神经领域使用AAV

神经领域研究层级：

基因：调节细胞功能的基因

细胞：参与行为调控的神经元类型

环路：不同脑区间相互投射关系

行为：利用模式动物建立相应模型

神经学课题设计基本思路

神经元操控研究思路

动物行为模型→寻找关键脑区/神经元→关键脑区/神经元功能验证→明确神经通路→神经通路功能验证

工具需求：

神经活动检测技术——钙离子成像

神经元/环路功能操控技术——光遗传、化学遗传

神经元特异性调控——组织特异性启动子

钙离子成像原理

静息状态下神经元胞内钙离子浓度很低，当细胞激活史钙离子浓度急剧上升，此时钙离子示踪剂便与钙离子结合而发荧光，从而将钙信号转变为可视的光信号，进而反映神经元激活情况

GCaMP6s代谢时间长，6f代谢时间短，需要时间灵敏度高的指示剂可选6f。

光遗传学技术（将能接受光信号的受体通过遗传学手段表达在特定细胞表面，再对细胞进行光刺激，即可达到控制细胞活性，即兴奋、抑制）

光遗传学( optogenetics)是一项结合了光学和遗传学的技术，其原理是光敏蛋白在特定波长光照的刺激下会分别对阳离子或者阴离子的通过产生选择性，如C-、Nat+、Hけ+、K+,从而造成细胞膜两边的膜电位发生变化，达到对细胞选择性地兴奋或者抑制的目的。

光遗传技术应用中主要有三部分组成：光敏蛋白、光敏蛋白表达递送、光的递送。

ChR2发现于单细胞绿藻，为七次跨膜蛋白

VChR1黄光激活细胞

NpHR黄光抑制细胞

Arch黄绿光抑制细胞

https://www.addgene.org/optogenetics/

光敏蛋白列表

化学遗传学技术流程

选择合适的化学遗传学受体→选择合适的工具病毒载体→给予小分子化学药物处理→记录或观察动物行为学变化

选择受体的种类较简单，激活用hM3Dq，抑制用hM4Di。