I detta arbete beskrivs metoder för att fastställa akuta och kroniska hyperglykemodeller i zebrafisk. Syftet är att undersöka effekten av hyperglykemi på fysiologiska processer, såsom konstitutiv och skadainducerad neurogenes. Arbetet belyser också användningen av zebrafisk för att följa radiomärkta molekyler (här, [ 18 F] -FDG) med användning av PET / CT.
Hyperglykemi är en stor hälsofråga som leder till hjärt- och cerebral dysfunktion. Det är till exempel förknippat med ökade neurologiska problem efter stroke och är visat att det påverkar neurogena processer. Intressant har den vuxna zebrafisken nyligen framkommit som en relevant och användbar modell för att efterlikna hyperglykemi / diabetes och att undersöka konstitutiv och regenerativ neurogenes. Detta arbete ger metoder för att utveckla zebrafiskmodeller av hyperglykemi för att undersöka effekten av hyperglykemi på hjärncellsproliferation under hemostatiska och hjärnans reparationsförhållanden. Akut hyperglykemi är etablerad med intraperitoneal injektion av D-glukos (2,5 g / kg kroppsvikt) i vuxen zebrafisk. Kronisk hyperglykemi induceras genom nedsänkning av vuxen zebrafisk i D-glukos (111 mM) innehållande vatten i 14 dagar. Blod-glukosnivåmätningar beskrivs för dessa olika tillvägagångssätt. Metoder för att undersöka effekten av hyperglykemi på konstitutiv aNd regenerativ neurogenes, genom att beskriva telensfalonens mekaniska skada, dissekera hjärnan, paraffininbäddning och sektion med en mikrotom och utföra immunohistokemiprocedurer, visas. Slutligen beskrivs även metoden att använda sebrafisk som en relevant modell för studier av biodistribution av radiomärkta molekyler (här, [18F] -FDG) med användning av PET / CT.
Hyperglykemi definieras som överdrivna blodglukosnivåer. Även om det kan återspegla akut stress, är hyperglykemi också ett tillstånd som ofta leder till diagnos av diabetes, en kronisk störning av insulinutsöndring och / eller resistens. År 2016 har antalet vuxna som lever med diabetes nått 422 miljoner världen över, och varje år dör 1,5 miljoner människor från denna sjukdom, vilket gör det till ett stort hälsoproblem 1 . Faktum är att okontrollerad diabetes leder till flera fysiologiska störningar som påverkar hjärt-kärlsystemet, njurarna och perifera och centrala nervsystemet.
Intressant kan akut och kronisk hyperglykemi förändra kognition och bidra till både demens och depression 2 , 3 , 4 , 5 , 6 . Dessutom är patienternas tillträde wIth hyperglykemi har associerats med sämre funktionella, neurologiska och överlevnadsresultat efter ischemisk stroke 7 , 8 , 9 , 10 , 11 . Det visades också att hyperglykemi / diabetes påverkar vuxen neurogenes, en process som leder till generering av nya neuroner, genom att påverka neuralt stamcellsaktivitet och neuronal differentiering, migration och överlevnad 2 , 12 .
I motsats till däggdjur visar teleostfisk, som sebrafisk, intensiv neurogen aktivitet i hela hjärnan och uppvisar en enastående kapacitet för hjärnreparation under vuxen ålder 13 , 14 , 15 , 16 . I synnerhet är sådana kapaciteter möjliga på grund av neu-kvarhållandetRal stam / progenitor celler, inklusive radiell glia och neuroblaster 17 , 18 , 19 . Dessutom har zebrafisken nyligen kommit fram som en modell för att studera metaboliska störningar, inklusive fetma och hyperglykemi / diabetes 20 , 21 , 22 .
Trots att zebrafisken är en välkänd modell för hyperglykemi och neurogenes har få studier undersökt effekten av hyperglykemi på hjärnhomostas och kognitiv funktion 12 , 23 . För att bestämma effekterna av hyperglykemi på konstitutiv och skadainducerad hjärncellsproliferation skapades en modell av akut hyperglykemi genom intraperitoneal injektion av D-glukos. Dessutom reproducerades en modell av kronisk hyperglykemi genom nedsänkning av fisk i vatten kompletterad wMed D-glukos 12 . Zebrafish uppvisar många fördelar i forskning. De är billiga, lätta att höja och genomskinliga under de första utvecklingsstadierna, och deras genom har sekvenserats. I samband med detta arbete uppvisar de också flera ytterligare fördelar: (1) de delar liknande fysiologiska processer med människor, vilket gör dem till ett kritiskt verktyg för biomedicinsk forskning; (2) de tillåter snabb undersökning av effekterna av hyperglykemi på hjärnhomostas och neurogenes, med tanke på deras utbredd och starka neurogena aktivitet; Och (3) de är en alternativ modell som möjliggör minskning av antalet däggdjur som används i forskning. Slutligen kan zebrafisk användas som en modell för testning av biodistribution av radiomärkta molekyler och potentiella terapeutiska medel med användning av PET / CT.
