Multiplex translaminar imaging in the spinal cord of behaving mice.
Multiplex translaminar imaging in the spinal cord of behaving mice.
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行为正常小鼠脊髓的多路透层成像。
DOI：
10.1038/s41467-023-36959-2
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发表时间：
2023-03-21
影响因子：
16.6
通讯作者：
Nimmerjahn, Axel
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Shekhtmeyster, Pavel;Carey, Erin M.;Duarte, Daniela;Ngo, Alexander;Gao, Grace;Nelson, Nicholas A.;Clark, Charles L.;Nimmerjahn, Axel
虽然已知脊髓在感觉运动处理（包括疼痛相关信号传导）中起关键作用，但在整个脊髓板层中遗传定义的细胞类型中的相应活动模式仍然具有挑战性。钙成像使细胞活性测量行为啮齿动物，但目前仅限于浅表区域。在这里，使用长期植入的微棱镜，我们成像的感官和运动诱发的活动的区域和速度无法通过其他高分辨率成像技术。为了通过植入的微棱镜对行为自由的动物进行透层成像，我们还开发了带有定制复合微透镜的可穿戴显微镜。该系统解决了以前的可穿戴显微镜的多个挑战，包括其有限的工作距离，分辨率，对比度和消色差范围。使用这个系统，我们表明，背角星形胶质细胞在行为小鼠表现出感觉运动程序依赖性和特定的层钙兴奋。此外，我们表明，速激肽前体1（Tac1）表达神经元表现出translaminar活动，急性机械性疼痛，但不运动。脊髓的荧光成像提出了挑战，包括成像深度。在这里，作者描述了一种定制显微镜和长期植入的微棱镜，可以对行为正常的小鼠的感觉和运动诱发活动进行多色跨层成像，并表明脊髓星形胶质细胞表现出感觉运动程序依赖性钙兴奋。
While the spinal cord is known to play critical roles in sensorimotor processing, including pain-related signaling, corresponding activity patterns in genetically defined cell types across spinal laminae have remained challenging to investigate. Calcium imaging has enabled cellular activity measurements in behaving rodents but is currently limited to superficial regions. Here, using chronically implanted microprisms, we imaged sensory and motor-evoked activity in regions and at speeds inaccessible by other high-resolution imaging techniques. To enable translaminar imaging in freely behaving animals through implanted microprisms, we additionally developed wearable microscopes with custom-compound microlenses. This system addresses multiple challenges of previous wearable microscopes, including their limited working distance, resolution, contrast, and achromatic range. Using this system, we show that dorsal horn astrocytes in behaving mice show sensorimotor program-dependent and lamina-specific calcium excitation. Additionally, we show that tachykinin precursor 1 (Tac1)-expressing neurons exhibit translaminar activity to acute mechanical pain but not locomotion. Fluorescence imaging of the spinal cord poses challenges, including depth of imaging. Here the authors describe a custom microscope and chronically implanted microprism that enables multicolor translaminar imaging of sensory and motor evoked activity in behaving mice, and show that spinal astrocytes show sensorimotor program-dependent calcium excitation.
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影响因子：
3.3
作者：
Polgár E;Bell AM;Gutierrez-Mecinas M;Dickie AC;Akar O;Costreie M;Watanabe M;Todd AJ
通讯作者：
Todd AJ
DOI：
10.1126/science.aat4422
发表时间：
2018-06-29
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Patriarchi T;Cho JR;Merten K;Howe MW;Marley A;Xiong WH;Folk RW;Broussard GJ;Liang R;Jang MJ;Zhong H;Dombeck D;von Zastrow M;Nimmerjahn A;Gradinaru V;Williams JT;Tian L
通讯作者：
Tian L
影响因子：
23.9
作者：
Ceto, Steven;Sekiguchi, Kohei J.;Tuszynski, Mark H.
通讯作者：
Tuszynski, Mark H.
影响因子：
18.2
作者：
Koch SC;Acton D;Goulding M
通讯作者：
Goulding M
DOI：
10.1126/science.aah5715
发表时间：
2016-12-02
期刊：
Science (New York, N.Y.)
影响因子：
--
作者：
Kronschläger MT;Drdla-Schutting R;Gassner M;Honsek SD;Teuchmann HL;Sandkühler J
通讯作者：
Sandkühler J