科学家使用改良版狂犬病来追踪大脑中的神经途径

哈佛科学家正在使用狂犬病病毒的遗传修饰的狂犬病病毒来追踪大脑中的神经途径，相信这项研究可能会更好地了解帕金森病和其他电机控制障碍的影响受到多巴胺神经元问题的影响。

狂犬病病毒的遗传修饰的版本正在帮助哈佛的科学家追踪大脑中的神经途径，这是一个有助于导致帕金森病和成瘾治疗的研究努力。

如a中所述纸在6月7日在神经元杂志发表，由Naoshige Uchida领导的研究人员，分子和细胞生物学副教授，使用该病毒创建直接与大脑中的两部分部分直接连接到多巴胺神经元的第一综合投入列表，腹侧三角形区域（VTA），yabo124已知用于加工奖励，以及用于电机控制的实质性NIGRA（SNC）。

“你可能熟悉了连接术语，”Uchida说。“基本思想是我们希望在连接和各种细胞类型方面了解大脑。在这种情况下，我们正在检查远程连接，即大脑的其他部分如何直接连接到多巴胺神经元。“

多巴胺神经元被认为对于加工奖励和调节电动机输出很重要。

“By understanding their inputs, we might be able to better understand how the function of dopamine neurons is regulated, and, in turn, how addiction happens, and how Parkinson’s disease and other motor-control disorders are affected by problems with dopamine neurons,” Uchida said. “And because this application provides us with very quantitative data, it’s possible that this is a technique that might be useful in attacking the causes of those diseases.”

然而，创建连接图是简单的。

虽然VTA和SNC均具有高浓度的多巴胺神经元，但Uchida选择检查这两个领域，因为两个地区中的细胞不同。

“我们想知道差异，一般来说，”Uchida说。“这就是为什么我们将输入与两个结构进行比较。基于其他神经元在那里有什么关系，我们可以开始解释为什么大脑的这两个地区做不同的事情。“

然而，挑战是多巴胺神经元用几种其他细胞类型包装成相对较小的区域。为了确保它们仅观察多巴胺神经元，研究人员转向更常见的生物体，用于破坏神经元：狂犬病病毒。

然而，在研究人员用狂犬病病毒感染转基因的转基因小鼠之前，他们首先用一对“助手”病毒注入动物。第一种原因导致多巴胺神经元产生受体蛋白，这意味着狂犬病病毒只能感染多巴胺神经元，而第二次恢复病毒从一个神经元到另一个神经元的病毒能力。

然后将小鼠感染狂犬病病毒的一种遗传修饰以产生荧光蛋白的狂犬病病毒，从而使研究人员跟踪病毒，因为它与多巴胺神经元结合，然后跳到直接链接到那些神经元的细胞。

结果，如在小鼠大脑的图像中所见，描绘与多巴胺神经元的大量联系，表明许多脑区 - 包括一些先前未知的区域 - 与多巴胺神经元相连。

“我们发现了一些新的联系，我们发现了一些我们怀疑在那里，但这并不充分了解，”Uchida说。“例如，我们发现电机皮质和SNC之间存在连接，这可能与电机控制中的SNC多巴胺神经元的作用有关。

“其他联系，但是更加有趣，”他继续。“我们发现亚饱和核优先连接到SNC神经元。这尤其重要，因为该地区是深脑刺激的流行目标，作为帕金森的治疗。“

经常用作帕金森和各种其他疾病的治疗，深脑刺激涉及将一个叫做脑卒中的装置植入患者。然后，该装置电刺激大脑的特定区域，有助于减轻疾病的症状。

“为什么深脑刺激作品的机制并不完全明白，”Uchida说。“猜测它可能一直抑制亚粒细胞核中的神经元。但我们的研究结果表明，因为在SNC中的那些神经元和多巴胺神经元之间存在直接连接，其实际上是激活这些神经元。我不认为这解释了为什么深脑刺激作品的整个机制，但这可能是其中的一部分。

“这项工作还为我们提供了一个我们可能调查的其他领域的路线图，所以现在我们可以针对这些区域并从中记录，”Uchida补充道。“这是未来调查的关键步骤。”

该研究的资金由Howard Hughes Medical Institute，Richard和Susan Smith Family Foundation，Alfred P. Sloan基金会和米尔顿基金提供。

图片：Mitsuko Watabe-Uchida和Sachie Ogawa