طرق لتوصيف التلقائي وباغت الناجم عن تحرك في نموذج مرض باركنسون الناجم عن روتنون من<em> ذبابة الفاكهة</em
Summary
مرض باركنسون هو اضطراب الاعصاب الذي ينجم عن تدهور الخلايا العصبية الدوبامين في الجهاز العصبي المركزي، مما تسبب عيوب الحركة. نماذج روتنون مرض باركنسون في ذبابة الفاكهة. تلخص هذه الورقة اثنين المقايسات التي تميز أوجه القصور تنقل كل من العفوية والتي يسببها باغت الناجمة عن روتينون.
Abstract
مرض باركنسون هو اضطراب الاعصاب الذي ينجم عن تدهور الخلايا العصبية الدوبامين في الجهاز العصبي المركزي، وخاصة في المادة السوداء. يسبب هذا المرض النقص السيارات، التي تمثل وصلابة، والهزات، والخرف في البشر. روتنون هو الحشرات التي تسبب الضرر التأكسدي عن طريق تثبيط وظيفة سلسلة نقل الإلكترون في الميتوكوندريا. كما انها تستخدم لنمذجة مرض باركنسون في ذبابة الفاكهة. الذباب لديها استجابة geotactic السلبية الكامنة، مما يحملهم على تسلق صعودا يجري على الدهشة. وقد ثبت أن روتينون يسبب عيوب الوفيات وتنقل الأولى التي تعطل قدرة الذباب "في الصعود بعد أن تم استغلالها أسفل. ومع ذلك، لا يتم توثيق تأثير روتينون على حركة عفوية أيضا. وتحدد هذه الدراسة اثنين حساسة، قابلة للتكرار، وفحوصات عالية الإنتاجية لوصف أوجه القصور الناجمة عن روتينون فيالناجم عن جفل المدى القصير تحرك وتنقل عفوية على المدى الطويل في ذبابة الفاكهة. هذه المقايسات يمكن تكييفها بسهولة لتوصيف نماذج ذبابة الفاكهة الأخرى من العيوب تحرك وفعالية العوامل العلاجية.
Introduction
أوجه القصور تنقل هي الأعراض الرئيسية لمرض الشلل الرعاش وسببه تدهور الخلايا العصبية الدوبامين في المادة السوداء 1. روتنون هو مبيد حشري كيتوني التي تمت دراستها على نطاق واسع لنموذج العجز الحركي باركنسون في ذبابة الفاكهة 2-6. روتنون يسبب الضرر التأكسدي عن طريق عرقلة المسار الفسفرة المؤكسدة، مما يؤدي في نهاية المطاف موت الخلية 7. الخلايا العصبية الدوبامين أكثر عرضة للتسمم روتينون، مما آثار المادة الكيميائية في المقام الأول المحرك تستند 2،7. عن طريق إحداث أعراض مرض باركنسون في الذباب، يمكننا فهم أفضل للمرض وعلاج أعراضه 6،8-11. يوفر ذبابة الفاكهة نموذجا جيدا لدراسة هذا التأثير لأنها لين العريكة وراثيا، وسهلة للحفاظ على، ولها دورة الحياة السريعة.
وقد أظهرت العديد من الدراسات أن روتينون يسبب يسببها جفل الأجل القصيرتتم المحافظة على العيوب في تحرك الذباب ذبابة الفاكهة على الطعام، وعندما تستكمل روتينون، أنها تظهر استجابة geotactic أبطأ السلبية بعد الانبهار 2-6. فشلهم في تسلق صعودا في جهاز القارورة في أسرع وقت المحاكمات السيطرة يدل على تحرك العيوب التي يسببها جفل.
تأثير روتينون على المدى الطويل، لا يتم وصف حركة عفوية أيضا. وقد استخدمت مراقبين نشاط ذبابة الفاكهة (السدود) بنجاح لرصد الحركة في ذبابة الفاكهة إيقاع الساعة البيولوجية يدرس 12،13. توضع الذباب في أنابيب الفردية، التي يتم تحميلها إلى DAM. وقد تم تجهيز هذا الجهاز مع جهاز استشعار الأشعة تحت الحمراء، التي بحساب عدد المرات ذبابة يكسر شعاع الأشعة تحت الحمراء. هذه التهم يمكن استخدامها كمقياس للتحرك دون عائق والنشاط 12،13. عن طريق وضع الذباب في DAM، يمكن وصف تأثير على روتينون من تحرك طويل الأجل. توضح هذه الدراسة طرق الاتفاقات البيئية المتعددة الأطرافالناجم عن جفل لدى عودتهم المدى القصير تحرك وتنقل عفوية على المدى الطويل من أجل فهم أفضل للآثار القصور الحركي روتينون بوساطة. توصيف القصور محاكاة تنقل مرض باركنسون مهمة لأنها تسمح لدراسة المركبات الأخرى التي قد عكس هذه العيوب الحركة.
