Cell:哺乳动物大脑中的基因表达首次做到精确定量定位

2016-06-05 06:00 · 文姜

Cell上5月26日在线发表的文章“Mapping of Brain Activity by Automated Volume Analysis of Immediate Early Genes”是第一次在哺乳动物的大脑中做到对基因表达精确定量并定位检测。


对整个大脑中神经元精确的检测、定位和量化的活动,将有助于理解神经信息是怎样在生理和病理状态下的处理。然而由于小鼠大脑的大小和光学特性,目前还不能在比皮层更深的地方进行光学成像。虽然更深的结果可以使用光纤光学系统、内窥镜或外科手术切除皮层,但在视野上总是很费劲。Cell上5月26日在线发表的文章“Mapping of Brain Activity by Automated Volume Analysis of Immediate Early Genes”解决了这个问题,这是第一次在哺乳动物的大脑中做到对基因表达精确定量并定位检测。

这篇文章介绍了通过免疫组织化学和荧光成像的方法对早期基因表达进行即刻分析,这是一个在细胞分辨率上高速获取大脑活动的流程,随后用一个叫ClearMap的开放来源的软件进行自动定位绘图和活性分析。这个方法能够平行地免疫标记多个样本,而且其高穿透性让这种方法能够在大脑所有的区域定位内源性的早期基因表达。


发表这篇文章的研究人员在2014年就开发出了名叫iDISCO的免疫标记和大样本荧光成像的方法,也是发表在Cell上。在今年的这篇文章中他们改进了iDISCO的方法,减少了样本收缩更好地保持了大脑的形态,从而能让成像的数据进行自动比对,这个改进的方法叫做iDISCO+。第二,他们优化了参数,以获得附近的各项同性分辨率为5毫米。第三,他们开发除了ClearMap的计算机程序来应用到图像数据中,在三维上统计细胞。

研究人员先分析了大脑被一种抗精神病药物——氟哌啶醇(haloperidol)激活的区域,下一步他们报告了在活性分析中胡须刺激诱发的下游的新皮质区的感觉处理过程,来探索小鼠使用或不使用它们的胡须来探索新环境激活大脑的差异。最后,他们结合轴突示踪的活性映射地图来发现在双亲行为中被不同激活的新的大脑区域。这个流程能够广泛地应用于不同的实验范式,包括在不容易获得转基因活性报告基因的动物种属中。

关键词: 大脑 基因表达