Руководство Дренаж данио рерио Эмбриональные желудочков мозга
Summary
Мы представляем метод сбора спинномозговой жидкости (ликвора), а также создать систему, которая испытывает недостаток CSF в эмбриональном системе желудочков мозга рыбок данио. Это позволяет для дальнейшего рассмотрения CSF состав и требования во время эмбрионального развития головного мозга.
Abstract
Спинномозговой жидкости (ликвора) представляет собой белок, богат жидкости, содержащейся в желудочки мозга. Он присутствует во время раннего эмбрионального развития позвоночных и сохраняется на протяжении всей жизни. Взрослые CSF, как полагают, чтобы смягчить мозга, удаление отходов, а также осуществлять выделяются молекулы 1,2. В эмбрион взрослого и старше, большинство из CSF производится сосудистое сплетение, ряд весьма васкуляризированной секреторных регионов, расположенных рядом с желудочки головного мозга 3-5. У рыбок данио, сосудистое сплетение полностью сформирован на 144 часов после оплодотворения (HPF) 6. До этого, в обоих рыбок данио и других эмбрионов позвоночных, включая мышь, значительное количество эмбриональных CSF (eCSF) присутствует. Эти данные и исследования на куриных предположить, что нейроэпителия является секреторным на ранней стадии развития и может быть основным источником eCSF до сосудистое сплетение развития 7.
eCSF содержит примерно в три раза больше белка тХан взрослых CSF, предполагая, что она может играть важную роль в процессе развития 8,9. Исследования, проведенные в кур и мышей показали, что выделяемые факторы в eCSF, давление жидкости, или комбинация из них, которые важны для нейрогенеза, экспрессия генов, пролиферацию клеток, и выживание клеток в нейроэпителии 10-20. Proteomic анализы человека, крысы, мыши и куриных eCSF выявили много белков, которые могут быть необходимы для функции CSF. Они включают в себя компоненты внеклеточного матрикса, аполипопротеинов, регулирующие осмотическое давление белков и белков, участвующих в клеточной гибели и пролиферации 21-24. Тем не менее, сложные функции eCSF в значительной степени неизвестны.
Мы разработали метод для удаления eCSF из желудочков мозга у рыбок данио, что позволяет для идентификации компонентов eCSF и для анализа требований eCSF в процессе разработки. Хотя более eCSF могут быть собраны из других позвоночных систем Wго больше эмбрионов, eCSF может быть собрана с самых ранних стадиях развития данио рерио, а под генетическими или экологическими условиями, которые приводят к ненормальной объема желудочков мозга или морфологии. Удаление и сбор eCSF позволяет масс-спектрометрический анализ, исследование функции eCSF, и реинтродукции выберите факторов в желудочки для анализа их функции. Таким образом, доступность ранних эмбрионов данио рерио позволяет детальный анализ функций eCSF в процессе разработки.
Protocol
Representative Results
Discussion
Использование этой техники вручную слить eCSF из желудочков мозга у рыбок данио будут полезны для определения потребности в eCSF в процессе разработки. Кроме того, эта методика позволит описание профиля белков eCSF в течение эмбрионального развития. Определение различных белков, в течение ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Эта работа была выполнена при поддержке Национального института психического здоровья и Национального научного фонда. Особая благодарность доктору Джен Gutzman, доктор Аманда Дикинсон и другие члены Sive лаборатории за многочисленные полезные обсуждения и конструктивной критики, и Оливье Paugois для экспертов хозяйства рыбы.
Materials
| Name of Reagent | Company | Catalogue number |
| Eppendorf CellTram Oil | Eppendorf | 516 000.025 |
| Mineral Oil | Sigma | M8410 |
| Tricaine powder | Sigma | A5040 |
| Capillary Tubes | FHC Inc. | 30-30-1 |
Referências
- Chodobski, A., Szmydynger-Chodobska, J. Choroid plexus: target for polypeptides and site of their synthesis. Microsc. Res. Tech. 52, 65-82 (2001).
- Redzic, Z. B., Preston, J. E., Duncan, J. A., Chodobski, A., Szmydynger-Chodobska, J. The choroid plexus-cerebrospinal fluid system: from development to aging. Curr. Top. Dev. Biol. 71, 1-52 (2005).
- Brown, P. D., Davies, S. L., Speake, T., Millar, I. D. Molecular mechanisms of cerebrospinal fluid production. Neurociência. 129, 957-970 (2004).
- Praetorius, J. Water and solute secretion by the choroid plexus. Pflugers Arch. 454, 1-18 (2007).
- Speake, T., Whitwell, C., Kajita, H., Majid, A., Brown, P. D. Mechanisms of CSF secretion by the choroid plexus. Microsc. Res. Tech. 52, 49-59 (2001).
- Garcia-Lecea, M., Kondrychyn, I., Fong, S. H., Ye, Z. R., Korzh, V. In vivo analysis of choroid plexus morphogenesis in zebrafish. PLoS One. 3, e3090 (2008).
