Een uitgebreide ‘Brainbow’ tool kit voor het fluorescent labelen van cellen in muizen

De complexiteit van de hersenen en andere organen maakt het identificeren van de verbindingen tussen individuele cellen een ontmoedigende uitdaging. De ontwikkeling van de “Brainbow”-technologie heeft grote vooruitgang mogelijk gemaakt bij de beeldvorming door gebruik te maken van het Cre/lox-systeem om aan elke cel willekeurig een unieke combinatie van rode, gele en blauwe fluorescerende eiwitten toe te wijzen (Livet et al. 2007). Het systeem werkt op soortgelijke wijze als kathodestraalbuizen, die rood, groen en blauw licht combineren om het volledige spectrum van kleuren op een TV-scherm te genereren. Onlangs ontwikkelde Brainbow-muizen uit het laboratorium van Joshua Sanes aan Harvard breiden de toolkit uit met betere stammen om te bestuderen hoe neuronen met elkaar in verband staan (Cai et al. 2013), terwijl andere verwante stammen Brainbow-technologie naar de hele muis brengen (Snippert et al. 2010; Tabansky et al. 2013).

De nieuwe Brainbow-lijnen (Brainbow 3.1 en 3.2 genoemd) bieden verschillende voordelen ten opzichte van de oorspronkelijke Brainbow-modellen:

• In tegenstelling tot de oorspronkelijke stammen, is er geen fluorescentie vóór Cre-recombinatie die de beeldvorming zou kunnen bemoeilijken.
• Targeting van de fluorescerende eiwitten op membranen maakt een betere visualisatie van neuronale processen en dendritische stekels.
• Fluorescentie is helderder, vooral in de Brainbow 3.2 muizen.

Het Jackson Laboratory verdeelt twee verschillende Brainbow 3.1 stammen, STOCK Tg.1 stammen, STOCK Tg(Thy1-Brainbow3.1)3Jrs/J (021225) en STOCK Tg(Thy1-Brainbow3.1)18Jrs/J (021226), die gericht zijn op vele soorten neuronen. Een Brainbow 3.2-stam, met verbeterde fluorescentie-eiwitexpressie, is beschikbaar als STOCK Tg(Thy1-Brainbow3.2)7Jrs/J (021227).

Brainbow is niet alleen meer voor hersenen. De technologie is aangepast voor algemeen gebruik overal in de muis. Stammen zoals “Confetti”, B6.129P2-Gt(ROSA)26Sortm1(CAG-Brainbow2.1)Cle/J (017492), dragen een insertie van een Brainbow transgen in de Rosa26 locus die tot expressie komt in de hele muis (Snippert et al. 2010). Enkele cellen kunnen nu worden gelabeld in vrijwel elk weefseltype door het paren van Confetti muizen met Cre transgene muizen die zich richten op specifieke weefsels. Confetti muizen zijn gebruikt om te begrijpen hoe stamcellen zich delen in de darmen, longen, beenmerg en andere weefsels. B6(D2)-Tg(CAG-Brainbow1.0)2Eggn/J (021011) is een vergelijkbare stam die de actin promoter gebruikt om cellen overal in de muis te labelen met een van maximaal 21 verschillende kleuren na Cre recombinatie (Tabansky, et al. 2013).

De uitgebreide Brainbow toolkit bevat nu een diverse set van stammen voor imaging verschillende weefsels in de muis en de dissectie van complexe cellulaire functies en architecturen te ondersteunen.