Здесь мы вводим и описываем широко доступные методологии с использованием некоторых универсальных моделей нематод, включая гиперактивированный ионный канал индуцированного некрозания и белоковой нейротоксичности, для мониторинга и вскрытия клеточных и молекулярных основ возрастных нейродегенеративных заболеваний.
Борьба с нейродегенеративными патологиями человека и управление их всепроникающим социально-экономическим воздействием становится глобальным приоритетом. Несмотря на их пагубное воздействие на качество жизни человека и систему здравоохранения, большинство нейродегенеративных расстройств человека по-прежнему остаются неизлечимыми и не предотвратимыми. Поэтому разработка новых терапевтических вмешательств против таких недугов становится актуальной. Возрастное ухудшение нейронных цепей и функций эволюционно сохраняется в организмах, столь же разнообразных, как скромный червь Caenorhabditis elegans и людей, означающих сходство в основных клеточных и молекулярных механизмов. C. elegans является очень податливой генетической моделью, которая предлагает хорошо охарактеризованную нервную систему, прозрачность тела и разнообразный репертуар генетических и визуальных методов для оценки нейронной активности и контроля качества во время старения. Здесь мы вводим и описываем методологии, используя некоторые универсальные модели нематод, в том числе гиперактивированный ионный ионный некроз (например, deg-3 (d) и mec-4 (d)) и белковый агрегат (например, протеиновый разбивка и поли-глутамат) Сочетание этих моделей нейродегенерации животных, а также генетические и фармакологические экраны для модуляторов смерти клеток приведет к беспрецедентному пониманию возрастного распада нейронов и обеспечит критическое понимание с широким значением для здоровья человека и качества жизни.
За последние два десятилетия C. elegans широко использовался в качестве модельного организма для исследования молекулярных механизмов смерти некротических клеток. C. elegans предлагает исключительно хорошо охарактеризованную и отображенную нервную систему, прозрачную структуру тела и разнообразный репертуар генетических и визуальных методов для мониторинга клеточной функции in vivo и выживания на протяжении всего старения. Таким образом, несколько C. elegans генетические модели нейродегенерации уже были разработаны для оценки жизнеспособности нейронов. В частности, хорошо описанные и используемые модели нематод включают гиперактивный ионный канал индуцированного некрозания1,,2,3 и гибель клеток, вызванную повышенной агрегацией белка,4,5,6,7,8,,9,,10 и тепловой удар11,12, среди других.
Краткосрочное воздействие сублетальных температур придавало сопротивление против смерти некротических клеток, вызванное последующим тепловым стрессом как в нематодах, так и в нейронах млекопитающих11. Интересно, что ежедневное предурочича нематод при мягкой повышенной температуре защищает от нейродегенерации, которая наносится различными стимулами, такими как ионный дисбаланс (например, mec-4 (u231) и/или deg-3 (u662)) и агрегация белка (например,,1311-
Здесь мы описываем универсальные методологии с использованием C. elegans для мониторинга и оценки возрастной нейродегенерации в устоявшихся моделях заболеваний человека, таких как эксцитотоксичность с вызванной гибелью клеток, болезнь Паркинсона и Гентингтона. Кроме того, мы подчеркиваем нейропротекторную роль тепловых предпосылок в нескольких моделях нейродегенерации. Сочетание этих методов вместе с генетическими и / или фармакологических экранов приведет к выявлению и характеристике новых модуляторов смерти клеток, с потенциальным терапевтическим интересом.
Здесь мы вводим и описываем широко доступные методологии роста, синхронизации и микроскопического исследования некоторых универсальных моделей C. elegans, исследующих возрастную нейродегенерацию. В частности, мы оцениваем и вскрываем клеточные и молекулярные основы возрастного нер…
The authors have nothing to disclose.
Мы благодарим Chaniotakis M. и Kounakis K. за видеозапись и редактирование. K.P. финансируется за счет гранта Греческого фонда исследований и инноваций (HFRI) и Генерального секретариата по исследованиям и технологиям (GSRT). N.T. финансируется за счет грантов Европейского исследовательского совета (ERC – GA695190 – MANNA), Рамочных программ Европейской комиссии и Министерства образования Греции.
Agar | Sigma-Aldrich | 5040 | |
Agarose | Biozym | 8,40,004 | |
AM101: rmsIs110[prgef-1Q40::YFP] | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) | ||
Calcium chloride dehydrate (CaCl2∙2H2O) | Sigma-Aldrich | C5080 | |
Cholesterol | SERVA Electrophoresis | 17101.01 | |
deg-3(u662)V or deg-3(d) | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) | Maintain animals at 20 °C | |
DIC microscope (Nomarsky) | Zeiss | Axio Vert A1 | |
Dissecting stereomicroscope | Nikon Corporation | SMZ645 | |
Epifluorescence microscope | Thermo Fisher Scientific | EVOS Cell Imaging Systems | |
Escherichia coli OP50 strain | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) | ||
Greiner Petri dishes (60 mm x 15 mm) | Sigma-Aldrich | P5237 | |
image analysis software | Fiji | https://fiji.sc | |
KH2PO4 | EMD Millipore | 1,37,010 | |
K2HPO4 | EMD Millipore | 1,04,873 | |
Magnesium sulfate (MgSO4) | Sigma-Aldrich | M7506 | |
mec-4(u231)X or mec-4(d) | Caenorhabditis Genetics Center (CGC) | Maintain animals at 20 °C | |
Microscope slides (75 mm x 25 mm x 1 mm) | Marienfeld, Lauda-Koenigshofen | 10 006 12 | |
Microscope cover glass (18 mm x 18 mm) | Marienfeld, Lauda-Koenigshofen | 01 010 30 | |
Microsoft Office 2011 Excel software package | Microsoft Corporation, Redmond, USA | ||
Na2HPO4 | EMD Millipore | 1,06,586 | |
Nematode growth medium (NGM) agar plates | |||
Nystatin stock solution | Sigma-Aldrich | N3503 | |
Peptone | BD, Bacto | 211677 | |
Phosphate buffer | |||
Sodium chloride (NaCl) | EMD Millipore | 1,06,40,41,000 | |
Standard equipment for preparing agar plates (autoclave, Petri dishes, etc.) | |||
Standard equipment for maintaining worms (platinum wire pick, incubators, etc.) | |||
statistical analysis software | GraphPad Software Inc., San Diego, USA | GraphPad Prism software package | |
Streptomycin | Sigma-Aldrich | S6501 | |
Tetramisole hydrochloride | Sigma-Aldrich | L9756 | |
UA44: Is[baIn1; pdat-1α-syn, pdat-1GFP] | Upon request: G. Caldwell (University of Alabama, Tuscaloosa AL) |