神經(jīng)元之間的環(huán)路連接非常復(fù)雜,完整而準(zhǔn)確地顯示這些環(huán)路的結(jié)構(gòu)和變化,對揭示許多疾病的病因和新治療方法的開發(fā)具有非常重要的意義。
傳統(tǒng)的神經(jīng)示蹤方法如電鏡、Golgi染色、染料、肽類標(biāo)記物等可以顯示神經(jīng)元的形態(tài)和投射,少數(shù)示蹤劑如WGA、TTC等還可以實現(xiàn)跨突觸標(biāo)記,但這些方法都具有信號間接、方向不特異、跨突觸后信號衰減嚴(yán)重等缺點(diǎn),最重要的是,這些染料無法攜帶基因,因此只能顯色。自20世紀(jì)80年代,Kristensson首次應(yīng)用單純皰疹病毒(HSV)跨突觸標(biāo)記神經(jīng)元后,各種各樣病毒載體在環(huán)路示蹤方面的應(yīng)用越來越受到重視。
但需要注意的是,雖然這類嗜神經(jīng)病毒對于神經(jīng)環(huán)路的標(biāo)記具有很強(qiáng)的感染性和特異性,但其免疫原性很強(qiáng),動物往往在注射后數(shù)天死亡,無法進(jìn)行行為測試或者生理研究,目前更適用于尋找未知的神經(jīng)環(huán)路,此外此類病毒需要PII以上等級的實驗室。因此,越來越多的研究使用AAV進(jìn)行環(huán)路示蹤標(biāo)記。由于AAV本身無復(fù)制能力,且其免疫原性極低,因而其不會造成大量的毒害,亦不會影響動物的正常生理,故AAV成為最常用的環(huán)路示蹤工具病毒載體。
神經(jīng)元是具有極性的細(xì)胞,信息從上一級神經(jīng)元的軸突通過突觸傳遞到下一級神經(jīng)元的樹突,之后發(fā)生樹突、胞體的信息整合,并通過軸突再次發(fā)出。因此涉及神經(jīng)環(huán)路的標(biāo)記包括方向性(順向:胞體至軸突的標(biāo)記;逆向:軸突至胞體的標(biāo)記)和是否跨突觸兩大基本問題。