מבוסס על צלחת Large-scale טיפוח Caenorhabditis elegans: הכנת הדוגמא על המחקר של שינויים מטבוליים בחולי סוכרת

Summary

פרוטוקול זה מתאר שיטה לגידול בקנה מידה גדול Caenorhabditis elegans במדיה מוצק. כחלופה תרבית נוזלית, פרוטוקול זה מאפשר קבלת הפרמטרים של סולמות שונים המעובדים המבוסס על צלחת. פעולה זו מגדילה את comparability של תוצאות על-ידי השמטת את ההבדלים מטבולית מורפולוגיים בין תרבות המדיה נוזלי ומוצק.

Abstract

Culturing Caenorhabditis elegans (C. elegans) בצורה רחבת היקף על פלטות אגר ניתן ולהקשות. פרוטוקול זה מתאר שיטה פשוטה וזולה כדי לקבל מספר גדול של חיות בשביל הבידוד של חלבונים כדי להמשיך עם אבן חשופה המערבי, ספקטרומטר מסה או ניתוחים פרוטאומיקס נוספות. יתר על כן, עלייה של מספרי נמטודות immunostainings ושילוב של מספר ניתוחים בתנאים culturing אותו בקלות ניתן להשיג. בנוסף, העברה בין לוחות עם תנאים שונים ניסיוני הוא הקל. טכניקות נפוצות בתרבות צלחת לכלול ההעברה של יחיד C. elegans באמצעות חוט פלטינה וגושים בהעברת אגר מיושבים באמצעות אזמל. עם זאת, עם הגדלת מספרים נמטודות, טכניקות אלו הופכים זמן רב יתר על המידה. פרוטוקול זה מתאר את התרבות בקנה מידה גדול של C. elegans כולל מדרגות רבות כדי למזער את ההשפעה של הכנת הדוגמא על הפיזיולוגיה של התולעת. נוזל לבין מאמץ גזירה יכול לשנות את תוחלת החיים של ואת התהליכים המטאבוליים C. elegans, וכך מצריכים תיאור מפורט של השלבים הקריטיים כדי לאחזר תוצאות אמין לשחזור. C. elegans הוא אורגניזם מודל, המורכב תאים עצביים עבור עד שליש, אבל חסר כלי הדם, ובכך מספק את האפשרות לחקור אך ורק שינויים עצביים עצמאית של שליטה בכלי הדם. לאחרונה, הקשורים ניוון מוחיים מוקדם ב רטינופתיה סוכרתית נמצאה לפני שינויים בכלי הדם. לכן, C. elegans הוא עניין מיוחד לימוד מנגנונים כלליים של סיבוכים סוכרתית. לדוגמה, מערך מוגברת של מתקדמת glycation end מוצרים (גילאי), מינים חמצן תגובתי (ROS) נצפית, אשר נמצאים reproducibly C. elegans. פרוטוקולים לטפל בדגימות של גודל מספקת קשת רחבה של חקירות מוצגים כאן, ומעוררות את המחקר של סוכרת-induced שינויים ביוכימיים. באופן כללי, פרוטוקול זה יכול להיות שימושי עבור מחקרים הדורשים גדולה C. elegans מספרים ב תרבות נוזלי אשר אינה מתאימה.

Introduction

ניתוחים חלבון, כגון תספיג או ספקטרומטר מסה, דורשים מיליגרם של חלבון. תשואה זו דורשת culturing בקנה מידה גדול של מאות C. elegans, אשר ניתן לבצע על-ידי תרבית נוזלית או במדיה מוצק נמטודות את מעבירה על ידי שטיפה. נוזל לבין מאמץ גזירה המניע את הביטוי של תעלות נתרן אפיתל (ENaC), אשר יכול להגביר את הלחץ osmotic באמצעות ספיגה מוגברת של נתרן, פוטנציאל לשנות את תוחלת החיים של C. elegans , המשפיעים על חילוף החומרים ניתוחים¹ . לכן, כמה צעדים קריטיים פרוטוקול זה הגישה המבוססת על הצלחת לקחת והורדת המתח משפיע על השתנות ניסיוני בחשבון. תרבית נוזלית, מצד שני, השפעות של פנוטיפ של נמטודות, מסבך את התרבות ואת אוסף של מספר מדויק של נמטודות². יתר על כן, תגובתי חומרים יכולים להשתנות על-ידי רכיבי מדיה ולהפיץ ייתכן לצר לפני הגיעם של נמטודות. לגבי המגבלות של תרבית נוזלית, פרוטוקול זה מספק גישה חלופית culturing דוגמאות בקנה מידה גדול של C. elegans.

