近日，病毒学国家重点实验室罗敏华课题组在Molecular Neurodegeneration（IF14.19）杂志上发表了题为“A novel H129-based anterograde monosynaptic tracer exhibits features of strong labeling intensity, high tracing efficiency, and reduced retrograde labeling”的研究成果。该研究基于HSV-1 H129株进行多轮病毒遗传改造，研发出一个具有高标记强度、高示踪效率、顺向示踪特异性更强的顺向跨单级示踪工具H129-dgK-G4。

绘制大脑神经网络连接图谱对于解析大脑结构、揭示大脑功能具有重要意义。神经环路示踪病毒工具是解析大脑连接图谱最重要的工具。罗敏华课题组前期对HSV-1 H129株进行改造，开发了高亮度的顺向跨多级示踪工具H129-G4，该病毒携带2xGFP和2xmGFP，其荧光强度可高效、快速的标记神经元，并足以展示神经元树突棘等细节，为首个与fMOST联用的顺向示踪工具。基于该病毒改造平台，团队进一步开发并首次报道了顺向跨单级示踪工具H129-dTK，填补了顺向跨单级示踪工具的空白，实现了0到1的突破。该工作以题为“Anterograde monosynaptic transneuronal tracers derived from herpes simplex virus 1 strain H129”于2017年发表于Molecular Neurodegeneration。团队随后优化了H129-G4和H129-dTK生产和应用工艺，成果以题为“HSV-1 H129-Derived Anterograde Neural Circuit Tracers: Improvements, Production, and Applications”于2021年发表于Neuroscience Bulletin。

为了进一步增强顺向跨单级示踪工具的标记强度和效率、缩短示踪时间、并降低其末端吸收，该团队设计了新的病毒改造策略：敲除gK基因，构建和应用突变型gK表达的细胞系（Vero-gKmut），获得突变型gK囊膜化的顺向跨单级示踪工具H129-dgK-G4。又巧妙地用辅助病毒AAV补偿野生型gK (gKwt)，有效协助H129-dgK-G4传播、标记下游神经元。H129-dgK-G4展示了更高标记强度和示踪效率；更特异的顺向标记特性；缩短了示踪时间；定量示踪阿兹海默模型鼠神经环路投射的差异。相关专利已申请。

该研究得到了国家重点基础研究计划（2015CB755601）和国家自然科学基金（81620108021, 81271850, 32070169, 81571355, 81601206）的资助。武汉病毒所博士生杨虹和熊锋为共同第一作者，武汉病毒所罗敏华研究员、曾文波副研究员、北京脑科学与类脑研究中心载体中心主任赵非为共同通讯作者。

论文链接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35012591/

图：H129-dgK-G4与H129-dTK-G4示踪比教

(A)H129-dgK-G4基因组结构示意图；(B-C) H129-dgK-G4和H129-dTK-G4的标记亮度比较；(D-E) H129-dgK-G4和H129-dTk-G4的顺向跨突触标记效率比较；（F-G）H129-dgK-G4跨单级示踪OB的直接下游MeA和LEnt。