Введение оптогенетических векторов в мозг неонатальным животным для исследования функции нейронов в последующие периоды онтогенеза
Управление активностью клетки светом определенной длины волны с помощью светочувствительных ионных каналов, опсинов, (оптогенетика) все более широко используется для исследования работы и функции нейронов. Внедрение в клеточную мембрану опсинов с последующим приобретением клеткой чувствительности к свету достигается с помощью вирусных векторов, созданных чаще всего на основе лентивирусов или аденоассоциированных вирусов (AAV) и несущих нуклеотидные последовательности, кодирующие белки фотоканалов. Введение в трансген-экспресси-рующую кассету специфического для интересующего типа клеток промотора позволяет целенаправленно продуцировать опсин только в клетках-мишенях. Целью данной работы явились краткое описание оптогенетического подхода, а также анализ возможности его использования при введении вирусных векторов в мозг неонатальных животных для исследования функции нейронов in vivo в последующие периоды онтогенеза. В данной работе трехдневным крысятам под холодовым наркозом вводили в головной мозг оптовектор (pAAV-CAMKIIa-ChR2h134-YFP), кодирующий фотоканал, активирующий нейрон, и маркерный желтый флюоресцентный белок под контролем CAMKIIa промотора, специфичного для глутаматергических нейронов. Пик экспрессии внесенного гена, как правило, приходится на 3-5-ю неделю после введения вектора, что наблюдалось и в нашем случае. Фотостимуляция нейронов гиппокампа 20-дневных животных, которым на третий день жизни вводили оптовектор, повышала разрядную активность этих нейронов, а также увеличивала в них экспрессию белка с-Fos, являющегося общепризнанным маркером нейрональной активации. В результате проведения такого исследования в более поздние сроки, через 60 дней после неонатального введения гена оптоканала, не было обнаружено ни его заметной экспрессии, ни фотоактивации нейронов-мишеней гиппокампа. Таким образом, неонатальное введение вирусного вектора, несущего ген оптоканала, эффективно при исследовании функции нейронов мозга в ювенильном возрасте крыс и требует дополнительной проверки экспрессии гена в последующие периоды онтогенеза.