基于微流体Electrotaxis的，为按需定量分析<em>线虫</em>'LOCOMOTION的
Summary
一个半自动化的微型电流体的方法诱导点播运动<em>线虫</em>进行说明。此方法是基于响应微流体通道内的温和的电场（“electrotaxis）蠕虫的神经生理现象。微流控electrotaxis供应快速，灵敏，低成本，可扩展的技术因素，影响神经细胞的健康屏幕。
Abstract
线虫是一种多用途的生物医学研究的模式生物，因为其养护与疾病相关的基因和途径以及其易于栽培。几个C.线虫病模型已被报道，包括神经退行性疾病，如帕金森氏病（PD），这涉及多巴胺能（DA）神经元的变性。两种转基因和神经毒性的化学物质已被用于诱导DA神经退行性疾病和随之而来的运动在蠕虫的缺陷，允许调查的基础的神经退行性疾病和神经保护作用的基因和化合物2,3的屏幕。
在低等真核生物如C屏幕线虫提供高效和经济的手段来影响神经信号化合物的鉴定和基因。传统的屏幕通常手动进行，并取得通过目测，因此，它们是时间的利弊uming和容易出现人为错误。此外，大多数细胞水平分析的焦点，而忽略运动，这是一个特别重要的参数为运动障碍。
我们已经开发了一种新的微流体筛选系统（ 图1），控制和量化C.使用微通道内的电场刺激线虫的运动。我们已经表明，一个直流（DC）字段鲁棒可以诱导按需向阴极运动（“electrotaxis”）4。倒车领域的极性，导致蠕虫迅速扭转方向。我们还表明，多巴胺和其他感觉神经元中的缺陷，改变游泳响应5。因此，在神经元的信号的异常可以使用作为一个读出的运动来确定。采用了一系列的参数，如游泳速度快，身体弯曲次数及拨回时间可以精确量化的运动响应。
<p clas="“jove_content”">我们的工作表明，随着年龄的增长而变化的electrotactic响应。具体而言，青壮年回应到一个较低的范围内电场和移动速度相比，幼虫4。这些发现使我们能够设计一个新的微流体装置，被动蠕虫排序按年龄和表型6。我们还测试蠕虫脉冲直流和交流电（AC）的电场响应。各种占空比的脉冲直流领域的有效生成两个C. electrotaxis 线虫和其表弟C. briggsae 7。在另一项实验中，对称的AC字段从1 Hz到3千赫的频率范围固定的通道8内的蠕虫。
执行的微流体环境中的电场使快速和自动地执行的electrotaxis检测。这种方法有望促进高通量遗传因素和化学屏幕影响神经细胞的功能和活力。
Protocol
Representative Results
Discussion
趁着加贝尔和他的同事和建设的介电电泳操纵工作的庄和他的同事11,12首次描述的行为现象，我们基于微electrotaxis检测提供了一个简单，强大而灵敏的方法来探测蠕虫使用运动神经元活动一个输出端。运动参数的分析，可以定量比较不同基因型之间。微通道制造和施加电场的精确度提供一个可控的环境和沟通的途径与蜗杆的运动控制。不同的电信号波形具有不同的行为在蜗轮的反射，并已…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
笔者想感谢自然科学和工程研究理事会，加拿大，加拿大研究主席，加拿大卫生研究院，安大略省研究与创新部通过他们的早期研究者奖计划提供财政支持。
Materials
| Name of the reagent | Company | Catalogue number | Comments (optional) |
| Acetone | CALEDON Labs | 1200-1-30 | |
| Methanol | CALEDON Labs | 6700-1-30 | |
| Isopropanol | CALEDON Labs | 8600-1-40 | |
| SU-8 | Microchem Corp. | Y131273 | SU-8 100 |
| SU-8 Developer | Microchem Corp. | Y020100 | |
| 92×16 mm Petri dish | Sarstedt | 82.1473.001 | |
| Sylgard 184 Silicone Elastomer Kit | Dow Corning | Contains elastomer base and curing agent | |
| Function generator | Tektronix Inc. | Model AFG3022B | |
| Amplifier | Trek Inc. | Model 2210-CE | |
| Syringe pump | Harvard Apparatus | 70-4506 | Model 11 ELITE |
| Hot plate | Fisher Scientific | 11675916Q | Model HP131725Q |
References
- Kuwahara, T., Koyama, A., et al. Familial Parkinson mutant α-synuclein causes dopamine neuron dysfunction in transgenic Caenorhabditis elegans. J. Biol. Chem. 281 (1), 334-340 (2006).
- Kuwahara, T., Koyama, A., et al. A systematic RNAi screen reveals involvement of endocytic pathway in neuronal dysfunction in a-synuclein transgenic. 17 (19), 2997-3009 (2008).
- Su, L. J., Auluck, P. K., et al. Compounds from an unbiased chemical screen reverse both ER-to-Golgi trafficking defects and mitochondrial dysfunction in Parkinson’s disease models. Dis. Model Mech. 3 (3-4), 194-208 (2010).
- Rezai, P., Siddiqui, A., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Electrotaxis of Caenorhabditis elegans in a microfluidic environment. Lab Chip. 10 (2), 220-226 (2010).
- Salam, S., Ansari, A., et al. A microfluidics set up to study neuronal degeneration and identification of neuroprotective compounds in C. elegans. , (2013).
- Rezai, P., Salam, S., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Electrical sorting of Caenorhabditis elegans. Lab Chip. 12 (10), 1831-1840 (2012).
- Rezai, P., Salam, S., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Effect of pulse direct current signals on electrotactic movement of nematodes Caenorhabditis elegans and Caenorhabditis briggsae. Biomicrofluidics. 5 (4), 044116 (2011).
- Rezai, P., Siddiqui, A., Selvaganapathy, P. R., Gupta, B. P. Behavior of Caenorhabditis elegans in alternating electric field and its application to their localization and control. Appl. Phys. Lett. 96 (15), 153702 (2010).
- van Ham, T. J., Thijssen, K. L., Breitling, R., Hofstra, R. M., Plasterk, R. H., Nollen, E. A. C. elegans model identifies genetic modifiers of alpha-synuclein inclusion formation during aging. PLoS Genet. 4, e1000027 (2008).
- Brenner, S. The genetics of Caenorhabditis elegans. Génétique. 77 (1), 71-94 (1974).
- Gabel, C. V., Gabel, H., Pavlichin, D., Kao, A., Clark, D. A., Samuel, A. D. Neural circuits mediate electrosensory behavior in Caenorhabditis elegans. J. Neurosci. 27 (28), 7586-7596 (2007).
- Chuang, H. -. S., Raizen, D. M., Lamb, A., Dabbish, N., Bau, H. H. Dielectrophoresis of Caenorhabditis elegans. Lab Chip. 11 (4), 599-604 (2011).
- Cronin, C. J., Mendel, J. E., Mukhtar, S., Kim, Y. -. M., Stirbl, R. C., Bruck, J., Sternberg, P. W. An automated system for measuring parameters of nematode sinusoidal movement. BMC Genet. 6, 5 (2005).
- Manière, X., Lebois, F., Matic, I., Ladoux, B., Meglio, J. -. M. D. i., Hersen, P. Running worms: C. elegans self-sorting by electrotaxis. PLoS One. 6 (2), e16637 (2011).
