Transection الحبل الشوكي في اليرقات الزرد
Summary
بعد transection الشوكي، الزرد الكبار يكون الانتعاش وظيفية لمدة ستة أسابيع بعد الإصابة. للاستفادة من الشفافية اليرقات والانتعاش بشكل أسرع، ونحن نقدم وسيلة لtransecting الحبل الشوكي اليرقات. بعد transection، نلاحظ الانتعاش الحسية ابتداء من الساعة 2 أيام بعد الإصابة، وحركة C-منحنى قبل 3 أيام بعد الإصابة.
Abstract
تفشل الثدييات في الانتعاش الحسية والحركية التالية إصابة النخاع الشوكي بسبب نقص إعادة نمو محور عصبي دون مستوى الإصابة وكذلك عدم القدرة على معاودة تكوين الخلايا العصبية في العمود الفقري. ومع ذلك، فإن بعض anamniotes بما في ذلك الزرد دانيو rerio المعرض على حد سواء الحسية والانتعاش وظيفية حتى بعد transection كاملة من الحبل الشوكي. الزرد الكبار هو نموذج حي أنشئت لدراسة التجديد التالية اصابات الحبل الشوكي، مع الانتعاش الحسية والحركية من خلال 6 أسابيع بعد الإصابة. للاستفادة من الجسم الحي في تحليل عملية التجدد المتاحة في الزرد اليرقات شفافة وكذلك الأدوات الجينية لا يمكن الوصول إليها في الكبار، ونحن نستخدم اليرقات الزرد لدراسة تجديد بعد transection الحبل الشوكي. نحن هنا يبرهن على وجود طريقة لبتكاثر ويمكن التحقق منه transecting الحبل الشوكي اليرقات. بعد transection، بياناتنا تظهر الانتعاش الحسية بداية في 2 يوما بعد الإصابة (نقطة في البوصة)، وخفة دمح حركة-C منحنى كشفها بواسطة 3 نقطة في البوصة واستئناف السباحة الحرة بنسبة 5 نقطة في البوصة. وبالتالي نقترح الزرد اليرقات كأداة مصاحب لالزرد الكبار لدراسة الانتعاش بعد إصابة الحبل الشوكي.
Introduction
الصدمة الكبرى إلى الحبل الشوكي الإنسان غالبا ما يؤدي إلى الشلل الدائم وفقدان الإحساس دون مستوى الإصابة، وذلك بسبب عدم القدرة على محاور عصبية أو تجديد أعماله تنمو الخلايا العصبية 1،2. وعلى النقيض من الثدييات، ومع ذلك، بما في ذلك anamniotes السلمندر والزرد (دانيو rerio) تظهر انتعاشا قويا حتى بعد transection الحبل الشوكي كاملة 3،4.
الزرد الكبار هو نموذج راسخة لدراسة عملية الانتعاش في أعقاب إصابة الحبل الشوكي 5-7. التالية transection كاملة في النخاع الشوكي، لوحظ إعادة وظيفة الحسية وقاطرة في الزرد الكبار بنسبة 6 أسابيع بعد الإصابة 8. من أجل دراسة عملية التجدد في الجسم الحي، لجأنا إلى الزرد اليرقات شفافة 9.
ونحن هنا نقدم وسيلة لالقطع في الحبل الشوكي من 5 أيام بعد الإخصاب (DPF) اليرقات الزرد باليودنانوغرام ماصة حقن مكروي مشطوف كما مشرط أو تعديلها من بهات، وآخرون. يدعم 10 هذا الأسلوب إنتاجية عالية ومعدلات وفيات منخفضة، والتكاثر. مع الممارسة، 300 يرقة / ساعة يمكن مقطوع، وأكثر من 6 أشهر من transections، بما في ذلك أكثر من 3،600 الحيوانات، 98.75٪ ± 0.72٪ نجا حتى 7 أيام بعد الإصابة (نقطة في البوصة). وتظهر بيانات لدينا انتعاش سريع للتنقل الحسية وكذلك: في 1 نقطة في البوصة، هو الدافع وراء كل حركة من الأسماك أصيب الصدرية تحرك الزعانف فقط. ومع ذلك، تبدأ اليرقات للرد على إبرة التنغستن مسة الذيلية لtransection بنسبة 2 نقطة في البوصة، إعادة تأسيس الحركة C-منحنى بنسبة 3 نقطة في البوصة، وعرض السباحة المفترسة بنسبة 5 نقطة في البوصة 11. باستخدام الأجسام المضادة ضد تلطيخ تويولين الأسيتيل، ونحن قد أكدت أن محاور هي غائبة عن موقع الإصابة في 1 نقطة في البوصة، ولكن عبروا موقع الإصابة بنسبة 5 نقطة في البوصة. ونحن نعتقد أن هذا البروتوكول توفير تقنية قيمة لدراسة إعادة نمو محور عصبي وتكوين الخلايا العصبية في النخاع الشوكي بعد الاصابة. </p>
Protocol
Representative Results
Discussion
عندما تعلم هذه التقنية في البداية، ونحن نوصي محاولة لا أكثر من 50-100 transections في جلسة واحدة. بعد اتقان هذه التقنية، ونحن قادرون على القطع يصل إلى 300 الأجنة في ساعة؛ ومع ذلك، فإن هذا المستوى من الإنتاجية يتطلب بضعة أشهر من الممارسة الأسبوعية. نوصي أيضا ممارسة مع خط مراسل وا…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
نحن مدينون لمرفق جامعة ولاية يوتا الزرد لتربية المواشي. وأيد من قبل المعاهد الوطنية للصحة RID R56NS053897، وكان LKB متدرب دكتوراه مسبقا بدعم من مبادرة HHMI ميد حيز غراد.
