Summary

Spinal Cord transezione nel larvale Zebrafish

Published: May 21, 2014
doi:

Summary

Dopo la sezione spinale, zebrafish adulto ha recupero funzionale da sei settimane post-infortunio. Per usufruire di trasparenza larvale e recupero più veloce, vi presentiamo un metodo per sezionare il midollo spinale larvale. Dopo la resezione, osserviamo il recupero sensoriale che inizia a 2 giorni dopo l'infortunio, e il movimento C-bend per tre giorni post-infortunio.

Abstract

Mammiferi sicuro nel recupero sensoriale e motoria seguente lesione del midollo spinale per mancanza di ricrescita assonale sotto del livello della lesione e l'incapacità di reinizializzare neurogenesi spinale. Tuttavia, alcuni Anamni tra cui il zebrafish Danio rerio mostre sia sensoriali e recupero funzionale anche dopo la completa resezione del midollo spinale. Lo zebrafish adulto è un organismo modello stabilito per studiare la rigenerazione dopo la lesione del midollo spinale, con recupero sensoriale e motorio da 6 settimane post-infortunio. Per usufruire di analisi in vivo del processo rigenerativo disponibile in zebrafish larvale trasparente così come strumenti genetici non accessibile nell'adulto, usiamo il zebrafish larvale di studiare la rigenerazione dopo resezione del midollo spinale. Qui mostriamo un metodo per riproducibile e verificabile sezionare il midollo spinale larvale. Dopo la resezione, dai dati risulta recupero sensoriale inizio a due giorni post-infortunio (dpi), with il movimento di C-bend rilevabile da 3 dpi e la ripresa di nuoto libero da 5 dpi. Così proponiamo zebrafish larvale come strumento guidata al zebrafish adulti per lo studio di recupero dopo lesione del midollo spinale.

Introduction

Grave trauma al midollo spinale umano si traduce spesso in paralisi permanente e perdita di sensibilità al di sotto del livello della lesione, a causa della incapacità di ricrescere assoni o iniziare nuovamente neurogenesi 1,2. In contrasto con i mammiferi, tuttavia, Anamni tra cui salamandre e zebrafish (Danio rerio) mostrano robusta ripresa anche dopo la completa del midollo spinale recisione 3,4.

Lo zebrafish adulto è un modello ben consolidato per studiare il processo di recupero dopo lesione del midollo spinale 5-7. Dopo resezione completa del midollo spinale, ripristino della funzione sensoriale e locomotiva è osservata nel zebrafish adulto per 6 settimane post-infortunio 8. Al fine di esaminare il processo di rigenerazione in vivo, ci siamo rivolti al zebrafish larvale trasparente 9.

Qui vi presentiamo un metodo per transetto midollo spinale di un 5 giorni dopo la fecondazione (dpf) larvale zebrafish USIng una pipetta microiniezione smussato come un bisturi, modificato da Bhatt, et al. 10 Questo metodo supporta throughput elevato, bassa mortalità e riproducibilità. Con la pratica, 300 larve / h può essere sezionato, e oltre 6 mesi di transections, di cui oltre 3.600 animali, 98,75% ± 0,72% sopravvisse entro 7 giorni post-infortunio (dpi). I nostri dati mostrano un rapido recupero di locomozione sensoriale e così: a 1 dpi, tutti i movimenti dai pesci feriti è guidata da un solo pettorale locomozione pinna. Tuttavia, le larve iniziano a rispondere al tungsteno ago tocco caudale a resezione del 2 dpi, ristabilire il movimento C-bend da 3 dpi, e visualizzare il nuoto predatori del 5 dpi 11. Utilizzando la colorazione anticorpi contro tubulina acetilata, abbiamo confermato che gli assoni sono assenti dal sito di lesione a 1 dpi, ma abbiamo attraversato il sito di lesione da 5 dpi. Crediamo che questo protocollo fornirà una valida tecnica per lo studio di ricrescita assonale e neurogenesi nel midollo spinale dopo la lesione. </p>

Protocol

Zebrafish sono state sollevate e allevati secondo le procedure standard; esperimenti sono stati approvati dalla University of Utah Istituzionale cura degli animali e del Comitato Usa. 1. Preparazione di piatti Chirurgia Fai piastre di chirurgia con 60 millimetri Petri e Sylgard 184 Kit di silicone elastomero, seguendo le istruzioni del produttore. Riempire i piatti non più di mezzo pieno e lasciare polimerizzare. Conservare coperto a temperatura ambiente. <p class="jove…

Representative Results

Per ridurre la gravità dei danni ai tessuti circostanti il sito di lesione, la corretta smussatura della micropipetta è critica. Figura 1A mostra una punta smussata correttamente. Utilizzando una punta che è troppo ampia (Figura 1B) tende a provocare incidenti mortali più elevate a causa della maggiore probabilità di intaccare l'aorta dorsale, mentre una punta che è troppo stretto (Figura 1C) tende a colpo d'occhio fuori la pelle piuttosto che il taglio de…

Discussion

Quando inizialmente imparare questa tecnica, si consiglia di tentare non più di 50-100 transections in una singola sessione. Dopo aver imparato questa tecnica, siamo in grado di transetto fino a 300 embrioni per ora; Tuttavia, questo livello di velocità richiede pochi mesi di pratica settimanale. Consigliamo inoltre praticare con una linea giornalista e la verifica completa resezione finché l'incidenza di incompleta recisione del midollo spinale è ridotto a meno dell'1%.

Recision…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Siamo in debito con l'impianto University of Utah zebrafish per la zootecnia. RID è stato sostenuto da NIH R56NS053897, e LKB era un tirocinante predoctoral supportato dall'iniziativa HHMI Med-Into-Grad.

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

Referências

  1. 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).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. 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).
  6. 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).
  7. 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).
  8. 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).
  9. 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).
  10. 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).
  11. McClenahan, P., Troup, M., Scott, E. K. Fin-tail coordination during escape and predatory behavior in larval zebrafish. PloS one. 7 (2), (2012).
  12. Kim, C. H., et al. Repressor activity of Headless/Tcf3 is essential for vertebrate head formation. Nature. 407 (6806), 913-916 (2000).

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Citar este artigo
Briona, L. K., Dorsky, R. I. Spinal Cord Transection in the Larval Zebrafish. J. Vis. Exp. (87), e51479, doi:10.3791/51479 (2014).

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