順行性トレーシングは、 細胞 体からシナプス での終点 まで軸索の 投射を追跡する研究方法です。順行性トレーシングの特徴は、シナプス前ニューロンとシナプス後ニューロンの標識です。シナプス間隙の横断は、順行性トレーサーと形態学的再構築に使用される色素充填剤との重要な違いです。補完的な技術は逆行性トレーシング で、シナプスでの終点から細胞体のソースまで神経接続を追跡するために使用されます。[ 1 ] 順行性および逆行性トレーシング技術はどちらも、軸索輸送 の生物学的プロセス の可視化に基づいています。
順行性および逆行性トレーシング技術により、単一のニューロンまたは特定のニューロン集団から神経系 全体にわたるさまざまな標的への神経投射の詳細な記述が可能になります。[ 2 ] これらの技術により、眼 などの特定の構造内のニューロンと脳内の標的ニューロンとの間の接続を「マッピング」することができます。接続神経解剖学 について知られていることの多くは、順行性および逆行性トレーシング技術の使用によって発見されました。[ 1 ]
テクニック 細胞体から標的領域に向かう投射を追跡する方法はいくつか存在する。これらの技術は当初、様々な可視化可能なトレーサー分子 （例えば、緑色蛍光タンパク質 、親油性色素、放射性標識アミノ酸 など）を脳 に直接物理的に注入することに依存していた。これらの分子は、様々なニューロンの細胞体（ソマ）に局所的に吸収されて 軸索終末 に輸送されるか、軸索 に吸収されてニューロンの細胞体に輸送される。他のトレーサー分子は、トレーサーに曝露されたニューロンから伸びる軸索投射の大きなネットワークを可視化することを可能にする。[ 1 ]
ウイルスベクターは、投射ニューロンの標的領域を特定するための順行性トレーサーとして開発され、実装されてきた。[ 3 ] [ 4 ]
あるいは、シナプス間隙を通過して経路内の複数のニューロンを標識できる経シナプス性順行性トレーサーを用いる方法もある。これらは遺伝子トレーサーや分子トレーサーである場合もある。
マンガン増強磁気共鳴画像法（MEMRI）は、Russ Jacobs [ 5 ] [ 6 ] Elaine Bearer [ 7 ] 2+ イオンは T 1 強調 MRIで高信号を示し、造影剤 として機能します。Mn 2+ は 電圧依存性カルシウムチャネルを介して細胞内に入り、細胞内小器官に取り込まれ、キネシン-1 を含む内因性神経輸送システムによって輸送され、遠隔の場所に蓄積されます。[ 8 ] タイムラプス画像における Mn 蓄積の統計的パラメトリックマッピングは 、神経回路だけでなく、その内部の輸送のダイナミクスや遠位接続の位置に関する詳細な情報を提供します。[ 9 ]
遺伝子トレーサー 特定の領域または細胞からの投射を追跡するために、遺伝子構築物、ウイルス、またはタンパク質を局所的に注入し、その後順行性に輸送することができます。ウイルストレーサーはシナプスを横断することができ、多くのシナプスを介した脳領域間の接続を追跡するために使用できます。順行性トレーシングに使用されるウイルスの例は、Kuypersによって説明されています。[ 10 ] 単純ヘルペスウイルス 1型（HSV）とラブドウイルス です。[ 10 ] [ 11 ] 別の研究では、HSVタイプ1とタイプ2を使用して視覚経路 を調査しました。ウイルスを眼に注入することにより、網膜 から脳への経路が可視化されました。[ 12 ]
ウイルス追跡装置は宿主細胞上の受容体を利用して細胞に付着し、その後エンドサイトーシスさ れる。例えば、HSVはネクチン 受容体を利用してエンドサイトーシスされる。エンドサイトーシス後、小胞内の低pHによってウイルス粒子 のエンベロープが剥がれ、その後ウイルスは細胞体へ輸送される準備が整う。pHとエンドサイトーシスはHSVが細胞に感染するために重要であることが示されている。[ 13 ] 細胞骨格 に依存することが示されている。[ 14 ]
この手法を用いた研究の一部リスト 順行性トレーシング法は現在、広く用いられている研究手法である。以下は、順行性トレーシング法を用いた研究の一部である。
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