Materials
| Name of Material/ Equipment | Company | Catalog Number | Comments/Description |
| 60mm petri dish | VWR | 82050-544 | |
| 100mm petri dish | VWR | 89038-968 | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Fisher Scientific | NC9644388 | |
| borosilicate capillary tubing: OD 1.00mm ID 0.78mm | Warner Instruments Inc. | 64-0778 | |
| forceps | Fine Scientific Tools Inc. | 11252-30 | |
| disssection microscope | Nikon | SMZ6454 | |
| microgrinder | Narishige | EG-44 | |
| Gentamycin Sulfate | Amresco Inc. | 0304-5G | dissolve in water 10mg/ml, store at -20°C |
| Tricaine | Acros Organics | 118000100 | |
| cotton tipped applicator, wood, 6-inch | Fisher Scientific | 23-400-101 | |
| 1ml syringe | BD | 309625 | |
| 27 ga. needle | BD | 305109 | |
| Fry food | Argent Labs | F-ARGE-PTL-CN | store at -20°C |
| micropipette puller | Sutter Instrument Co. | Model P-97 | Box Filament FB330B |
| 20x E2 (1L) | store at RT | ||
| 17.5g NaCl | Fisher Scientific | S671-500 | |
| 0.75g KCl | Fisher Scientific | P217-500 | |
| 2.90g CaCl2·2H2O | Sigma | C7902-500G | |
| 4.90g MgSO4·7H2O | Merck | MX0070-1 | |
| 0.41g KH2PO4 | Fisher Scientific | P285-500 | |
| 0.12g Na2HPO4 | Sigma | S0876-500G | |
| 500x NaCO3 (10ml) | make fresh, discard extra | ||
| 0.35g NaCO3 | Sigma | S5761 | |
| 1x E2 (1L) | store at RT | ||
| 50ml 20x E2 | |||
| 2ml fresh 500x NaCO3 |
References
- Houweling, D. A., Bär, P. R., Gispen, W. H., Joosten, E. A. Spinal cord injury: bridging the lesion and the role of neurotrophic factors in repair. Progress in brain research. 117, 455-471 (1998).
- Mikami, Y., et al. Implantation of dendritic cells in injured adult spinal cord results in activation of endogenous neural stem/progenitor cells leading to de novo neurogenesis and functional recovery. Journal of neuroscience research. 76 (4), 453-465 (2004).
- Chernoff, E. A. G., Sato, K., Corn, A., Karcavich, R. E. Spinal cord regeneration: intrinsic properties and emerging mechanisms. Seminars in Cell & Developmental Biology. 13 (5), 361-368 (2002).
- Kuscha, V., Barreiro-Iglesias, A., Becker, C. G., Becker, T. Plasticity of tyrosine hydroxylase and serotonergic systems in the regenerating spinal cord of adult zebrafish. The Journal of comparative neurology. 520 (5), 933-951 (2012).
- Becker, C. G., Lieberoth, B. C., Morellini, F., Feldner, J., Becker, T., Schachner, M. L1.1 is involved in spinal cord regeneration in adult zebrafish. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 24 (36), 7837-7842 (2004).
- Hui, S. P., Dutta, A., Ghosh, S. Cellular response after crush injury in adult zebrafish spinal cord. Developmental Dynamics: An Official Publication of the American Association of Anatomists. 239 (11), 2962-2979 (2010).
- Goldshmit, Y., Sztal, T. E., Jusuf, P. R., Hall, T. E., Nguyen-Chi, M., Currie, P. D. Fgf-dependent glial cell bridges facilitate spinal cord regeneration in zebrafish. The Journal of neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. 32 (22), 7477-7492 (2012).
- Reimer, M. M., et al. Motor neuron regeneration in adult zebrafish. The Journal of Neuroscience: The Official Journal of the Society for Neuroscience. 28 (34), 8510-8516 (2008).
- Hale, M. E., Ritter, D. A., Fetcho, J. R. A confocal study of spinal interneurons in living larval zebrafish. The Journal of comparative neurology. 437 (1), 1-16 (2001).
- Bhatt, D. H., Otto, S. J., Depoister, B., Fetcho, J. R. Cyclic AMP-induced repair of zebrafish spinal circuits. Science. 305 (5681), 254-258 (2004).
- McClenahan, P., Troup, M., Scott, E. K. Fin-tail coordination during escape and predatory behavior in larval zebrafish. PloS one. 7 (2), (2012).
- Kim, C. H., et al. Repressor activity of Headless/Tcf3 is essential for vertebrate head formation. Nature. 407 (6806), 913-916 (2000).
