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偽狂犬病毒

偽狂犬病毒

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偽狂犬病病毒(Pseudorabies virus,PRV)又稱豬皰疹病毒Ⅰ型,屬于皰疹病毒科的α-皰疹病毒亞科,病毒粒子呈橢圓形或圓形。其基因組為約150 kb的線性雙鏈DNA分子,帶包膜的成熟病毒粒子的直徑約150~180 nm,包膜表面有呈放射狀排列的刺突,其長(zhǎng)度約8~10 nm(圖1)。PRV是豬偽狂犬病的首要致病因子,可以感染豬牛羊貓狗等,但不能感染人和靈長(zhǎng)類動(dòng)物,因此具有較高的安全性。
       野生偽狂犬病毒的分離株(becker株)毒性較大,并且在神經(jīng)環(huán)路中既可順行又可逆行傳播,不適合作為嗜神經(jīng)工具病毒;而疫苗株(Bartha株)基因組中g(shù)E、gl和US9基因發(fā)生突變,只能特異性逆向跨突觸傳播且毒性較低,因而適合作為嗜神經(jīng)工具病毒。

圖1. PRV病毒粒子結(jié)構(gòu)圖(Pomeranz LE et al., Microbiol Mol Biol Rev, 2005)
 

       PRV的Bartha株僅具有逆向跨突觸的特性?;?Bartha株構(gòu)建的重組示蹤工具病毒,能夠嚴(yán)格逆向跨多突觸標(biāo)記神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。病毒感染神經(jīng)細(xì)胞后,在胞內(nèi)復(fù)制并表達(dá)目的基因,子代病毒運(yùn)輸?shù)酵挥|后,逆向跨突觸進(jìn)入上游神經(jīng)元,開始新一輪的復(fù)制及逆向跨突觸傳播等過程。

 


圖2. PRV Bartha株特異逆向跨突觸傳播示意圖(Ekstrand MI et al. , Trends Mol Med, 2008)

應(yīng)用

1. 研究大腦特定區(qū)域的全腦范圍多級(jí)輸入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。逆行追蹤感知覺系統(tǒng)信息從外周向中樞的輸入網(wǎng)絡(luò),從低級(jí)腦區(qū)向高級(jí)腦區(qū)的信息輸出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);從高級(jí)腦區(qū)向低級(jí)腦區(qū)反饋信息輸出的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。(案例展示一)
2. 神經(jīng)發(fā)育過程中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變化。
3. 神經(jīng)精神疾病模型中,大腦中樞及外周信息輸出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)特征和異常變化。
4. 神經(jīng)損傷及康復(fù)模型中,大腦中樞及外周信息輸出神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的連接狀況的損傷程度和恢復(fù)程度。
5. 追蹤外周器官與中樞神經(jīng)系統(tǒng)間的聯(lián)系通路。(案例展示二)

案例展示

實(shí)例一:DS的逆向跨多級(jí)病毒示蹤(圖3,PMID: 30245012)

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:C57BL/6J mice
使用的病毒:PRV152-GFP
實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果:將PRV152-GFP注射到小鼠雙側(cè)背側(cè)紋狀體(DS),觀察到PRV152-GFP逆行跨多級(jí)到了R-NG、DMV、NTS、AP、PBNdl和PBNm,根據(jù)先前的結(jié)果進(jìn)一步驗(yàn)證了R-NG → PBNdl→ SNc通路的存在。


圖3. R-NG → PBNdl→ SNc通路的驗(yàn)證

 

實(shí)例二:膀胱壁神經(jīng)的逆向跨多級(jí)病毒示蹤(圖4,PMID: 30361547)

實(shí)驗(yàn)動(dòng)物:C57BL/6J mice  
使用的病毒:PRV-EGFP、PRV-RFP  
實(shí)驗(yàn)方法和結(jié)果:將PRV-EGFP注射到小鼠膀胱壁后,在皮層S1/M1 L5錐體神經(jīng)元觀察到EGFP信號(hào)。分別將PRV-EGFP與PRV-RFP注射到小鼠右側(cè)和左側(cè)膀胱壁,在皮層S1/M1 L5錐體神經(jīng)元觀察到EGFP和RFP共同表達(dá)。表明PRV-EGFP、PRV-RFP無差別逆行跨多級(jí)到皮層S1/M1 L5錐體神經(jīng)元,皮層S1/M1 L5錐體神經(jīng)元為支配膀胱壁的上游腦神經(jīng)元群。


圖4. 膀胱上游皮層M1 L5錐體神經(jīng)元群的鑒定




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