DREADDノックインマウスを用いたGPCRシグナル伝達の組織特異的・時間的活性化のイメージング

Imaging of Tissue-Specific and Temporal Activation of GPCR Signaling Using DREADD Knock-In Mice.

• Dmitry Akhmedov
• Nicholas S Kirkby
• Jane A Mitchell
• Rebecca Berdeaux

抄録

設計された G タンパク質共役型受容体（DREADDs、設計薬によって排他的に活性化された設計薬受容体）は、多くの細胞タイプで GPCR シグナルを特異的に活性化するための便利なツールです。DREADDは、神経細胞の活動、行動、代謝の調節を含む多くの細胞および生理学的プロセスを研究するための研究ツールとして利用されてきました。ランダム挿入トランスジェニックとアデノ随伴ウイルスを用いたマウスは、個々の細胞タイプでDREADDsを発現させるために広く使用されてきた。我々は最近、生体内の異なる細胞集団において、GFPに融合したGαs結合型DREADD（GsD）のCreリコンビナーゼ依存性発現を可能にするために、ROSA26-GsDREADDノックインマウスを作製し、特徴付けた。これらの動物はまた、in vivoイメージング、ex vivoイメージング、または生化学的レポーターアッセイによるCREB活性の分析のためのCREB活性化ルシフェラーゼレポーター遺伝子を保有している。本章では、GsD動物の飼育、GsD発現の誘導、GsD活性の刺激、およびin vivo、ex vivo、およびin vitroでの組織における基底および刺激されたCREBレポーター生物発光の測定のための詳細な方法を提供する。これらの動物は、非営利研究のために当研究室から入手可能である。

Engineered G protein-coupled receptors (DREADDs, designer receptors exclusively activated by designer drugs) are convenient tools for specific activation of GPCR signaling in many cell types. DREADDs have been utilized as research tools to study numerous cellular and physiologic processes, including regulation of neuronal activity, behavior, and metabolism. Mice with random insertion transgenes and adeno-associated viruses have been widely used to express DREADDs in individual cell types. We recently created and characterized ROSA26-GsDREADD knock-in mice to allow Cre recombinase-dependent expression of a Gαs-coupled DREADD (GsD) fused to GFP in distinct cell populations in vivo. These animals also harbor a CREB-activated luciferase reporter gene for analysis of CREB activity by in vivo imaging, ex vivo imaging, or biochemical reporter assays. In this chapter, we provide detailed methods for breeding GsD animals, inducing GsD expression, stimulating GsD activity, and measuring basal and stimulated CREB reporter bioluminescence in tissues in vivo, ex vivo, and in vitro. These animals are available from our laboratory for non-profit research.