[发明专利]表达铁纳米颗粒以及温度敏感通道的病毒LVSTF及用途

说明书

技术领域

本发明涉及一种病毒，尤其涉及一种通过感染神经元使其表达铁纳米颗粒以及温度敏感通道的病毒LVSTF及其用途。 

背景技术

神经系统是生物体收集、分析信息，并发出指令的“司令部”。中枢神经系统介导情绪、注意、学习、记忆等高级功能的产生，参与感觉的产生以及随意运动的发起。神经元是神经系统发挥多种功能的功能单位，人脑中约有一千亿个神经元，数目庞大的神经元间形成突触联系，进行信息的交流，在不同层次上构成复杂的神经环路和神经网络。在研究神经系统尤其是中枢神经系统如何完成繁复的功能时，往往需要研究特定的一个神经元或一群神经元活动在神经环路中的作用，因此需要人为地控制这些神经元的活动，使之活化或抑制。目前控制神经元活动的方法主要包括直接电刺激、神经药理学和光遗传学。 

直接电极刺激神经元是一种比较传统的方法。具体来说，就是利用电极注入电流、细胞外给予场电位等方法直接或间接地改变神经元兴奋性。这种方法虽然时间精确度较高，但空间精确度不高，不具有细胞特异性；需要植入电极，对组织伤害性较大。另外，这种方法需要在动物麻醉的状态下实施，不能在自由活动的清醒的动物中进行实时调控，因此不能跟好地反映自然状态下动物的生理活动。 

神经药理学方法即通过药理学方法激活或抑制神经元活动。这种方法应用历史悠久，被广泛地应用于神经科学研究当中。但由于受给药方式、药物扩散的影响，这种方法时间、空间精确度不高，细胞特异性不好，难以调控特定细胞的活动。 

光遗传学是近年来新兴的一种光控制神经元活动的方法。顾名思义，就是将光学和遗传学结合起来：用遗传学方法使特定神经元表达光敏感通道，用光学方法控制光敏感通道的开放或关闭，从而进一步控制神经元的活动。这种方法可以将时间精确度提升到毫秒级；通过遗传学手段可以使其具有细胞特异性，具有较高的空间特异性。另外，这种方法可以在自由活动的动物中实施，能够在动物行为过程中实时地控制神经元活动，从而将某一神经元或某一类神经元的活动与动物的行为很好地联系在一起。然而，由于光波不能透过脑组织，必须要在脑内植入相关器件，以进行相应的电刺激。所以光遗传学存在光的组织穿透性有限、需要永久植入光纤和组织损伤等缺点，限制了其在临床中的应用。 

由于以上三种技术的局限性，急需一种可以无创伤，可远程刺激和控制脑深部神经元，尤其是特定种类神经元的新技术，为脑功能的研究和临床神经精神疾病的治疗提供可行方案。 

目前激活神经元的方法包括直接电极刺激、神经药理学方法以及光遗传学技术，直接电极刺激、神经药理学方法产生的组织损伤比较大，时空特异性不高，而光遗传学存在光的组织穿透性有限、需要永久植入光纤和组织损伤等缺点，限制了其在科研和临床中的应用。 

无线电能够穿透到深部组织，穿透过程中能量损耗较少，且对组织几乎没有伤害性。所以本发明所建立的系统能够利用无线电远程的、无创的激活神经元。 

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种表达铁纳米颗粒以及温度敏感通道的病毒LVSTF及用途。 

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种表达铁纳米颗粒以及温度敏感通道的病毒LVSTF，该病毒LVSTF通过以下方法制备得到：首先进行目的片段构建设计：TRPV1构建在CAG启动子下游，小鼠铁蛋白重链与小鼠铁蛋白轻链之间用一个可变链接区进行克隆，形成铁蛋白轻链-连接体-重链融合蛋白；铁蛋白轻链-连接体-重链融合蛋白构建位于TRPV1基因下游，在铁融合蛋白两侧各有一个2A自身裂解片段，从而实现TRPV1和铁融合蛋白的非融合共表达；EGFP报告基因克隆于铁融合蛋白下游；然后进行病毒LVSTF的包装：慢病毒经过表达，包装和包埋带有目的片段的质粒后，转染到HEK293T细胞系中，使其充分表达并形成病毒颗粒；48小时后将培养基收集，用多步离心法进行病毒颗粒的纯化和浓缩，最后将病毒溶解在灭菌的PBS中，分装并储存于-80℃备用，从而得到慢病毒LVSTF；该病毒LVSTF具有SEQ ID NO.1所示的基因序列。 

一种上述表达铁纳米颗粒以及温度敏感通道的病毒LVSTF在激活神经元方面的用途。