Les modèles aigus et chroniques de l'hyperglycémie dans le poisson-zèbre: une méthode pour évaluer l'impact de l'hyperglycémie sur la neurogénèse et la biodisposition des molécules radiomarquées
Summary
Ce travail décrit des méthodes pour établir des modèles hyperglycémiques aigus et chroniques dans le poisson zèbre. L'objectif est d'étudier l'impact de l'hyperglycémie sur les processus physiologiques, tels que la neurogénèse constitutive et induite par les blessures. Le travail souligne également l'utilisation du poisson zèbre pour suivre les molécules radiomarquées (ici, [ 18 F] -FDG) en utilisant PET / CT.
Abstract
L'hyperglycémie est un problème de santé majeur qui entraîne une dysfonction cardiovasculaire et cérébrale. Par exemple, il est associé à des problèmes neurologiques accrus après un accident vasculaire cérébral et se révèle nuire aux processus neurogéniques. Fait intéressant, le poisson zèbre adulte est apparu récemment comme un modèle pertinent et utile pour imiter l'hyperglycémie / diabète et pour enquêter sur la neurogenèse constitutive et régénératrice. Ce travail fournit des méthodes pour développer des modèles d'hyperglycémie de poissons zèbres pour explorer l'impact de l'hyperglycémie sur la prolifération des cellules cérébrales dans des conditions de réparation homéostatique et cérébrale. L'hyperglycémie aiguë est établie en utilisant l'injection intrapéritonéale de D-glucose (2,5 g / kg de poids corporel) dans le poisson zèbre adulte. L'hyperglycémie chronique est induite par l'immersion du poisson zèbre adulte dans du D-glucose (111 mM) contenant de l'eau pendant 14 jours. Des mesures au niveau du glucose sanguin sont décrites pour ces différentes approches. Méthodes pour étudier l'impact de l'hyperglycémie sur un constitutifLa neurogenèse régénérative, en décrivant la blessure mécanique du télencephalon, la dissection du cerveau, l'encastrement de la paraffine et la section avec un microtome, et la réalisation de procédures d'immunohistochimie, sont démontrées. Enfin, la méthode d'utilisation du poisson zèbre comme modèle pertinent pour étudier la biodistribution de molécules radiomarquées (ici, [ 18 F] -FDG) en utilisant PET / CT est également décrite.
Introduction
L'hyperglycémie est définie comme des taux excessifs de glycémie. Bien que cela puisse refléter une situation de stress aigu, l'hyperglycémie est également une condition qui conduit souvent à un diagnostic de diabète, un trouble chronique de la sécrétion d'insuline et / ou de la résistance. En 2016, le nombre d'adultes atteints de diabète a atteint 422 millions dans le monde et chaque année, 1,5 million de personnes meurent de cette maladie, ce qui en fait un problème de santé majeur 1 . En effet, le diabète incontrôlé entraîne plusieurs troubles physiologiques affectant le système cardio-vasculaire, les reins et les systèmes nerveux périphérique et central.
Fait intéressant, l'hyperglycémie aiguë et chronique peut altérer la cognition et contribuer à la fois à la démence et à la dépression 2 , 3 , 4 , 5 , 6 . De plus, l'admission des patients wL'hyperglycémie a été associée à de pires résultats fonctionnels, neurologiques et de survie après un accident vasculaire ischémique 7 , 8 , 9 , 10 , 11 . Il a également été démontré que l'hyperglycémie / diabète affecte la neurogénèse chez les adultes, un processus menant à la génération de nouveaux neurones, en impactant l'activité des cellules souches neurales et la différenciation neuronale, la migration et la survie 2 , 12 .
Contrairement aux mammifères, les poissons télésoyeux, comme le poisson zèbre, présentent une activité neurogénique intense dans l'ensemble du cerveau et présentent une capacité exceptionnelle pour la réparation du cerveau à l'âge adulte 13 , 14 , 15 , 16 . Notamment, de telles capacités sont possibles en raison de la persistance du neuCellules tronquées / progénitrales, y compris la glande radiale et les neuroblastes 17 , 18 , 19 . En outre, le poisson zèbre a récemment émergé comme modèle pour étudier les troubles métaboliques, y compris l'obésité et l'hyperglycémie / diabète 20 , 21 , 22 .
Bien que le poisson zèbre soit un modèle bien reconnu d'hyperglycémie et de neurogénèse, peu d'études ont étudié l'impact de l'hyperglycémie sur l'homéostasie cérébrale et la fonction cognitive 12,23. Pour déterminer l'impact de l'hyperglycémie sur la prolifération de cellules cérébrales induite par des lésions constitutives, un modèle d'hyperglycémie aiguë a été créé grâce à l'injection intraperitoneale de D-glucose. En outre, un modèle d'hyperglycémie chronique a été reproduit par l'immersion des poissons dans de l'eau additionnée de wIth D-glucose 12 . Le poisson-zèbre présente de nombreux avantages dans la recherche. Ils sont bon marché, faciles à soulever et transparents pendant les premiers stades de développement, et leur génome a été séquencé. Dans le cadre de ce travail, ils présentent également plusieurs avantages supplémentaires: (1) ils partagent des processus physiologiques similaires avec les humains, ce qui en fait un outil essentiel pour la recherche biomédicale; (2) ils permettent une étude rapide de l'impact de l'hyperglycémie sur l'homéostasie du cerveau et la neurogénèse, compte tenu de leur activité neurogénique répandue et forte; Et (3) ils sont un modèle alternatif, ce qui permet de réduire le nombre de mammifères utilisés dans la recherche. Enfin, le poisson zèbre peut être utilisé comme modèle pour tester la biodistribution des molécules radiomarquées et des agents thérapeutiques potentiels utilisant le PET / CT.
L'objectif global de la procédure suivante est de documenter visuellement comment mettre en place des modèles d'hyperglycémie aiguë et chronique chez le poisson zèbre, utiliser zebLe rape pour évaluer le remodelage du cerveau dans des conditions hyperglycémiques et surveiller les molécules radiomarquées (ici, [ 18 F] -FDG) en utilisant du PET / CT.
Protocol
Representative Results
Discussion
Ce travail décrit diverses méthodes pour établir des modèles aigus et chroniques d'hyperglycémie dans le poisson zèbre. Les principaux avantages de ces procédures sont les suivants: (1) ils permettent une réduction du nombre de mammifères utilisés pour la recherche, (2) ils sont simples à mettre en place et à mettre en œuvre rapidement, et (3) ils sont économiques. Par conséquent, de tels modèles permettent d'étudier l'impact de l'hyperglycémie sur un grand nombre d'animaux pour ét…
Divulgazioni
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Nous remercions grandement la Direction des Usages du Numérique (DUN) de l'Université La Réunion pour avoir édité la vidéo (en particulier Jean-François Février, Eric Esnault et Sylvain Ducasse), Lynda-Rose Mottagan pour la voix off, Mary Osborne-Pellegrin pour la révision La voix off, et la plate-forme CYROI. Ce travail a été soutenu par des subventions de l'Université La Réunion (Bonus Qualité Recherche, Dispositifs incitatifs), du Conseil Régional de La Réunion, de l'Union Européenne (CPER / FEDER) et de l'association Philancia. ACD est récipiendaire d'une bourse de bourses du ministère de l'Éducation Nationale, de l'Enseignement Supérieur et de la Recherche, Université de La Réunion (Contrat Doctorat).
Materials
| 1mL Luer-Lok Syringe | BD, USA | 309628 | |
| 4',6'-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Sigma-Aldrich, Germany | D8417 | |
| 7 mL bijou container plain lab | Dutscher, France | 080171 | |
| D-glucose | Sigma-Aldrich, Germany | 67021 | |
| Digital camera | Life Sciences, Japan | Hamamatsu ORCA-ER | |
| Disposable base molds | Simport, Canada | M475-2 | |
| Donkey anti-rabbit Alexa fluor 488 | Life Technologies, USA | A21206 | |
| Embedding center | Thermo Scientific, USA | Shandon Histocentre 3 | |
| Fluorescence microscope | Nikon, Japan | Eclipse 80i | |
| Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) | Cyclotron, France | ||
| Glucometer test strip | LifeScan, France | One-Touch 143 Ultra | |
| Goat anti-mouse Alexa fluor 594 | Life Technologies, USA | A11005 | |
| In-Vivo Imaging System | TriFoil Imaging, Canada | Triumph Trimodality | |
| Microtome | Thermo Scientific, USA | Microm HM 355 S | |
| Monoclonal mouse anti-PCNA | DAKO, USA | clone PC10 | |
| Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich, Germany | P6148-500G | |
| Polyclonal rabbit anti-GFAP | DAKO, USA | Z033429 | |
| Slide drying bench | Electrothermal, USA | MH6616 | |
| Sodium chloride | Sigma-Aldrich, Germany | S9888 | |
| Sodium citrate trisodium salt dehydrate | Prolabo, France | 27833.294 | |
| Sterile needle | BD Microlance 3 | 30 G 1/2 ; 0.3 mm x 13 mm | |
| Student Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 91150-20 | |
| Student surgical scissors | Fine Science Tools | 91400-14 | |
| Superfros Plus Gold Slides | Thermo Scientific, USA | FT4981GLPLUS | |
| Surgical microscope | Leica, France | M320-F12 | |
| Tissue embedding cassettes | Simport, Canada | M490-10 | |
| Tissue embedding medium | LeicaBiosystems, USA | 39602004 | |
| Toluene | Sigma-Aldrich, Germany | 244511 | |
| Tricaine MS-222 | Sigma-Aldrich, Germany | A5040 | |
| Triton X100 | Sigma-Aldrich, Germany | X100-500 mL | |
| Vectashield medium | Vector Laboratories, USA | H-1000 | |
| Xylene | Sigma-Aldrich, Germany | 534056 | |
| Fish Strain | AB | ||
| Saline phosphate buffer (10X PBS) pH 7.4 (for 1 liter) | For preparing 10X PBS, add the following salts and complete to 1 liter with distilled water | ||
| Potassium chloride (MM : 74.55 g/mol): 2.00 g | Sigma-Aldrich, Germany | 746436 | |
| Potassium phosphate monobasic (MM: 136,09 g/mol): 2.40g | Sigma-Aldrich, Germany | 795488 | |
| Sodium chloride (MM : 58.44 g/mol): 80.00 g | Sigma-Aldrich, Germany | S9888 | |
| Sodium phosphate dibasic (MM: 141,96 g): 14,40 g | Sigma-Aldrich, Germany | 795410 |
Riferimenti
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