Метод Нанесение Закрытое Глава травматическое повреждение мозга в<em> Drosophila</em
Summary
Здесь мы опишем метод, чтобы нанести закрытая травма головы травматического мозга (TBI) у дрозофилы. Этот метод обеспечивает шлюз для расследования клеточные и молекулярные механизмы, лежащие в основе TBi патологий, используя широкий спектр экспериментальных средств и методов, доступных для мух.
Abstract
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) затрагивает миллионы людей каждый год, в результате чего ухудшение физического, когнитивного и поведенческих функций и смерти. Исследования с использованием дрозофилы внесли важные прорывы в понимании неврологических процессов. Таким образом, с целью понимания клеточных и молекулярных основ ЧМТ патологий в организме человека, мы разработали Ударопрочный Травма (ХИТ) устройство для противника закрытой ЧМТ головной мух. Мухи подвергают ХИТ устройств отображения фенотипов в соответствии с человеческой ЧМТ, таких как временной нетрудоспособности и прогрессивного нейродегенерацией. ХИТ устройство использует пружинный механизм по продвинуть мух на стене флакона, в результате чего механические повреждения лету мозга. Устройство является недорогим и легко построить, его работа просто и быстро, и это производит воспроизводимые результаты. Следовательно, устройство ХИТ могут быть объединены с существующими экспериментальными инструментов и методов для мух обратиться фундаментальнымвопросы о ЧМТ, которые могут привести к развитию диагностики и лечения ЧМТ. В частности, ХИТ устройство может быть использовано для выполнения масштабных генетических экраны, чтобы понять генетическую основу ЧМТ патологий.
Introduction
Черепно-мозговая травма (ЧМТ) определяется как травмы головного мозга от внешнего механического воздействия. Чаще всего, TBI результаты закрытых сил головы, такие как тупых сил и инерциального ускорения и замедления сил, которые вызывают мозг, чтобы ударить внутри черепа. В Соединенных Штатах, по оценкам, 50 000 лиц ежегодно умирают от ЧМТ и 2.5-6.5 миллионов человек живут с последствиями ЧМТ, в том числе изнурительных физических, познавательных и поведенческих проблем 1,2. Последствия ЧМТ не только из-за первичных механических повреждений головного мозга, но и вторичных клеточных и молекулярных повреждений мозга, а также других тканей, которые происходят с течением времени 3-5. Разработка подходов для диагностики и лечения ЧМТ оказалась трудно, потому что ЧМТ является сложным процессом болезни. Переменный характер первичных травм, физиологии человека и экологических факторов приводит к гетерогенной вторичнаnjuries и патологии. Ключевые переменные факторы включают серьезность первичной травмы, время между повторяющимися первичных травм, и возраст и генотип человека. Понимание того, как каждая переменная фактор способствует последствий ЧМТ, скорее всего, чтобы помочь в разработке подходов диагностики и лечения ЧМТ 6,7.
Здесь мы опишем метод нанесения закрытую ЧМТ головной в дрозофилы (плодовых мушек), которые могут быть использованы, чтобы очертить вклад различных факторов в отношении последствий ЧМТ. Метод основан на наблюдении, что начальный интенсивно удара сторону мухи культуры флакона против ладони, причиненный дикого типа мухи, чтобы стать временно нетрудоспособным, вероятное последствие ЧМТ. Таким образом, мы построили ударопрочного Травма (ХИТ) устройство резюмировать ускорения и замедления силы от ручного удара действий. Высокоскоростной фильм показывает, что один удар отХИТ устройство вызывает летит связаться флакон стену несколько раз с их головы и тела 8. В какой-то степени, все контакты могут вызвать летучую мозг рикошетом и деформировать против головной капсулы, аналогичный тому, что происходит с людьми в падений и ДТП 9. Соответственно, летит обрабатывали ХИТ устройств отображения фенотипов в соответствии с черепно-мозговой травмой, в том числе временной нетрудоспособности с последующей атаксия, постепенное восстановление подвижности, изменения экспрессии генов в голове, и прогрессивного нейродегенерацией в мозге 10. Таким образом, ХИТ устройство позволяет изучать TBI, используя огромный арсенал экспериментальных средств и методов, разработанных для мух.