C. elegans הוא אורגניזם מודל עם רשת נפרדים של תאים עצביים 302, ממציא שליש כל שלה תאים³. מאז השקתו בקטע של מדעים, רבים הומולוגי orthologous הגנים היו כמתואר לעיל, הגברה ערכו כמודל למחקר רפואי. לאחרונה, ראיות לקות נוירולוגית ב רטינופתיה סוכרתית, שקדמו נזק בכלי הדם, הוצגו⁴. C. elegans חסר כלי הדם, אך מכילה רשת עצביים שונים, שהופך אותו מודל מתאים לחקור שינויים עצביים מלבד אלה כלי הדם. לכן, C. elegans הוא עניין מיוחד לימוד מנגנונים כלליים של סיבוכים סוכרתית. שינויים ביוכימיים סיבוכים סוכרתית לערב את היווצרות הגילאים, אשר בהמשך להשפיע על היווצרות של ROS בתגובה היפרגליקמיה⁵. הגילאים נמצאים C . elegans ולתרום נזקים עצביים⁶. מחלות כרוניות לעיתים קרובות נגרמות על ידי תהליכים מורכבים, בקשתית הדורשות גישה multiparametric להערכה של מנגנונים הבסיסית שלהם, כפי שהודגם כאן עם הצהרתו של סיבוכים סוכרתית. פרוטוקול זה ניתן לשימוש להשגת פרמטרים מרובים בו זמנית, כמו גם לאחר מכן. Comparability מוגברת, הפארמצבטית בגישה multiparametric יכולה להיות מושגת על-ידי השמטת את ההבדלים מטבולית מורפולוגיים בין תרבות המדיה נוזלי ומוצק.

Protocol

הערה: פרוטוקול זה מחולק לחמישה מדורים. בסעיפים 1-3, מוצג הפרוטוקול העיקרי תרבות C. elegans ב בקנה מידה גדול. סעיפים 4 ו-5 מספקים פרוטוקולים נוספים להערכת ביטוי מטבוליטים המתרחשים מטבוליטים סוכרתית. בפירוט, סעיף 1 מתאר תרבות בקנה מידה גדול כללית על צלחות. סעיף 2 מתמקד העברת כמויות גדולות של C. …

Representative Results

הנה דוגמאות של יצירת בקנה מידה גדול של C. elegans תרבות עבור יישומים במחקר הסוכרת מוצגים. זה יכול להיות עניין להתייחס הפרמטרים חיה יחידה, יותר מאשר את ההדורים לריכוז החלבון הכולל. ב- assay הדורשות מספר קטן של נמטודות, זו יכולה להיות מושגת בקלות על ידי ספירת של נמטודות. עבור ב?…

Discussion

פרוטוקול זה מציג גישה אמין עבור culturing בקנה מידה גדול של C. elegans כדי להשיג תוצאות כמותיות. ממצאים מתוך הספרות יכול לשכפל כמוצג בתיבה על התוצאות נציג. אף-על-פי פרוטוקול זה עבור האוסף של דוגמאות בקנה מידה גדול של C. elegans נראה שיטה ישר קדימה, ישנם החסרונות בטוח לקחת בחשבון. לגבי ה…

Materials

E. coli OP50	CGC	n/a
C. elegans N2	CGC	n/a
C. elegans CL2166	CGC	n/a
Petri dish, 60 x 15 mm	Greiner One	628161
Volumetric pipet, glas, 10 mL	Neolab	E-0413
Proteinase inhibitor cocktail tablets	Roche	04693124001
Non-denaturing lysate buffer:
Tris-HCl, pH 8	Sigma	T3253
Sodiumchloride (NaCl)	Sigma	S7653
Triton X-100	Sigma	X-100
Ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA)	Sigma	E5391
96-well plates, transparent bottom	Brand	781611
Infinite M200, plate reader	Tecan	30017581
Zirconium Oxide Beads, 0.5 mm	Next advance	ZROB05-RNA
Bullet Blender, homogenizer	Next advance	BBX24
Pepsin from porcine gastric mucosa	Sigma	P6887
Thymol	Sigma	T0501
Pronase E/ Protease from Streptomyces griseus	Sigma	P6911
Penicillin-Streptomycin solution	Sigma	P43339
Prolidase from Porcine Kidney	Sigma	P6675
Aminopeptidase from Aeromonas proteolytica	Sigma	A8200
Amicon Ultra-0.5 Centrifugal Filter Unit	Merckmillipore	UFC501096
Basic Materials for plate culture are described in Reference 6.