spécifique de délétion du gène, par rapport aux méthodes existantes. Alors que la suppression conditionnelle peut également être obtenue par des souris d'accouplement qui expriment la recombinase Cre sous le contrôle de promoteurs de gènes spécifiques avec des souris porteuses d'un gène floxé, la micro-injection stéréotaxique permet de cibler des zones discrètes du cerveau à des moments déterminés expérimentateur d'intérêt. Dans le cadre de la cocaïne préférence de place conditionnée, et d'autres paradigmes comportementaux de la cocaïne comme l'auto-administration ou de sensibilisation psychomoteur qui peuvent impliquer phases de réintégration retrait, l'extinction et / ou, cette technique est particulièrement utile pour explorer la contribution unique de gènes cibles de ces distinct phases de modèles comportementaux de la plasticité induite par la cocaïne. Plus précisément,cette technique permet l'ablation sélective des gènes cibles lors des phases distinctes d'un comportement à tester leur contribution au comportement dans le temps. En fin de compte, cette compréhension permet de thérapies plus ciblées qui sont mieux à même de s'attaquer aux facteurs de risque les plus puissants qui se présentent au cours de chaque phase du comportement addictif.
Introduction
La cocaïne est un psychostimulant très renfort. Après une exposition répétée, plusieurs adaptations moléculaires et cellulaires se produisent en récompense pertinente circuits du cerveau qui sont censés entraîner compulsif comportement cherchant le médicament, ce qui incite les taux élevés de rechute qui posent un sérieux problème clinique 1. La cocaïne exerce ces effets comportementaux durables en régulant l'expression des gènes. Pour étudier les adaptations qui découlent de l'utilisation chronique de la cocaïne, des modèles de rongeurs précliniques ont été utilisés. Un tel modèle est la préférence lieu (RPC) paradigme conditionné. Ce modèle implique le développement d'une association entre un environnement appris précédemment neutre et les propriétés gratifiantes de cocaïne. Après plusieurs paires de cocaïne d'une chambre particulière, les animaux sont autorisés à explorer librement les environnements de cocaïne appariés et non appariés cocaïne et s'ils préfèrent le compartiment drogue jumelés, ils auraient acquis une plac induite par la cocaïnee préférence. Par ailleurs, après une période de formation d'extinction, ce paradigme peut être utilisé pour étudier la réintégration du contexte spécifique de cocaïne comportement de recherche.
Par rapport à d'autres modèles de comportement des conduites addictives-like, comme la sensibilisation psychomoteur, qui est utilisé pour étudier à long terme induite par la cocaïne et de la plasticité comportementale moléculaire 2,3 et l'auto-administration (SA), qui est pensé pour plus de précision imiter dépendance -comme le comportement constaté chez les humains, le paradigme du RPC est une procédure simple pour étudier la cocaïne apprentissage contextuel 4. Protocoles RPC peuvent être facilement étendus pour inclure les phases de remise en extinction et, de manière similaire à SA, qui permettent d'enquête sur les mécanismes qui sous-tendent le besoin de drogue et la rechute 5-7 et qui sont soupçonnés de récapituler les aspects de ce qui se passe chez l'homme comportement cherchant le médicament et médicament – et cue-induite rechute 8-10.
Un mécanisme qui sous-tend l'induite par la cocaïne plasticité comportementale qui est caractéristique de chacune des phases distinctes du RPC, y compris l'acquisition, extinction, et la réintégration, est l'activation des signatures uniques de l'expression des gènes dans les différentes régions du cerveau. Pour tester directement les gènes dans les régions du cerveau récompense pertinents médiation cocaïne induit des changements de comportement, il est utile d'être capable de manipuler de manière sélective d'une manière spécifique à chaque région. Une façon d'y parvenir est de micro-injection des vecteurs recombinants ADENOASSOCIE virales (rAAV) qui expriment la recombinase Cre en utilisant la chirurgie stéréotaxique, dans des zones distinctes du cerveau de souris qui ont des gènes cibles flanqué par des sites loxP (souris floxés). Cette méthode permet un contrôle temporel et régional très précise où et quand les gènes sont ablation, dans les deux neurones division et non de division, sans induire des réponses immunitaires 11-13. Ce niveau de contrôle représente un avantage important sur la technologie Cre-loxP traditionnelle de la reproduction des souris floxés wvec des souris exprimant la recombinase Cre sous le contrôle d'un promoteur du gène endogène, en ce que le timing et la distribution de délétion du gène peuvent être plus étroitement réglementés. En outre, viral knock-out du gène vecteur médiée contourne effets compensatoires de développement potentiels qui peuvent survenir en utilisant des stratégies de finale traditionnels.