Protocol
Representative Results
Discussion
Способ ХИТ устройство отличается от других методов, которые наносят травму у мух с тем, что она вызывает закрытую головку, а не проникая TBI 11. Кроме того, метод ХИТ устройство занимает меньше времени, усилий и мастерства, чтобы нанести TBI во многих мух, так метод является более подда?…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была поддержана Национальным институтом здравоохранения гранта, R01 AG033620 (BG) и Роберт Дрейпер инновационных технологий финансирования (DAW).
Materials
| Zinc plated compression spring | The Hillman Group | 540189 | 9 7/8 in (length), 15/16 in (outer diameter), 0.12 in (wire size) |
| Wooden board | 9 in (length), 6.5 in (width), 0.75 in (height) | ||
| Clamps | Sigma Electrical Manufacturing Corporation | 49822 | 3.10 in (length), 0.68 in (width), 1.11 in (height), EMT Two Hole Straps, click on type for 1 inch steel EMT conduit |
| Loop half of self-adhesive velcro | 3 in (length), (3/4 in width) | ||
| Polyurethane ice bucket cover | Fisher Scientific | 02-591-45 | 9 1/8 in (length), 9 1/8 in (width), 1 1/4 in (height) |
| Plastic fly vials | Applied Scientific | AS-510 | 3 11/16 in (height), 1 1/16 in (inner diameter), 1 1/8 in (outer diameter) |
| Large cotton balls | Fisher Scientific | 22-456-883 | |
| Paper protractor | 10 in (diameter) |
References
- Harrison-Felix, C. L., Whiteneck, G. G., Jha, A., DeVivo, M. J., Hammond, F. M., Hart, D. M. Mortality over four decades after traumatic brain injury rehabilitation: A retrospective cohort study. Arch Phys Med Rehabil. 90, 1506-1513 (2009).
- Coronado, V. G., et al. Surveillance for traumatic brain injury-related deaths – United States. MMWR Surveill Summ. 60, 1-32 (1997).
- Masel, B., DeWitt, D. S. Traumatic brain injury: A disease process, not an event. J. Neurotrauma. 27, 1529-1540 (2010).
- Blennow, K., Hardy, J., Zetterberg, H. The neuropathology and neurobiology of traumatic brain injury. Neuron. 76, 886-899 (2012).
- Prins, M., Greco, T., Alexander, D., Giza, C. C. The pathophysiology of traumatic brain injury at a glance. Disease Models Mech. 6, 1307-1315 (2013).
- Menon, D. K. Unique challenges in clinical trails in traumatic brain injury. Crit Care Med. 37, S129-S135 (2009).
- Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. Animal models of traumatic brain injury. Nature Rev Neurosci. 14, 128-142 (2013).
- Balsiger, Z., Leudkte, J., Mawer, S., Willey, M. . HIT device high speed analysis. , (2014).
- Davceva, N., Janevska, V., Illevski, B., Petrushevska, G., Popeska, Z. The occurrence of acute subdural haematoma and diffuse axonal injury as two typical acceleration injuries. J Forensic Leg Med. 19, 480-484 (2012).
- Katzenberger, R. J., Loewen, C. A., Wassarman, D. R., Petersen, A. J., Ganetzky, B., Wassarman , D. A. A Drosophila. model of closed head traumatic brain injury. Proc Natl Acad Sci USA. 110, E4152-E4159 (2013).
- Fang, Y., Bonini, N. M. Axon degeneration and regeneration: insights from Drosophila .models of nerve injury. Annu Rev Cell Biol. 28, 575-597 (2012).
- Babcock, D. T., Ganetzky, B. An improved method for accurate and rapid measurement of flight performance in Drosophila. J Vis Exp. (84), e51223 (2014).
- Tully, T., Preat, T., Boynton, S. C., Vecchio, M. D. Genetic dissection of consolidated memory in Drosophila. Cell. 79, 35-47 (1994).
- Andretic, R., Shaw, P. J. Essentials of sleep recordings in Drosophila.: moving beyond sleep time. Methods Enzymol. 393, 759-772 (2005).
