AAVを介した緊張順序トランスシナプスタグ付け：防御行動のための皮質皮質入力定義された神経経路のマッピング

脳機能の根底にある神経回路を解読するために、ウイルストレーサーは、ニューロン集団の入力と出力の接続性をマップするために広く適用されます。導入されたニューロンのシナプス前ニューロンを識別するための逆行性トランスシナプスウイルスの適用が成功したにもかかわらず、シナプス後に標的とされたニューロンにタグを付けるための類似の順行性トランスシナプスツールは、開発中のままです。ここでは、アデノ関連ウイルス（AAV1およびAAV9）が順行性トランスシナプスの拡散特性を示すことを発見しました。トランス駆動前シナプスニューロンからのAAV1-CREは、選択されたシナプス後神経標的でCRE依存性導入遺伝子発現を効果的かつ特異的に駆動し、後者の入力定義ニューロン集団の軸索追跡と機能的操作を可能にします。優れたコリアス（SC）へのその応用は、聴覚および視覚皮質から皮質皮質投影を受けているSCニューロンの亜集団が、それぞれ2種類の防御行動をそれぞれ特異的に駆動と凍結を駆動することを明らかにしています。AAVを介した緊張した順行性トランスシナプティックタグ付けは、交差アプローチとともに、入力と分子同一性によってニューロンを分類し、複雑な脳回路に埋め込まれた明確な機能的神経経路の前方スクリーニングを可能にします。

To decipher neural circuits underlying brain functions, viral tracers are widely applied to map input and output connectivity of neuronal populations. Despite the successful application of retrograde transsynaptic viruses for identifying presynaptic neurons of transduced neurons, analogous anterograde transsynaptic tools for tagging postsynaptically targeted neurons remain under development. Here, we discovered that adeno-associated viruses (AAV1 and AAV9) exhibit anterograde transsynaptic spread properties. AAV1-Cre from transduced presynaptic neurons effectively and specifically drives Cre-dependent transgene expression in selected postsynaptic neuronal targets, thus allowing axonal tracing and functional manipulations of the latter input-defined neuronal population. Its application in superior colliculus (SC) reveals that SC neuron subpopulations receiving corticocollicular projections from auditory and visual cortex specifically drive flight and freezing, two different types of defense behavior, respectively. Together with an intersectional approach, AAV-mediated anterograde transsynaptic tagging can categorize neurons by their inputs and molecular identity, and allow forward screening of distinct functional neural pathways embedded in complex brain circuits.