Журнал эволюционной биохимии и физиологии, 2021, T. 57, № 1, стр. 83-89

МАРКИРОВАНИЕ АДЕНОАССОЦИИРОВАННЫМИ ВИРУСНЫМИ ВЕКТОРАМИ ГИППОКАМПА МЫШИ НЕЙРОНОВ МЕЗЕНЦЕФАЛИЧЕСКОГО ТЕГМЕНТУМА МОЛОДИ ТИХООКЕАНСКОЙ КЕТЫ ONCORHYNCHUS KETA

Е. В. Пущина 12*, И. А. Капустянов 1, Е. В. Шамшурина 1, А. А. Вараксин 1

1 Национальный научный центр морской биологии им. А.В. Жирмунского ДВО РАН
г. Владивосток, Россия

2 Институт физиологии им. Богомольца Национальной академии наук Украины
Киев, Украина

* E-mail: puschina@mail.ru

Поступила в редакцию 09.10.2020
После доработки 31.10.2020
Принята к публикации 02.11.2020

Аннотация

В настоящее время данные о наличии аденовирусных рецепторов у рыб весьма ограничены. В работе использовали мышиные рекомбинантные аденовирусные векторы (rAAV) с кальциевым сенсором GCaMP6m, которые обычно используются для дорсального CA1 гиппокампа мышей, но ранее не применялись для доставки генов в мозге рыб. Цель работы заключалась в оценке способности маркирования rAAV гиппокампа мышей клеток мозга молоди кеты и последующего определения фенотипа rAAV-маркированных клеток методом конфокальной микроскопии. Доставка гена in vivo осуществлялась с помощью внутричерепной инъекции GFP-содержащего вектора непосредственно в область мезенцефалического тегментума годовалой молоди кеты Oncorhynchus keta. Оценка уровня инфекционной эффективности была произведена через 1 нед после инъекции вектора. Методом конфокальной сканирующей микроскопии была проведена оценка экспрессии аденоассоциированного вектора в различных зонах тегментума молоди O. keta с последующим ИГХ анализом нейроноспецифического протеина HuCD в сочетании с окрашиванием DAPI. Результаты анализа показали колокализацию клеток, экспрессирующих аденовирусный вектор с зеленой флуоресценцией с нейроноспецифическим протеином HuCD с красной флуоресценцией. Результаты свидетельствуют, что клетки тегментума молоди кеты, экспрессирующие AAV, относятся к нейроноспецифичной линии клеток мозга кеты, что свидетельствует о способности гиппокампальных аденовирусов млекопитающих инфицировать нейроны ЦНС рыб. Таким образом, специфичные для гиппокампа AAV млекопитающих могут встраиваться в нейроны мозга рыб с последующей экспрессией вирусных протеинов, и, очевидно, нейроны тегментума молоди кеты содержат гомолог аденовирусного рецептора млекопитающих.

Ключевые слова: аденоассоциированный вирус, аденовирусный вектор большой емкости, система доставки, Oncorhynchus keta, тегментум, HuCD

DOI: 10.31857/S0044452921010071

Список литературы

  1. Haery L., Deverman B.E., Matho K.S., Cetin A., Woodard K., Cepko C., Guerin K.I., Rego M.A., Ersing I., Bachle S.M., Kamens J., Fan M. Adeno-associated virus technologies and methods for targeted neuronal manipulation. Front. Neuroanat. 13:93. 2019. https://doi.org/10.3389/fnana.2019.00093

  2. Hashimoto M., Mikoshiba K. Neuronal birthdate-specific gene transfer with adenoviral vectors. J. Neurosci. 24: 286–296. 2004.

  3. Hashimoto M., Mikoshiba K. Mediolateral compartmentalization of the cerebellum is determined on the ‘‘birth date” of Purkinje cells. J. Neurosci. 23: 11342–11351. 2003.

  4. Zhao H.Q., Ivic L., Otaki J.M., Hashimoto M., Mikoshiba K., Firestein S. Functional expression of a mammalian odorant receptor. Science. 279: 237–242. 1998.

