Un protocole est décrit qui utilise anoxie / famine dans C. elegans pour modéliser l'ischémie / reperfusion. Les résultats fonctionnels incluent une mortalité accrue, des anomalies visibles dans les processus neuronaux GFP-étiquetée, et les réponses comportementales douteux qui nécessitent la fonction neuronale.
Protocoles pour anoxie / famine dans le modèle génétique organisme C. elegans simuler une ischémie / reperfusion. Worms sont séparés de l'alimentation bactérienne et placées sous anoxie pendant 20 heures (ischémie simulée), et ensuite déplacés dans une atmosphère normale avec des aliments (par reperfusion simulée). Cette expérimentales résultats de paradigme dans augmentation de la mort et des lésions neuronales et techniques sont présentées pour évaluer la viabilité organisme, altérations de la morphologie des processus contact des neurones, ainsi que la sensibilité tactile, ce qui représente la sortie de comportement de la fonction neuronale. Enfin, une méthode pour construire des pépinières d'hypoxiques en utilisant des conteneurs de stockage de cuisine commune est décrite. L'addition d'une unité de commande de débit massique permet des modifications à apporter au mélange gazeux dans les incubateurs de mesure, et d'un bain à circulation d'eau permet à la fois pour le contrôle de la température et il est facile d'identifier les fuites. Cette méthode offre une alternative à faible coût pour commercialementunités disponibles.
C. elegans est un nématode qui a été largement adopté comme un modèle eucaryote organisme multicellulaire depuis son introduction par Brenner 1. Il s'agit d'un modèle simple, pas cher et polyvalent, qui permet un accès facile entre les altérations génétiques et phénotypique change 2.
L'ischémie est caractérisé par un manque de nutriments et de l'apport d'oxygène à un tissu, suivie d'une reperfusion, quand une salve d'espèces réactives de l'oxygène est produit 3 et la plupart des dommages se produisent. En 2002, un modèle d'ischémie / reperfusion (IR) en C. elegans a été développé 4 impliquant soumettre l'ensemble ver à l'anoxie, une carence en nutriments et le stress de la chaleur pendant environ 20 heures puis de 24 heures dans des conditions normales. Bien que ce modèle est techniquement une anoxie-famine (AS) l'état, la mort cellulaire se produit par des mécanismes qui sont conservés chez les mammifères, y compris les dommages induits par les oxydants pendant la reperfusion <sup> 5. En outre, même à des mammifères IR, dommages induits par les AS en C. elegans peuvent être évités par le préconditionnement ischémique 6,7 ou préconditionnement anesthésique 8,9.
Les protocoles ci-dessous montrent comment imiter IR en C. elegans en utilisant le modèle AS, comment marquer des anomalies morphologiques et comportementaux qui résultent de l'AS, et comment adapter le protocole d'une manière qui permet l'expérience d'être réalisée avec un investissement initial inférieur en utilisant un, facilement construit alternative chambre sur mesure .
Comme il a été largement utilisé dans C. elegans pour modéliser blessure IR. Quelques points clés doivent être mis en évidence pour ce protocole: C. elegans sont résistants à un large éventail de blessures, ce qui justifie la nécessité pour 3 insultes concomitants (chaleur, la famine et l'anoxie) pour atteindre la mort en utilisant ce système. Anoxie seul ne tue pas les vers dans ce laps de temps 14. En outre, l'augmentation de température est un stress supplémentaire, il est donc important de surveiller de près. Strictement parlant, la famine ne contribue pas de manière significative le degré de mortalité observée 7, en soi, mais elle semble réduire la variabilité entre les différents récipients expérimentaux. Étant donné qu'il peut y avoir une grande variabilité de jour en jour, il est extrêmement important de comparer des échantillons testés directement en parallèle, et de répéter des expériences sur plusieurs jours. En général, les résultats sont mesurés pour trois plaques distinctes de 50-100 vers / condition expérimentale et ce sont lesn moyenne et considérée comme une seule répétition expérimentale. Généralement, entre sept et neuf répliques semblent être suffisantes pour atteindre ou exclure la signification statistique.
