中樞神經系統是由許多不同類型的細胞構成的，包括神經元和神經膠質細胞。其中，根據不同的形態、大小和功能，神經元可以分為很多類型。而神經膠質細胞主要包括星形膠質細胞、少突膠質細胞和小膠質細胞。

 AAV在中樞神經系統（central nervous system，CNS）中的應用包括很多方面，比如在神經系統疾病和中樞神經系統損傷中的研究和治療，以及某些神經系統疾病模型的局部轉基因研究等。

 由于AAV的血清型、轉錄因子和注射位點的不同，AAV在大腦中介導的轉基因通常不是均一的，這種不均一表現在時間和空間（不同細胞種類的特異性）方面。除此之外，AAV病毒制備的技術（影響純度和滴度）、病毒注射的方法也會大大影響到AAV介導的轉基因的效率。值得注意的是，AAV感染后所使用的檢測方法和目的蛋白的自然屬性（胞內蛋白/分泌蛋白/轉運蛋白）等因素也會影響到最終對轉基因效果的評價。組織學染色，比如免疫組化或單/雙免疫熒光可以幫助觀察轉基因表達的分布特征，但卻不能量化評價病毒感染的效率。對腦提取物進行ELISA或RT-qPCR可以定量轉基因效率。

事實上，通過將AAV直接注射大腦或大腦外圍區域（肌肉或靜脈注射）能夠產生不同的轉導模式。已經有文獻證明AAV9可在小鼠/貓和非人靈長類動物中穿過血腦屏障。并且，AAV載體可以從肌肉逆行運輸到脊髓運動神經元（27-30）。簡單來說，就是運動神經元的軸突接觸到AAV病毒，并將其傳遞給胞體。實驗表明，AAV1的逆行效率較高。本文主要介紹幾種在神經科學研究中常用的AAV注射方法。

     

 

一．通過立體定位儀直接向腦內注射AAV（需佩戴手套和口罩）

  目前，成年雌雄大鼠和小鼠的大腦圖譜都可通過文獻和書籍獲得。立體定位手術時，顱骨上最常用的注射參照點就是前囪，也就是中矢狀冠狀縫的交叉點。具體的注射部位，可依據研究的需要而確定。微創技術可以避免炎癥，以降低轉導細胞的排斥反應。

  1.安裝定位儀: 在生物安全柜中安裝立體定位框架和工具。

  2.準備并吸滿病毒懸液：在噴嘴出安裝超微量注射器，把針尖浸在準備好的AAV病毒懸液中，并使用“快速反向”功能吸滿。

  3.排除空氣：使用“快速正向”功能檢查泡沫，知道在針頭處出現一滴液體。用浸泡在0，1M NaOH溶液中的棉花輕輕拭去針尖的液滴。

  4.麻醉大鼠：選取250g左右的大鼠，通過25 G 1毫升注射器注射甲苯噻嗪（10mg/kg）和氯胺酮（100mg/kg）。

  5.固定大鼠：首先將大鼠的下切牙固定在齒棒上，然后用耳棒通過大鼠的外耳道進行固定，并固定頭部。檢查顱骨是否是水平的，并確保兩個眼睛在同一水平線上。在每只眼睛中滴入一滴聚丙烯酸，以防麻醉造成眼睛干燥。調整光源對準大鼠的頭部，剃去頭部的毛并用酒精消毒清潔。

  6.切口并暴露前囪點：用刀片在頭皮上前后軸切口，并用鉗子保持刀口開放狀態，用棉球吸去血。去除骨膜以便看到前囪。

  7.暴露λ點：調整齒夾的垂直位置，使得前囪點和λ點的高度一致，如果λ點的位置難以看到，讓切口處干燥5-10min后再尋找。

  8.確定前囪點的AP和ML坐標和目標注射點的距離：將針垂直于前囪點，并記錄AP和ML坐標的數值。參考大鼠腦圖譜的標記的目標注射部位的AP和ML值，計算前囪點與目標注射部位的AP和ML坐標，并做標記。

