Войти
В неврологии, антероградное отслеживание - это метод исследования, который используется для отслеживания аксонов проекции от их источника (тело клетки или сома ) до точки завершения (синапс ). Дополнительным методом является ретроградное отслеживание, которое используется для отслеживания нейронных связей от их завершения до их источника (то есть от синапса до тела клетки). Как антероградный, так и ретроградный методы отслеживания основаны на визуализации биологического процесса аксонального транспорта.
Методы антероградного и ретроградного отслеживания позволяют детально описать проекции нейронов от одного нейрона или определили популяцию нейронов для их различных целей по всей нервной системе. Эти методы позволяют «картировать» связи между нейронами в конкретной структуре (например, глаз ) и целевыми нейронами в головном мозге. Многое из того, что в настоящее время известно о коннектальной нейроанатомии, было открыто с помощью методов антероградного и ретроградного отслеживания.
Существует несколько методов отслеживания проекций, исходящих из сомы в целевые области. Эти методы изначально основывались на прямой физической инъекции различных визуализируемых индикаторных молекул (например, зеленый флуоресцентный белок, липофильные красители или радиоактивно меченые аминокислоты ) в мозг. Эти молекулы локально поглощаются сомой (телом клетки) различных нейронов и транспортируются к терминалам аксона, или они поглощаются аксонами и транспортируются в сома нейрона. Другие молекулы-индикаторы позволяют визуализировать большие сети проекций аксонов, идущих от нейронов, подвергшихся воздействию индикатора.
В последние годы были разработаны и реализованы вирусные векторы как антероградные индикаторы для идентификации целевых областей выступающих нейронов..
Альтернативными стратегиями являются транссинаптические антероградные индикаторы, которые могут пересекать синаптическую щель, маркируя несколько нейронов в пути. Это также могут быть генетические или молекулярные индикаторы.
Недавно магнитно-резонансная томография (MEMRI) с усилением марганца была использована для отслеживания функциональных цепей в живом мозге, как это впервые сделали Расс Джейкобс, Робиа Полллер, Алан Корецкий и Элейн Беэрр. Ион Mn дает гиперинтенсивный сигнал на Т 1 -взвешенной МРТ и, таким образом, служит контрастным агентом. Mn поступает через зависимые от напряжения кальциевые каналы, попадает во внутриклеточные органеллы и транспортируется эндогенной нервной транспортной системой, включая кинезин-1, накапливаясь в отдаленных местах. Статистическое параметрическое картирование накопления Mn на покадровых изображениях дает подробную информацию не только о нейронных схемах, но и о динамике транспорта внутри них, а также о расположении дистальных связей. Этот подход позволяет получить информацию о цепях мозга живых животных.
(см. Также Отслеживание вирусных нейронов )
Для отслеживания проекций из определенной области или клетки, генетическая конструкция, вирус или белок могут быть локально введены, после чего его разрешается транспортировать антероградно. Вирусные индикаторы могут пересекать синапс и могут использоваться для отслеживания связи между областями мозга во многих синапсах. Примеры вирусов, используемых для антероградного отслеживания, описаны Кайперсом. Наиболее известными из них являются Вирус простого герпеса тип 1 (HSV) и рабдовирусы. HSV использовался для отслеживания связей между мозгом и желудком, чтобы исследовать области мозга, участвующие в висцеро-сенсорной обработке. В исследовании использовали ВПГ типа 1 и типа 2 для изучения оптического пути : путем инъекции вируса в глаз был визуализирован путь от сетчатки в мозг.
Вирус индикаторы используют рецептор на клетке-хозяине для прикрепления к ней, а затем эндоцитируются. Например, HSV использует рецептор нектина, а затем подвергается эндоцитозу. После эндоцитоза низкий уровень pH внутри везикулы удаляет оболочку вириона, после чего вирус готов к транспортировке в тело клетки. Было показано, что pH и эндоцитоз имеют решающее значение для заражения клетки HSV. Было показано, что транспорт вирусных частиц по аксону зависит от микротрубочек цитоскелета.
Существует также группа индикаторов, которые состоят из белковых продуктов, которые могут поглощаться клеткой. и транспортируется через синапс в следующую клетку. Агглютинин зародышей пшеницы (WGA) и лейкоагглютинин Phaseolus vulgaris являются наиболее известными индикаторами, однако они не являются строго антероградными индикаторами: особенно известно, что WGA транспортируется как антероградно, так и ретроградно.. WGA проникает в клетку путем связывания с олигосахаридами, а затем поглощается посредством эндоцитоза через кавеолозависимый путь.
Другими антероградными индикаторами, широко используемыми в нейроанатомии, являются биотинилированные декстранамины (BDA), также используется в ретроградном отслеживании.
Метод антероградного отслеживания в настоящее время является широко распространенным методом исследований. Ниже приводится неполный список исследований, в которых использовались методы антероградного отслеживания:
