A<em> Caenorhabditis elegans</em> Sistema modello per Amylopathy Studio

Summary

Descriviamo i metodi per studiare aspetti della amylopathies nel verme<em> C. elegans</em>. Mostriamo come costruire i vermi che esprimono Ap umano₄₂ Nei neuroni e come testare la loro funzione in saggi comportamentali. Mostriamo ulteriormente come ottenere colture neuronali primarie che possono essere utilizzati per il test farmacologico.

Abstract

Amylopathy è un termine che descrive la sintesi e l'accumulo anomalo di beta amiloide (Ap) nei tessuti con tempo. Ap è un segno distintivo della malattia di Alzheimer (AD) e si trova nella demenza a corpi di Lewy, miosite da corpi inclusi e angiopatia amiloide cerebrale ^1-4. Amylopathies progressivamente si sviluppano con il tempo. Per questo motivo gli organismi semplici con brevi durate di vita possono aiutare a chiarire gli aspetti molecolari di queste condizioni. Qui, descriviamo protocolli sperimentali per lo studio neurodegenerazione Ap-mediata utilizzando verme Caenorhabditis elegans. Così, costruiamo vermi transgenici iniettando il DNA codificante Ap umano ₄₂ nelle gonadi sinciziale di ermafroditi adulti. Linee trasformanti sono stabilizzate da una integrazione mutagenesi indotta. Nematodi sono sincronizzati età raccogliendo e seminando loro uova. La funzione dei neuroni che esprimono Ap ₄₂ viene testato in saggi comportamentali opportune (chemiotassi assays). Colture primarie neuronali ottenute da embrioni vengono utilizzati per integrare i dati comportamentali e per testare gli effetti neuroprotettivi di composti anti-apoptotici.

Introduction

Beta amiloide (Ap) è un peptide di 36-43 aminoacidi che si forma a seguito della scissione sequenziale della proteina precursore dell'amiloide (APP) per β e γ secretasi ^1. Il γ secretasi elabora l'estremità C-terminale del peptide Ap ed è responsabile per le sue lunghezze variabili ^5. Le forme più comuni di Ap sono Ap ₄₀ Ap e _42, quest'ultimo essendo più comunemente associato a condizioni patologiche come ⁵ AD. Ad alte concentrazioni Ap forma β-sheets che aggregano a formare fibrille amiloidi ^6. Depositi di fibrille sono il componente principale delle placche senili che circondano i neuroni. Entrambe le targhe e diffusibili, oligomeri Ap non placca, si pensa di costituire le forme patogene sottostanti Ap.

Studio di laboratorio di amylopathies neuronali è complicata dal fatto che queste condizioni progresso con il tempo. Pertanto, è important di sviluppare modelli animali geneticamente trattabili-complementari a topi-con vita breve. Questi modelli possono essere utilizzati per spiegare aspetti specifici di amylopathies-tipicamente cellulare e molecolare e in virtù della loro semplicità, aiutare a catturare l'essenza del problema. Il verme Caenorhabditis elegans cascate è questa categoria. Ha una durata di vita breve, ~ 20 giorni e in aggiunta i processi cellulari di base tra cui regolazione dell'espressione genica, traffico di proteine, connettività neuronale, sinaptogenesi, segnalazione cellulare e la morte sono simili ai mammiferi ^7. Le caratteristiche uniche del worm includono la genetica potenti e la mancanza di un sistema di vasi, che permette di studiare i danni neuronali indipendentemente da danno vascolare. D'altra parte, la mancanza di un cervello limita l'uso di C. elegans per studiare molti aspetti della neurodegenerazione. Inoltre, la riproduzione e identificazione di distribuzioni anatomiche delle lesioni non possono essere eseguite in questo organismo. Altro limitezioni comprendono la difficoltà di valutare sia le differenze nei profili di espressione genica e di valore di un comportamento complesso e funzione di memoria. Qui si descrivono i metodi per generare C. elegans modelli di amylopathies.

Protocol

1. Costruzione di Worms transgenici Trasformazione. Preparare pad iniezione. Mettere una goccia di caldo, 2% agarosio sciolto in acqua, su un vetrino di vetro. Introdurre rapidamente un secondo vetrino sulla goccia e toccare leggermente lo. Dopo l'agarosio si è solidificato, vetrini di diapositive a parte, e cuocere il coprioggetto-pad in un forno sotto vuoto a 80 ° CO / N. Tirare pipette. Usiamo un Sutter P-97 estrattore di tirare 1/0.5 mm OD / ID borosilicato capillari con filamento…

Representative Results

Con i nostri protocolli si studiano gli effetti di Ap umano 42 oligomero sulla funzione neuronale 8. Un frammento codificante Ap umano 42 e il peptide segnale codificante sequenza artificiale di fuoco vettore pPD50.52 è stato amplificato dal costrutto PCL12 9 utilizzando primer che hanno introdotto un sito di endonucleasi di restrizione 1 Sma alle estremità. Il frammento è stato poi inserito in un costrutto contenente un FLP-6 sequenza promotrice 2.481 bp nel fuoco…

Discussion

Qui si descrive un approccio combinato, per studiare gli aspetti cellulari e molecolari delle amylopathies utilizzando C. elegans. I vantaggi di questo approccio includono:. 1) basso costo C.elegans è mantenuta in normali Petri seminato con batteri, a temperatura ambiente. 2) genetica potente. Animali transgenici possono essere ottenuti in pochi mesi e alla vasta gamma di sequenze promotore è disponibile per guidare l'espressione del gene desiderato in neuroni specifici. 3), ben caratterizzato, s…

Materials

Name of Reagent	Company	Catalog Number	Comments
			1. NGM
Sodium Chloride	Sigma-Aldrich	S5886	3 g
Bacteriological agar	AMRESCO	J637	17 g
Bacto-peptone	AMRESCO	J636	2.5 g
Distilled Water			Bring to 975 ml
			Sterilized by autoclaving, then add the following items and mix well
Magnesium sulfate	Sigma-Aldrich	M2643	1 ml of 1 M stock
Calcium Chloride	Sigma-Aldrich	C5670	1 ml of 1 M stock
Cholesterol	Sigma-Aldrich	C3045	1 ml of 5 mg/ml stock( in ethanol)
Potassium phosphate buffer			25 ml of 1M stock
			2. Potassium phosphate buffer
Potassium phosphate monobasic	Sigma-Aldrich	P5655	108.3 g
Potassium phosphate dibasic	Sigma-Aldrich	P3786	35.6 g
Distilled Water			Bring to 1 L
			Sterilized by autoclaving
			3. M9 buffer
Potassium phosphate monobasic	Sigma-Aldrich	P5655	3 g
Sodium phosphate dibasic	Sigma-Aldrich	S5136	6 g
Sodium Chloride	Sigma-Aldrich	S5886	5 g
Magnesium sulfate	Sigma-Aldrich	M2643	1 ml of 1 M stock
Distilled Water			Bring to 1 L
			Sterilized by autoclaving
			4. Egg buffer (pH 7.3, 340 mOsm)
Sodium Chloride	Sigma-Aldrich	S5886	118 mM
Potassium Chloride	Sigma-Aldrich	P5405	48 mM
Calcium Chloride	Sigma-Aldrich	C5670	2 mM
Magnesium Chloride	Sigma-Aldrich	M4880	2 mM
HEPES	Fisher Scientific	BP310	25 mM
Distilled Water			Bring to 1 L
			Sterilized by autoclaving
			5. CM-15
L-15 culture medium	Gibco	11415	450 ml
Fetal Bovine Serum	Gibco	10437-028	50 ml
Penicillin	Gibco	15140	50 units/ml
Streptomycin	Gibco	15140	50 g/ml
			Adjust to 340 mOsm with sucrose then sterile filter into autoclaved bottles and store at 4 °C
			6. Other Reagents
Halocarbon 700 oil	Halocarbon Products	9002-83-9
5 μm Acrodisc Syringe Filter	PALL Co.	4199
Chitinase	Sigma-Aldrich	C6137-5UN
Lectin (peanut)	Sigma-Aldrich	L0881-10MG
Sodium hydroxide	Fisher Scientific	S320
Lysine	Sigma-Aldrich	L5501
Biotin	Sigma-Aldrich	B4639
Sodium hypochlorite solution	Sigma-Aldrich	425044
Sodium azide	Sigma-Aldrich	71289
Sucrose	Sigma-Aldrich	S0389