- Welss, P. Secretory activity of the inner layer of the embryonic mid-brain of the chick, as revealed by tissue culture. The Anatomical Record. 58, 299-302 (1934).
- Saunders, N. R., Habgood, M. D., Dziegielewska, K. M. Barrier mechanisms in the brain, II. Immature brain. Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 26, 85-91 (1999).
- Zheng, W., Chodobski, A. . The blood-cerebrospinal fluid barrier. , (2005).
- Salehi, Z., Mashayekhi, F. The role of cerebrospinal fluid on neural cell survival in the developing chick cerebral cortex: an in vivo study. Eur. J. Neurol. 13, 760-764 (2006).
- Parada, C., et al. Embryonic cerebrospinal fluid collaborates with the isthmic organizer to regulate mesencephalic gene expression. J. Neurosci. Res. 82, 333-345 (2005).
- Mashayekhi, F., Salehi, Z. The importance of cerebrospinal fluid on neural cell proliferation in developing chick cerebral cortex. Eur. J. Neurol. 13, 266-272 (2006).
- Martin, C., et al. FGF2 plays a key role in embryonic cerebrospinal fluid trophic properties over chick embryo neuroepithelial stem cells. Dev. Biol. 297, 402-416 (2006).
- Martin, C., et al. Early embryonic brain development in rats requires the trophic influence of cerebrospinal fluid. Int. J. Dev. Neurosci. 27, 733-740 (2009).
- Gato, A., et al. Embryonic cerebrospinal fluid regulates neuroepithelial survival, proliferation, and neurogenesis in chick embryos. Anat. Rec. A Discov. Mol. Cell Evol. Biol. 284, 475-484 (2005).
- Desmond, M. E., Levitan, M. L., Haas, A. R. Internal luminal pressure during early chick embryonic brain growth: descriptive and empirical observations. Anat. Rec. A Discov. Mol. Cell Evol. Biol. 285, 737-747 (2005).
- Alonso, M. I., Martin, C., Carnicero, E., Bueno, D., Gato, A. Cerebrospinal fluid control of neurogenesis induced by retinoic acid during early brain development. Dev. Dyn. 240, 1650-1659 (2011).
- Miyan, J. A., Zendah, M., Mashayekhi, F., Owen-Lynch, P. J. Cerebrospinal fluid supports viability and proliferation of cortical cells in vitro, mirroring in vivo development. Cerebrospinal Fluid Res. 3, 2 (2006).
- Mashayekhi, F., Bannister, C. M., Miyan, J. A. Failure in cell proliferation in the germinal epithelium of the HTx rats. Eur. J. Pediatr. Surg. 11, S57-S59 (2001).
- Lehtinen, M. K., et al. The cerebrospinal fluid provides a proliferative niche for neural progenitor cells. Neuron. 69, 893-905 (2011).
- Zappaterra, M. D., et al. A comparative proteomic analysis of human and rat embryonic cerebrospinal fluid. J. Proteome. Res. 6, 3537-3548 (2007).
- Parvas, M., Parada, C., Bueno, D. A blood-CSF barrier function controls embryonic CSF protein composition and homeostasis during early CNS development. Dev. Biol. 321, 51-63 (2008).
- Parada, C., Gato, A., Bueno, D. Mammalian embryonic cerebrospinal fluid proteome has greater apolipoprotein and enzyme pattern complexity than the avian proteome. J. Proteome Res. 4, 2420-2428 (2005).
- Gato, A., et al. Analysis of cerebro-spinal fluid protein composition in early developmental stages in chick embryos. J. Exp. Zool. A Comp. Exp. Biol. 301, 280-289 (2004).
- Westerfield, M., Sprague, J., Doerry, E., Douglas, S., Grp, Z. The Zebrafish Information Network (ZFIN): a resource for genetic, genomic and developmental research. Nucleic Acids Res. 29, 87-90 (2001).
- Gutzman, J. H., Sive, H. Zebrafish Brain Ventricle Injection. J. Vis. Exp. (26), e1218 (2009).
- Parada, C., Gato, A., Bueno, D. All-trans retinol and retinol-binding protein from embryonic cerebrospinal fluid exhibit dynamic behaviour during early central nervous system development. Neuroreport. 19, 945-950 (2008).
- Parada, C., Escola-Gil, J. C., Bueno, D. Low-density lipoproteins from embryonic cerebrospinal fluid are required for neural differentiation. J. Neurosci. Res. 86, 2674-2684 (2008).
- Kramer-Zucker, A. G., et al. Cilia-driven fluid flow in the zebrafish pronephros, brain and Kupffer’s vesicle is required for normal organogenesis. Development. 132, 1907-1921 (2005).
- Lowery, L. A., Sive, H. Initial formation of zebrafish brain ventricles occurs independently of circulation and requires the nagie oko and snakehead/atp1a1a.1 gene products. Development. 132, 2057-2067 (2005).
- Lowery, L. A., De Rienzo, G., Gutzman, J. H., Sive, H. Characterization and classification of zebrafish brain morphology mutants. Anat. Rec. (Hoboken). 292, 94-106 (2009).
