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商品详情

新型顺向跨突触神经环路示踪工具病毒的研发与应用

项目简介:

筛选并改造嗜神经病毒以用于神经科学研究,目前已发掘有沈总环路示踪潜力的新型病毒包括偏嗜胶质细胞且毒性较低的的巨细胞病毒(CMV)、标记速度快信号强的水痘带状疱疹病毒(VZV)、有潜力用于灵长类神经环路示踪的猴水痘带状疱疹病毒(SVV)等,其中,研究进展在国际国内具有领先水平的是HSV-1 H129株衍生工具病毒,已发展了多种具有不同传播能力、携带不同标记、可应用于不同目的神经科学研究的H129病毒示踪剂。主要包括:

1. 高亮顺行跨多级H129工具。经多次同源重组改造优化标记亮度获得的增亮工具病毒H129-G4器标记亮度可达转基因鼠Thy-EYFP沈锦元荧光信号强度的30%。H129-G4在CNS中顺行跨多级突触传播,清晰标记神经元胞体、树突甚至轴突,也是目前已测试的唯一可兼容fMOST成像的顺行示踪工具病毒。该病毒已经提供给了多个学科组并得到了广泛使用,利用该病毒的文章已发表于Nature neuroscience,后续应用文章正在投稿中。此外,我们还开发了具有高亮红色荧光标记效果的H129-R4,更多其它标记颜色的工具正在发展中。

2. H129顺行跨单级示踪系统。我们发展了首个顺行跨单级示踪剂H129-dTK-tdT。结合AAV-TK或AV-DIO-TK辅助病毒使用,H129-dTK-tdT可用于起始于特定闹区或某一脑区特定神经元的顺行跨单级标记,适用于标记世界投射网络。

3. 第二代顺行跨单级示踪工具病毒H129-dY-G4。未弥补H129-dTK-tdT需要染色放大标机信号的缺陷,并用于功能性神经环路研究,我们发展了第二代顺行跨单级H129示踪工具病毒,无需染色,标记信号较强,且大大缩短试验周期。目前该工具正在进一步测试中。

4.减毒示踪剂H129-dY-G4。H129毒性较强,为了偶联功能相关元件,我们发展了减毒工具病毒H129-dY-G4,其动物毒性明显减弱,颅内注射后小鼠的存活期长于野生型H129-G4,动物表现出的神经系统的时间滞后且症状较弱,而传播效率和范围未见明显影响。其感染神经元状态和生理指标明显好于荧光亮度接近的H129-G4标记神经元,表明细胞毒性也有一定程度的减弱。

具体已经发展病毒工具见下表:

HSV H129-G4 绿色荧光,标记亮度强。

H129-R4   红色荧光,标记亮度较强。

H129-dTK-2tdT

H129-dTK-G4 分别表达红色和绿色荧光,与表达TK基因的AAV合用时刻用于顺行跨单级示踪,需染色,标记信号较强。

H129-dX-G4 第二代顺行跨单级示踪病毒,标记亮度强,无需染色,测试中。

H129-dY-G4 减毒病毒,动物毒性核细胞毒性均已减弱,测试中。

H129-VP26-tdT

H129-gB-GFP 病毒颗粒携带荧光标记,可用于观察病毒轴突运输和跨突触过程及相关机制研究。

VZV VZV-GFP 低毒高亮,标记稀疏,标记速度快,标记人脑片效果测试中。

SVV SVV-GFP 亮度较强,原生猴疱疹病毒,示踪猴神经环路潜力大,测试中。

MCMV MCMV-GFP 低毒高亮,偏嗜胶质,用于标记胶质和示踪胶质环路潜力大。


本团队在具有大基因组病毒的遗传改造、顺行神经环路示踪病毒的研发和应用方面的技术优势和研发实力居国内前列。目前发展的顺行跨多级神经环路示踪病毒H129-g4标记效率和标机信号强度均好于国内外以有产品及文献报道,具有较大市场潜力。目前已经研发成功的顺行跨单级神经环路示踪工具病毒系统H129-dTK-tdT为国际所报道的首个可真正用于小鼠体内神经环路示踪,并标记特定闹区或特定神经元直接输出网络的工具病毒,也是目前唯一一个可用的顺行示踪系统,具有市场垄断能力。后续的无需染色的顺行跨单级系统已经研发成功,正在后续测试验证,将进一步保证我们的研发优势。上述工具将为即将开展的中国脑科学计划提供重要研究工具。



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