1、技术简介
化学遗传学是用遗传学方法对一些生物大分子进行改造,使其能和先前无法识别的小分子进行相互作用,从而调控神经细胞的活动,例如DREADDs(designer receptors exclusively activated by designer drugs,只由特定药物激活的受体)。
DREADDs是一种基于G蛋白偶联受体所改造的化学遗传学平台,通过将不同的G蛋白偶联受体进行改造,让它能传递人工合成的蛋白质,修改后的受体只能由人工合成的特殊化合物来激活或者抑制,并激活相应的GPCR信号通路,从而引发细胞不同的兴奋性变化。
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不同DREADDS对应的细胞内信号通路
(Deniz Atasoy and Scott M. Sternson..Physiol Rev. 2018)
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hM3Dq 和hM4Di 的DREADD结构和G蛋白耦联特性
(Jürgen Wess et al, Trends Pharmacol Sci.2013)
然而,当将hM3与hM4上的两个保守位点A5.46G和Y3.33C突变后(上图中红色叉号表示),两者均不再与乙酰胆碱结合,而是能与外源添加的CNO高效结合。在CNO刺激下,HM3Dq起到激发神经元的作用,hM4Di则导致神经元的抑制。我们把突变之后的受体称之为hM3Dq和hM4Di。
2、DREADDs研究步骤
1、选定合适的DREADDs受体
2、通过转基因动物或病毒载体,将DREADD基因导入动物体内;
3、动物CNO给药(控制时间或剂量);
4、DREADDs受体的有效性的检测和动物表型检测;
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(Jingwei Jiang,et al. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2017)
3、DREADDs技术应用
4、DREADDs技术策略
DREADD基因靶向常见的两种策略为病毒注射和转基因动物模型。目前已开发出携带DREADD转基因的重组AAV载体,通过添加细胞特异性启动子,配合立体定位注射的方法,实现DREADD基因在不同组织细胞内的精准表达,利用CRE、FLP等技术,进一步实现基因的条件可控性表达,如当您有CRE的转基因动物时,可直接利用携带DREADD转基因的DIO载体。此外,科研工作者还可利用一些特殊的AAV血清型,实现病毒的逆向或跨神经突触的感染。
5、维真化学遗传学产品列表
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