Электрофизиологические запись третьего Instar Drosophila Melanogaster деятельности центральной нервной системы

Общая цель этого подхода является возможность исследователям быстро измерить электрогенез центральной нервной системы (ЦНС) в модели насекомых, Drosophila melanogaster. Этот метод является надежной, быстро и экономически эффективно выполнять физиологические и токсикологических экспериментов. Центральной нервной системы имеет важное значение для жизни и, следовательно, физиологические пути критического для правильной работы нейронных были изучены широко в усилии понять или изменять нервные функции. Характеристика сигнальных путей в пределах членистоногих ЦНС позволило открытие нескольких химических классов инсектицидов, которые нарушают беспозвоночных нейронные функции для смертности при ограничении последствий пробить. Таким образом возможность измерения нейронной активности насекомых имеет значительный интерес в области физиологии насекомых токсикологии и поскольку нервной системы является ткани-мишени большинство инсектицидов развернутый¹. Тем не менее, продолжение роста фундаментальных и прикладных знаний, касающихся насекомых нервной системы требует передовых нейрофизиологических методов, которые ограничены в возможности, так как существующие методы являются трудоемкими и требуют высокий счет, насекомое нервных клеток линии ограничены, или имеется ограниченный доступ к центральной синапсы большинства членистоногих. В настоящее время характеристика большинства насекомых нейронных белков требует в цель, чтобы быть клонированный и участием выраженной для последующих лекарств и электрофизиологические записи, как было описано для насекомых внутрь выпрямителя калиевых каналов² , насекомое рианодиновыми рецептор³, комаров напряжения чувствительных К⁺ каналов⁴и др. Чтобы смягчить требования гетерологичных выражения и потенциал для низких функциональных выражение, Bloomquist и коллеги, целью побудить нейрональных фенотип в культивированный клетки Spodoptera frugiperda (Sf21) как новый метод для Инсектицид обнаружения^5,6. Эти методы обеспечивают допустимый подход для разработки новой химии, но они зачастую создают непреодолимым препятствием для характеристика фармакологических агентов, выявление механизмов резистентности к инсектицидам, и характеристика из основных физиологических принципов. Здесь мы описываем метод ex vivo , который позволяет запись электрической активности от модели насекомое, которое имеет ковкого генетики^7,8,9 и известное выражение модели нейронных комплексов^10,11,12 чтобы характеристика механизмов сопротивления на уровне нервных, режим действий недавно разработанных лекарственных препаратов и других токсикологических исследований.

Дрозофилы, D. melanogaster, является общей модели организма для определения насекомых нейронных систем или инсектицид механизм действия и был создан как организм хорошо подходит модель для изучения токсикологические¹³, фармакологические^{14 ,15}, нейрофизиологические¹⁶и патофизиологические^17,18,,1920 процессов позвоночных. D.melanogaster является holometabolous насекомых, выполняющий полный метаморфоза, включая стадии личинки и куколки до достижения стадии репродуктивного взрослых. На протяжении всего процесса развития нервной системы подвергается значительной реконструкции на различных этапах жизни, но личинок ЦНС будет в центре внимания этой методологии. Полностью разработанные личиночной ЦНС анатомически прост с грудной и брюшной сегментов, которые сливаются и образуют вентральной ганглия, который представляет массив, неоднократно и почти идентичны neuromeric единиц^21,22. По убыванию нервы мотора происходят из хвостового конца подглоточный ганглий и спускаются к иннервируют мышцы стенки тела и висцеральных органов личинки. Рисунок 1 описывает анатомии личиночной дрозофилы ЦНС.

Дрозофилы гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) развивается в конце эмбриогенеза и образуется subperineurial глиальных клеток (SPG)²¹. SPG клетки образуют многочисленные filopodia как процессы, которые разбросаны наладить непрерывный, очень плоский, эндотелия, как лист, который охватывает весь дрозофилы ЦНС²³. Дрозофилы BBB имеет сходство с позвоночных BBB, который включает сохранение гомеостаза нейронных микроокружения, контролируя проникновение питательных веществ и ксенобиотиков в ЦНС²¹. Это является предпосылкой для надежной нейронных передачи и функции, пока защита ЦНС, BBB ограничивает проникновение синтетических наркотиков, большинство пептидов и другие ксенобиотиков^24,25, который вводит потенциал проблемы при характеристике потенции мелкомолекулярных модуляторов. Данный метод использует простой перерезка нарушить этот барьер и фармакологические доступ к центральной синапсы.
Самая большая сила описывается методология является простота, воспроизводимость и относительно высокой пропускной способности присущие этой системе. Протокол является относительно легко освоить, установки требует мало места, и только первоначальный финансовый вклад необходима, которая сводится к реагентов и расходных материалов. Кроме того описан метод полностью исправимый записи Центральной убыванию активности нервных дом мухи, Муха domestica²⁶.