Protocol
Representative Results
Discussion
في هذه الدراسة، نحن تصف إجراءين لقياس كل من المدى الطويل تحرك عفوي وقصيرة المدى التي يسببها جفل تنقل في ذبابة الفاكهة نموذج الناجم عن روتينون من مرض باركنسون. يمكن للمرء أيضا قياس هذه الخصائص تنقل في الذباب المعرضة للعوامل الدوائية الأخرى المعروفة لنموذج باركن?…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
فإن الكتاب أود أن أشكر Qiuli انغ، مركز موارد اللغة، كلية كولبي، للمساعدة التقنية مع معالجة الفيديو واريك توماس، قسم الموسيقى، وكلية كولبي، لتقديم الموسيقى الخلفية. وقد أيد هذا المشروع من المنح المقدمة من المركز الوطني للبحوث الموارد، INBRE (P20RR016463-12)، المعهد الوطني للعلوم الطبية العامة (P20 GM103423-12)، مواطني معاهد الصحة والعلوم قسم غرانت، كلية كولبي (STA). ودعمت JL وLWM من المنح المقدمة من صندوق إجابات الصيف، كلية كولبي.
Materials
| Standard narrow vials | Genesee Scientific | 32-120 | |
| Rotenone | Sigma | R8875 | Store in freezer, make fresh for each experiment |
| Dimethyl Sulfoxide (DMSO) | Sigma | D8418 | Solvent for rotenone |
| Instant Drosophila medium | Carolina Biological | Formula 4-24 | |
| Drosophila activity monitor (DAM) | Trikinetics | DAM2 | trikinetics.com |
| DAM tubes | Trikinetics | Tubes 5X65 mm | |
| Recipe for Rotenone +food (125 mM dose) | Make 62.5 mM rotenone stock solution in DMSO by dissolving 25 mg rotenone in 1 ml DMSO | ||
| For 125 mM dose, add 10 mM rotenone stock in DMSO to 5 ml water. |
Referenzen
- Olanow, C. W., Tatton, W. G. Etiology and pathogenesis of Parkinson’s disease. Annual review of neuroscience. 22, 123-144 (1999).
- Coulom, H., Birman, S. Chronic exposure to rotenone models sporadic Parkinson’s disease in Drosophila melanogaster. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 24, 10993-10998 (2004).
- Hosamani, R., Ramesh, S. R., Muralidhara, Attenuation of rotenone-induced mitochondrial oxidative damage and neurotoxicty in Drosophila melanogaster supplemented with creatine. Neurochemical research. 35, 1402-1412 (2010).
- Islam, R., et al. A neuroprotective role of the human uncoupling protein 2 (hUCP2) in a Drosophila Parkinson’s disease model. Neurobiology of disease. 46, 137-146 (2012).
- Lawal, H. O., et al. The Drosophila vesicular monoamine transporter reduces pesticide-induced loss of dopaminergic neurons. Neurobiology of. 40, 102-112 (2010).
- St Laurent, ., O’Brien, R., M, L., Ahmad, S. T. Sodium butyrate improves locomotor impairment and early mortality in a rotenone-induced Drosophila model of Parkinson’s disease. Neurowissenschaften. 246, 382-390 (2013).
- Sherer, T. B., et al. Mechanism of toxicity in rotenone models of Parkinson’s disease. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 23, 10756-10764 (2003).
- Munoz-Soriano, V., Paricio, N. Drosophila models of Parkinson’s disease: discovering relevant pathways and novel therapeutic strategies. Parkinson’s disease. , 520640 (2011).
- Steffan, J. S., et al. Histone deacetylase inhibitors arrest polyglutamine-dependent neurodegeneration in Drosophila. Nature. 413, 739-743 (2001).
- Auluck, P. K., Bonini, N. M. Pharmacological prevention of Parkinson disease in Drosophila. Nature medicine. 8, 1185-1186 (2002).
- Whitworth, A. J., et al. Increased glutathione S-transferase activity rescues dopaminergic neuron loss in a Drosophila model of Parkinson’s disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, 8024-809 (2005).
- Ahmad, S. T., Steinmetz, S. B., Bussey, H. M., Possidente, B., Seggio, J. A. Larval ethanol exposure alters free-running circadian rhythm and per Locus transcription in adult D. melanogaster period mutants. Behavioural brain research. 241, 50-55 (2013).
- Seggio, J. A., Possidente, B., Ahmad, S. T. Larval ethanol exposure alters adult circadian free-running locomotor activity rhythm in Drosophila melanogaster. Chronobiology international. 29, 75-81 (2012).
- Chaudhuri, A., et al. Interaction of genetic and environmental factors in a Drosophila parkinsonism model. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 27, 2457-2467 (2007).
- Feany, M. B., Bender, W. W. A Drosophila model of Parkinson’s disease. Nature. 404, 394-398 (2000).
- Ali, Y. O., Escala, W., Ruan, K., Zhai, R. G. Assaying locomotor, learning, and memory deficits in Drosophila models of neurodegeneration. Journal of Visualized Experiments : JoVE. , (2011).
- Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila. Experimental gerontology. 40, 386-395 (2005).
- Nichols, C. D., Becnel, J., Pandey, U. B. Methods to assay Drosophila behavior. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2012).
- Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster. Journal of Visualized Experiments : JoVE. , (2009).