  9.確定前囪點的DV坐標和目標注射點的距離：用鉆頭在顱骨上打洞，注意不要損傷硬腦膜。把針尖置于硬腦膜的表面并測量出前囪點DV的坐標。計算目標注射部位的DV坐標。

  10.注射AAV：緩慢垂直移動注射器針尖到達目標注射部位，慢慢地將針插入并靜置5min。然后，以0.2 μ l/min的速度，將2μL的病毒懸液注射入腦。結束后，需要靜置5min再將注射器緩慢移出。

  11.縫合并做標記：縫合頭皮，并做耳標。

  12.大鼠術后的護理：將大鼠單獨放在一個干凈的籠子里，直到醒來。第一天需要讓大鼠在獨立的通風籠中度過。

  13.處理針頭和手術材料：先用0.1 M NaOH or 10%氯漂白劑清洗手術工具，并用蒸餾水沖洗，最后用酒精沖洗。

                                

 

 

 圖1：腦立體定位儀。（1）耳棒；（2）齒棒；（3）注射器支架；（4）設置垂直坐標的螺釘；（5）設置橫向

坐標的螺釘；（6）設置前后坐標的螺釘；（7）垂直游標刻度；（8）側游標刻度；（9）前后游標刻度。

二．靜脈注射AAV9

（一）新生小鼠的顳靜脈注射

  1. 調整光源位置以便照亮顯微鏡區域，中等強度的光照最佳。

  2. 將一個新生幼鼠直接置于冰上1-3min，進行麻醉。

  3. 當動物在冰上麻醉時，在注射器中注滿AAV病毒。體積不應超過100μL，體積在30到100μL之間不會影響轉導效率。

  4. 在顯微鏡下觀察幼鼠。用不持注射器的手的食指放在幼鼠口鼻處，中指放在耳芽處，以便拉伸幼鼠的皮膚，可見顳淺靜脈。

  5. 確定顳淺靜脈。可通過皮膚看到位于耳芽前部，周圍毛細血管下部，有一條隱約可見的靜脈血管，從背部到腹部，匯入頸靜脈，這就是顳淺靜脈。

  6. 注射器針尖斜面插入顳靜脈。可以看到針尖斜面通過皮膚的以后被血填充。輕壓注射器，并注意幼鼠臉側面的靜脈變白。

（二）成年小鼠的尾靜脈注射

  1. 確保動物進入約束裝置。

  2. 用酒精擦拭尾巴。

  3. 把尾巴置于溫水中。

  4. 將注射器吸滿AAV病毒懸液。

  5. 將注射器插入尾靜脈中。如果沒有瞄準，可以靠近尾巴根部再試一次。

  6. 注射病毒溶液。體積控制在100-250μL。

  7. 將小鼠放回籠內。

                                 

 

                                              圖2：動物約束裝置

 

三．AAV從周圍神經到目標神經元的逆行運輸

  1.選取250g左右的大鼠，通過25 G 1毫升注射器注射甲苯噻嗪（10mg/kg）和氯胺酮（100mg/kg）。

  2.將麻醉后的大鼠置于無菌布上。在每只眼睛中滴入一滴聚丙烯酸，以防麻醉造成眼睛干燥。

  3.刮去肌肉附近的毛發并用酒精清潔。用刀片在皮膚上切一個小口，并用鉗保持刀口開放，以暴露肌肉。

  4.使用超微量注射器吸入AAV病毒懸液，并排除空氣和氣泡。

  5.擠壓肌肉以使肌肉建立起一定的厚度，并把針尖置于肌肉上。

  6.緩緩插入針尖，并在肌肉中靜置1min。然后以10μl/min的速度注入10-20μl的AAV懸液。

  7.注射結束后，將針在肌肉中靜置2min，然后緩緩拔出。可進行多次注射。

  8.縫合皮膚并做耳標。將大鼠單獨放在一個干凈的籠子里，直到醒來

  9.先用0.1 M NaOH or 10%氯漂白劑清洗手術工具，并用蒸餾水沖洗，最后用酒精沖洗。

 

 

                      

圖3：超微量注射器