Методы для характеристики Спонтанное и Впечатлите вызванной Locomotion в Ротенон вызванной болезнью Паркинсона модели<em> Drosophila</em
Summary
Болезнь Паркинсона представляет собой нейродегенеративное расстройство, которое возникает в результате дегенерации допаминергических нейронов в центральной нервной системе, в результате чего передвижения, дефекты. Модели Ротенон болезнь Паркинсона у дрозофилы. В настоящем документе излагаются два анализов, которые характеризуют как спонтанные и поразить индуцированные недостатки передвижения, вызванные ротенона.
Abstract
Болезнь Паркинсона представляет собой нейродегенеративное расстройство, которое возникает в результате дегенерации допаминергических нейронов в центральной нервной системе, прежде всего, в черной субстанции. Болезнь вызывает двигательные недостатки, которые представляют как жесткость, тремор и деменции у людей. Ротенон является инсектицид, который вызывает окислительное повреждение путем ингибирования функции электрон-транспортной цепи в митохондриях. Он также используется для моделирования болезни Паркинсона в дрозофилы. Мухи имеют неотъемлемое негативное geotactic ответ, который заставляет их подняться вверх на время вздрогнул. Было установлено, что ротенон вызывает ранней смертности и передвижения, дефекты, которые нарушают способность мух, чтобы подняться после того как они были постучал вниз. Тем не менее, влияние ротеноном на спонтанное движение не очень хорошо документированы. Это исследование описывает два чувствительные, воспроизводимые, и высокой пропускной анализов охарактеризовать недостатки Ротенон индуцированных вкраткосрочный испуга, вызванного передвижения и долгосрочный спонтанное передвижение у дрозофилы. Эти анализы могут быть легко адаптированы для характеристики других моделей Drosophila передвижения дефектов и эффективности терапевтических агентов.
Introduction
Недостатки локомоции являются основным симптомом болезни Паркинсона и в значительной степени вызвано ухудшением дофаминергических нейронов черной субстанции 1. Ротенон является кетоновая инсектицид, который хорошо изучена для моделирования дефицита моторных Паркинсона в Drosophila 2-6. Ротенон вызывает окислительное повреждение, блокируя окислительного фосфорилирования путь, который в конечном итоге приводит к гибели клеток 7. Дофаминергических нейронов, более склонны к ротенона токсичности, что делает последствия химической первую очередь двигатель на основе 2,7. По индукции симптомы болезни Паркинсона у мух, мы можем лучше понять болезнь и устранить ее симптомы 6,8-11. Drosophila представляет собой хорошую модель для изучения этого эффекта, потому что они генетически сговорчивым, просты в обслуживании, и есть быстрый жизненный цикл.
Несколько исследований показали, что ротенон вызывает кратковременное испуга, вызванногопередвижение дефекты Drosophila -Когда мух ведутся на ротенона-дополняется пищи, они показывают медленнее негативное geotactic ответ после испуга 2-6. Их неспособность подняться вверх в флаконе аппарата так быстро, как испытаний контрольных свидетельствует о испуга, вызванного локомоции дефектов.
Эффект ротенона на долгосрочной перспективе, спонтанное движение не очень хорошо описано. Мониторы Drosophila деятельности (плотин) успешно используются для контроля движения в Drosophila циркадный ритм изучает 12,13. Мухи помещаются в отдельные пробирки, которые загружаются в РСВ. Этот аппарат оснащен инфракрасным сенсором, который подсчитывает количество раз муха пробитием инфракрасный луч. Эти отсчеты могут быть использованы в качестве меры невозмущенного движения и активности 12,13. Размещая мух в плотине, эффект ротенона на их долгосрочной передвижения можно охарактеризовать. Это исследование описывает методы в МПСЮр краткосрочный испуга, вызванного передвижения и долгосрочный спонтанное передвижение для того, чтобы лучше понять последствия Ротенон опосредованной недостатков двигателя. Характеристика опорно-двигательного недостатков, имитирующих болезнь Паркинсона важны, поскольку они позволяют для изучения других соединений, которые могут повернуть вспять эти передвижения, дефекты.
Protocol
Representative Results
Discussion
В этом исследовании, мы опишем две процедуры измерения как долгосрочный спонтанное передвижение и краткосрочный испуга, вызванного передвижения в ротенона вызванной Drosophila модели болезни Паркинсона. Наконец, можно оценить эти передвижения, характеристики в мух, подверженных дру?…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Авторы хотели бы поблагодарить Qiuli Wang, язык Resource Center, Колби колледж, для оказания технической помощи с обработкой видео и Эрик Томас, отдела музыки, колледжа Колби, для обеспечения фоновой музыки. Этот проект был поддержан грантами Национального центра исследовательских ресурсов, INBRE (P20RR016463-12), Национального института по общим медицинских наук (P20 GM103423-12), Граждане институты здравоохранения и науки дивизии Грант, колледжа Колби (STA). JL и LWM были поддержаны грантами от Летнего Scholar фонда, колледжа Колби.
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. |
Referencias
- 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. Neurociencias. 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).