En plus de la cocaïne RPC, qui est décrit ici, la micro-injection de rAAV-Cre dans le cerveau de souris floxés d'évaluer le rôle des gènes spécifiques peuvent être appliquées ubiquitaire de paradigmes comportementaux qui impliquent des phases distinctes, y compris l'auto-administration et de sensibilisation psychomoteur. Par exemple, notre laboratoire a utilisé la technologie rAAV-Cre pour étudier le rôle de Ca v 1.2 L de type canaux Ca 2 + de la cocaïne psychomoteur sensibilisation 14. Plus précisément, VAAr-Cre a été micro dans le noyau accumbens (NAC) de souris avec le gène codant Ca v 1.2 floxé, pour démontrer que Ca v </sub> 1.2 agissant dans cette région médiateur de la phase d'expression de la sensibilisation psychomoteur 14,15. Cependant, la stratégie VAAr-Cre ne peut pas être utilisé si des souris avec un gène floxé d'intérêt n'existent pas, comme cela a été notre expérience lors de l'évaluation du rôle de Ca v 1.3 L de type canaux Ca 2 + dans la sensibilisation psychomoteur. Par conséquent, une limitation de l'utilisation de rAAV-Cre se présente si les souris conditionnelles n'existent pas pour un gène d'intérêt particulier. Cependant, rAAVs qui siRNA Express peut être utilisé à des gènes cibles de knockdown, comme nous l'avons fait pour examiner le rôle de Ca v 1.3 canaux 14,15.
Microinjection VAAr-Cre dans des régions discrètes du cerveau de souris floxés puis de les tester dans le paradigme du RPC permet d'enquête sur les gènes spécifiques qui interviennent dans les différentes phases du comportement addictif-comme et où ils agissent. L'utilisation de ce paradigme a contribué à notre compréhension de la façon dont l'administration répétée de cocaïne en essence détourne le brains circuit de la récompense provoquant des changements inadaptés dans les voies de transduction du signal moléculaire et l'expression des gènes qui conduisent à l'état de dépendance 1,16,17.
Protocol
Representative Results
Discussion
Régional et l'ablation d'un gène spécifique temporellement par micro-injection stéréotaxique de vecteurs viraux associés avec le RPC qui comporte des phases de remise en extinction et de permettre de retrouver les contributions spécifiques des gènes à trois phases distinctes de comportement addictif-like. Alors KO conditionnel qui est réalisé en utilisant le système Cre-loxP traditionnelle prévoit spatio-temporellement ablation génique limité, micro-injection stéréotaxique Cre-recombinase dans d…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Les auteurs tiennent à remercier Anni Lee et Maureen Byrne pour leur aide dans l'établissement du protocole de préférence de place conditionnée prolongée.
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Conditioned place preference activity chambers | Med Associates, Inc., St. Albans, VT, USA | MED-CPP-MS | |
| Stereotaxic alignment system for mouse | David Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA | model 900 | |
| Hamilton syringes | Hamilton Company, Reno, Nevada, USA | 7634-01 | |
| rAAV2-Cre-GFP | Vector BioLabs, Philadelphia, PA, USA | 7016 | |
| rAAV2-GFP | Vector BioLabs, Philadelphia, PA, USA | 7004 |
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