Le stade de développement des vers utilisés dans l'expérience doit également être soigneusement surveillée comme la sensibilité des différentes étapes de l'AS dommages varie considérablement 15,16. L'utilisation des jeunes adultes est la norme, et le stade larvaire (L3 et L4) vers semblent être plus résistants aux effets néfastes de l'AS (données non publiées).
Ce protocole présente deux façons d'effectuer les expériences, l'une utilisant un appareil de laboratoire réalisés (en utilisant des récipients de type Tupperware et entrée de gaz 11) et l'autre en utilisant une chambre hypoxique commerciale 4,6. Anoxie peut être obtenue par d'autres moyens qui consomment de l'oxygène, comme décrit par ailleurs 13,17. L'utilisation de techniques alternatives pour créer un environnement hypoxique peut changer le temps d'incubation nécessaire ASpour créer la quantité désirée de la mort. Ciblage ~ 20% de survie est un point de départ idéal pour étudier les interventions de protection, tandis que 80% est tout aussi idéal pour les interventions qui aggravent les effets néfastes de l'AS. Une autre mise en garde importante est l'heure à laquelle les scores d'observation morts / vivants vers. Si le temps de l'analyse est prolongée au-delà de 24 heures, les données peuvent être trompeuses car les vers morts deviennent de plus en plus difficiles à identifier. Cela peut être dû à des carcasses de ver devenir relativement transparent au fil du temps, mais aussi au fait que les embryons fécondés peuvent se développer dans la descendance post-mortem à l'intérieur des carcasses et perturber eux comme ils émergent.
L'analyse de la morphologie neuronale peut être modifié pour examiner des profils d'expression de protéines de 18, 4 fragmentation nucléaire et d'autres paramètres 19 de par son remplacement par une souche de vis sans fin qui exprime le marqueur génétiquement codé approprié. Une mise en garde finale est que la visualisation de l'processus neuronaux doivent être effectués moins de 30 minutes après le placement des vers sur la diapositive. Les animaux gardés sous anesthésie sur des lames pour des périodes plus longues peuvent présenter des dommages AS-indépendante. Ajustez la quantité d'animaux par diapositive selon le temps nécessaire pour suivre et analyser.
The authors have nothing to disclose.
Les figures 1 et 2 ont déjà été publiés en biologie et médecine (Queliconi et al. 5) Free Radical et avoir le droit d'auteur détenus par Elsevier. Ce travail a été soutenu par le Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), l'Instituto Nacional de Tecnologia e Ciência de Processos Redox lui Biomedicina, Núcleo de Apoio à Pesquisa de Processos Redox lui Biomedicina, USPHS NS064945 (KN), et USPHS GM087483 (KN ). BBQ est un étudiant au doctorat soutenue par une bourse FAPESP.
N2 strain | CGC (http://www.cbs.umn.edu/CGC/) | Wild type strain | |
TU2583 uIs25 (Pmec-18::GFP) | CGC (http://www.cbs.umn.edu/CGC/) | TU2583 | integrated fluorescent transgene used to label touch neurons |
CB1338 mec-3 (e1338)IV | CGC (http://www.cbs.umn.edu/CGC/) | CB1338 | canonical mec-3 mutant that is touch insensitive |
Microcentrifuge Tube | Eppendorf | 0030 120.086 | |
Nikon Eclipse TE2000-U Microscope | Nikon USA | TE2000-U | |
Low Temperature Incubator | Sheldon Manufacturing Inc. | Model 2005 | |
Eyelash Pick | An eyelash pick can be prepared by attaching an eyelash onto a wooden toothpick, then attaching the toothpick in a glass Pasteur pipette (Figure 3) | ||
Hypoxic Chamber | Coy | 8307030 | Hypoxic Glove box equipped with paladium catalyst and CO2 controller. |