  5. Gulías P., Guerra-Varela J., Gonzalez-Aparicio M., Ricobaraza A., Vales A., Gonzalez-Aseguinolaza G., Hernandez-Alcoceba R., Sánchez L. Danio rerio as model organism for adenoviral vector evaluation. Genes. 10: 1053. 2019. https://doi.org/10.3390/genes10121053

  6. Kawasaki T., Saito K., Mitsui K., Ikawa M., Yamashita M., Taniguchi Y., Takeda S., Mitani K., Sakai N. Introduction of a foreign gene into zebrafish and medaka cells using adenoviral vectors. Zebrafish. 6: 253–258. 2009. https://doi.org/ 10.1089/zeb.2009.0596

  7. Rainbow A.J., Zacal N.J. Expression of an adenovirus encoded reporter gene and its reactivation following UVC and oxidative damage in cultured fish cells. Int. J. Radiat. Biol. 84: 455–466. 2008.

  8. Furutani-Seiki M., Wittbrodt J. Medaka and zebrafish, an evolutionary twin study. Mech. Dev. 121: 629–637. 2004.

  9. Asakawa K., Suster M.L., Mizusawa K., Nagayoshi S., Kotani T., Urasaki A., Kishimoto Y., Hibi M., Kawakami K. Genetic dissection of neural circuits by Tol2 transposon-mediated Gal4 gene and enhancer trapping in zebrafish. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 105: 1255–1260. 2008.

  10. Broussard G.J., Liang R., Tian L. Monitoring activity in neural circuits with genetically encoded indicators. Front. Mol. Neurosci. 7: 97. 2014. https://doi.org/10.3389/fnmol.2014.00097

  11. Cearley C.N., Wolfe J.H. Transduction characteristics of adenoassociated virus vectors expressing cap serotypes 7, 8, 9, and Rh10 in the mouse brain. Mol. Ther. 13: 528–537. 2006.

  12. Cearley C.N., Wolfe J.H. A single Injection of an adenoassociated virus vector into nuclei with divergent connections results in widespread vector distribution in the brain and global correction of a neurogenetic disease. J. Neurosci. 27 (37) : 9928–9940. 2007.

  13. Gao G., Qu G., Burnham M.S., Huang J., Chirmule N., Joshi B., Yu Q.C., Marsh J.A., Conceicao C.M., Wilson J.M. Purification of recombinant adeno-associated virus vectors by column chromatography and its performance in vivo. Hum. Gene Ther. 11:2079–2091. 2000.

  14. Колос Е.А., Коржевский Д.Э. Влияние теплового демаскирования антигена на качество флуоресцентной окраски ДНК в гистологических срезах. Мед. Акад. ж. 18: (1) 71–76. 2018. [Kolos E.A., Korzhevskij D.E. Vliyanie teplovogo demaskirovaniya antigena na kachestvo fluorescentnoj okraski DNK v gistologicheskih srezah. Med. Akad. J. 18: (1) 71–76. 2018. (in Russ)].

  15. Crustal R. Adenovirus: The first effective in vivo gene delivery vector. Hum. Gene Ther. 25: 3–11. 2014.

  16. Rogers G.L., Martino A.T., Aslanidi G.V., Jayandharan G.R., Srivastava, A., Herzog R.W. Innate immune responses to AAV vectors. Front. Microbiol. 2:194. 2011. https://doi.org/10.3389/fmicb.2011.00194

  17. Mingozzi F., High K.A. Immune responses to AAV in clinical trials. Curr. Gene Ther. 11: 321–330. 2011. https://doi.org/10.2174/156652311796150354

  18. Hinderer C., Bell P., Vite C.H., Louboutin P.J., Grant R., Bote E. Widespread gene transfer in the central nervous system of cynomolgus macaques following delivery of AAV9 into the cisterna magna. Mol. Ther. Methods Clin. Dev. 1:14051. 2014. https://doi.org/10.1038/mtm.2014.51

  19. Xiong W., Wu D.M., Xue Y., Wang S.K., Chung M.J., Ji X. AAV cis-regulatory sequences are correlated with ocular toxicity. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 116: 5785–5794. 2019. https://doi.org/10.1073/pnas.1821000116

  20. Candal E., Anadon R., DeGrip W.J., and Rodriguez-Mol-des I. Patterns of cell proliferation and cell death in the developing retina and optic tectum of the brown trout. Dev. Brain Res. 154:101–119. 2005.

Дополнительные материалы отсутствуют.