幼年斑馬魚（Danio rerio）的小尺寸和半透明特性使其成為了一種能研究全腦神經(jīng)回路結(jié)構(gòu)和功能的*實(shí)驗(yàn)性系統(tǒng)；然而，大多數(shù)神經(jīng)元類型之間的連接模式仍然是未知的；這一知識(shí)差距或許就強(qiáng)調(diào)了科學(xué)家們對(duì)有效的神經(jīng)回路繪圖工具的迫切需求，尤其是那些能整合結(jié)構(gòu)和功能分析結(jié)果的工具。近日，一篇發(fā)表在雜志Frontiers in Neuroanatomy上題為“Cre-Dependent Anterograde Transsynaptic Labeling and Functional Imaging in Zebrafish Using VSV With Reduced Cytotoxicity”的研究報(bào)告中，來(lái)自弗吉尼亞理工大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究開發(fā)了一種改進(jìn)型的方法來(lái)繪制斑馬魚的大腦結(jié)構(gòu)，這一研究進(jìn)展或能幫助理解人類大腦的功能。
對(duì)9天大斑馬魚進(jìn)行視網(wǎng)膜受體神經(jīng)元的標(biāo)記。
研究者Yuchin Albert Pan說(shuō)道，大腦的線路圖或許是一種能幫助理解疾病關(guān)聯(lián)性的強(qiáng)大工具，比如，自閉癥譜系障礙的主要特點(diǎn)就是缺少長(zhǎng)距離連接以及大腦局部連接的增加，而大多數(shù)的神經(jīng)精神性障礙都存在大腦連接方面的問(wèn)題。雖然人類大腦非常復(fù)雜，但斑馬魚的大腦與所有脊椎動(dòng)物一樣都有一種共同的框架；確定神經(jīng)元細(xì)胞的結(jié)構(gòu)和功能及其在大腦之間連接的方式或能提供重要線索來(lái)幫助更精確地治療神經(jīng)性疾病和眼睛損傷。
這篇研究報(bào)告中，研究人員報(bào)道了一種改進(jìn)型基于病毒的特殊技術(shù)，其能利用水泡口炎病毒（VSV）來(lái)追蹤斑馬魚不同神經(jīng)元之間的大腦連接，同時(shí)還能在病毒擴(kuò)散到功能性連接在一起的神經(jīng)元之間的突觸連接時(shí)對(duì)細(xì)胞進(jìn)行標(biāo)記。截止到目前為止，研究人員在斑馬魚中使用病毒載體是非常有限的，因?yàn)橹T如狂犬病毒或腺相關(guān)病毒等病毒通常能被科學(xué)家們用來(lái)在哺乳動(dòng)物中將分子轉(zhuǎn)移到細(xì)胞中，而在魚類中則是無(wú)效的。
為了克服這一限制，本文中研究人員嘗試并證實(shí)了利用VSV來(lái)追蹤斑馬魚神經(jīng)元中的連接模式，隨后他們對(duì)病毒進(jìn)行工程化改造來(lái)標(biāo)記興奮性和抑制性的神經(jīng)元，其能通過(guò)一種名為突觸的納米結(jié)構(gòu)來(lái)進(jìn)行連接。在本文研究之前，研究人員已經(jīng)成功使用了該方法，但該技術(shù)的改進(jìn)型第二代版本使用了VSV的突變形式，其毒性較小且能在細(xì)胞中長(zhǎng)期存活，從而就會(huì)使得連接的神經(jīng)元可視化，同時(shí)還使得在感染后的5天對(duì)這種連接進(jìn)行分析成為可能。
研究者表示，這的確讓人非常興奮，因?yàn)槲覀儾粌H能記錄活動(dòng)還能指導(dǎo)所參與的細(xì)胞類型以及其是如何進(jìn)行連接的。這種*的病毒追蹤劑得益于較低的細(xì)胞毒性，其能促進(jìn)病毒感染的神經(jīng)元維持細(xì)胞的完整性并表達(dá)熒光指示劑從而揭示視覺(jué)刺激期間神經(jīng)元的活性；此外，這種技術(shù)還能幫助定義神經(jīng)元類型，比如，在視覺(jué)刺激期間神經(jīng)元就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)榕d奮性神經(jīng)元或抑制性神經(jīng)元。
研究者Stanislav Kler說(shuō)道，大部分神經(jīng)元類型之間的連接模式都是未知的，這一知識(shí)差距或許就強(qiáng)調(diào)了科學(xué)家們開發(fā)有效的神經(jīng)回路繪圖工具的需要；而這也能幫助研究人員更進(jìn)一步理解大腦儲(chǔ)存和處理信息的方式，以及如何操控這些回路來(lái)改善機(jī)體健康。本文研究結(jié)果對(duì)于進(jìn)行人類視覺(jué)研究也非常有意義；為了在影響眼睛本身（包括眼睛中的細(xì)胞投射到大腦深處的結(jié)構(gòu)，用來(lái)處理視覺(jué)信息）的疾病或損傷后恢復(fù)視力，眼睛就需要連接到大腦中的正確位置；幼年斑馬魚的小尺寸和半透明性或許就使其能作為一種*的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛠?lái)幫助調(diào)查整個(gè)大腦的神經(jīng)回路；目前從事視覺(jué)再生研究的科學(xué)家們正在闡明是否存在這種功能性的連接。
綜上，本文研究結(jié)果表明，TRAS-M51R技術(shù)或許適合于整合結(jié)構(gòu)連接性、細(xì)胞類型特征以及神經(jīng)生理學(xué)的神經(jīng)回路研究。

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