Det övergripande målet med följande procedur är att visuellt dokumentera hur man ställer upp modeller av akut och kronisk hyperglykemi i zebrafisk, använd zebRafish för att bedöma hjärnomvandling i hyperglykemiska förhållanden och övervaka radiomärkta molekyler (här, [18F] -FDG) med användning av PET / CT.
I detta arbete beskrivs olika metoder för att fastställa akuta och kroniska modeller av hyperglykemi hos zebrafisk. De viktigaste fördelarna med dessa förfaranden är att: (1) de möjliggör en minskning av antalet däggdjur som används för forskning, (2) de är enkla att inrätta och snabbt genomföra, och (3) de är ekonomiska. Därför möjliggör sådana modeller för undersökning av effekterna av hyperglykemi på ett stort antal djur för att studera dess inverkan på olika fysiologiska processer, inklusive …
The authors have nothing to disclose.
Vi tackar starkt Direction des Usages du Numérique (DUN) från La Réunion University för att redigera videon (särskilt Jean-François Février, Eric Esnault och Sylvain Ducasse), Lynda-Rose Mottagan för voiceover, Mary Osborne-Pellegrin för korrekturläsning Voice-over och CYROI-plattformen. Detta arbete stöddes av bidrag från La Réunion University (Bonus Qualité Recherche, Dispositifs incitatifs), Conseil Régional de La Réunion, Europeiska unionen (CPER / FEDER) och Philancia-föreningen. ACD är mottagare av stipendium från Ministère de l'Education Nationale de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, La Réunion University (Contrat Doctoral).
1mL Luer-Lok Syringe | BD, USA | 309628 | |
4',6'-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Sigma-Aldrich, Germany | D8417 | |
7 mL bijou container plain lab | Dutscher, France | 080171 | |
D-glucose | Sigma-Aldrich, Germany | 67021 | |
Digital camera | Life Sciences, Japan | Hamamatsu ORCA-ER | |
Disposable base molds | Simport, Canada | M475-2 | |
Donkey anti-rabbit Alexa fluor 488 | Life Technologies, USA | A21206 | |
Embedding center | Thermo Scientific, USA | Shandon Histocentre 3 | |
Fluorescence microscope | Nikon, Japan | Eclipse 80i | |
Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) | Cyclotron, France | ||
Glucometer test strip | LifeScan, France | One-Touch 143 Ultra | |
Goat anti-mouse Alexa fluor 594 | Life Technologies, USA | A11005 | |
In-Vivo Imaging System | TriFoil Imaging, Canada | Triumph Trimodality | |
Microtome | Thermo Scientific, USA | Microm HM 355 S | |
Monoclonal mouse anti-PCNA | DAKO, USA | clone PC10 | |
Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich, Germany | P6148-500G | |
Polyclonal rabbit anti-GFAP | DAKO, USA | Z033429 | |
Slide drying bench | Electrothermal, USA | MH6616 | |
Sodium chloride | Sigma-Aldrich, Germany | S9888 | |
Sodium citrate trisodium salt dehydrate | Prolabo, France | 27833.294 | |
Sterile needle | BD Microlance 3 | 30 G 1/2 ; 0.3 mm x 13 mm | |
Student Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 91150-20 | |
Student surgical scissors | Fine Science Tools | 91400-14 | |
Superfros Plus Gold Slides | Thermo Scientific, USA | FT4981GLPLUS | |
Surgical microscope | Leica, France | M320-F12 | |
Tissue embedding cassettes | Simport, Canada | M490-10 | |
Tissue embedding medium | LeicaBiosystems, USA | 39602004 | |
Toluene | Sigma-Aldrich, Germany | 244511 | |
Tricaine MS-222 | Sigma-Aldrich, Germany | A5040 | |
Triton X100 | Sigma-Aldrich, Germany | X100-500 mL | |
Vectashield medium | Vector Laboratories, USA | H-1000 | |
Xylene | Sigma-Aldrich, Germany | 534056 | |
Fish Strain | AB | ||
Saline phosphate buffer (10X PBS) pH 7.4 (for 1 liter) | For preparing 10X PBS, add the following salts and complete to 1 liter with distilled water | ||
Potassium chloride (MM : 74.55 g/mol): 2.00 g | Sigma-Aldrich, Germany | 746436 | |
Potassium phosphate monobasic (MM: 136,09 g/mol): 2.40g | Sigma-Aldrich, Germany | 795488 | |
Sodium chloride (MM : 58.44 g/mol): 80.00 g | Sigma-Aldrich, Germany | S9888 | |
Sodium phosphate dibasic (MM: 141,96 g): 14,40 g | Sigma-Aldrich, Germany | 795410 |