Summary

एक<em> Caenorhabditis एलिगेंस</emAmylopathy अध्ययन के लिए> मॉडल प्रणाली

Published: May 17, 2013
doi:

Summary

हम कृमि में amylopathies के पहलुओं का अध्ययन करने के तरीकों का वर्णन<em> सी. एलिगेंस</em>. हम मानव Aβ व्यक्त कीड़े के निर्माण के लिए कैसे दिखा<sub> 42</sub> न्यूरॉन्स में और कैसे व्यवहार assays में उनके कार्य का परीक्षण करने के लिए. हम आगे औषधीय परीक्षण के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है कि प्राथमिक neuronal संस्कृतियों प्राप्त करने के लिए कैसे दिखा.

Abstract

Amylopathy समय के साथ ऊतकों में amyloid बीटा के असामान्य संश्लेषण और संचय (Aβ) का वर्णन है कि एक शब्द है. Aβ अल्जाइमर रोग (ई.) की एक बानगी है और Lewy शरीर मनोभ्रंश, समावेशन शारीरिक Myositis और मस्तिष्क amyloid वाहिकारुग्णता 1-4 में पाया जाता है. Amylopathies उत्तरोत्तर समय के साथ विकसित करना. इस कारण से कम lifespans के साथ साधारण जीवों इन शर्तों की आणविक पहलुओं को स्पष्ट करने में मदद कर सकते हैं. यहाँ, हम कीड़ा Caenorhabditis एलिगेंस का उपयोग कर Aβ की मध्यस्थता neurodegeneration के अध्ययन करने के लिए प्रयोगात्मक प्रोटोकॉल का वर्णन है. इस प्रकार, हम वयस्क hermaphrodites की syncytial जननग्रन्थि में डीएनए एन्कोडिंग मानव Aβ 42 इंजेक्शन द्वारा ट्रांसजेनिक कीड़े का निर्माण. Transformant लाइनों एक mutagenesis के प्रेरित एकीकरण द्वारा स्थिर रहे हैं. कृमि उनके अंडे इकट्ठा करने और बोने से सिंक्रनाइज़ उम्र के हैं. Aβ 42 व्यक्त न्यूरॉन्स के समारोह (उपयुक्त व्यवहार assays में परीक्षण किया है कीमोटैक्सिस परखएस). भ्रूण से प्राप्त प्राथमिक neuronal संस्कृतियों व्यवहार डेटा के पूरक हैं और विरोधी apoptotic यौगिकों के neuroprotective प्रभाव का परीक्षण करने के लिए उपयोग किया जाता है.

Introduction

Amyloid बीटा (Aβ) β और γ secretases 1 से amyloid प्रोटीन अग्रदूत (एपीपी) के अनुक्रमिक दरार के बाद बनाई है कि 36-43 अमीनो एसिड की एक पेप्टाइड है. γ secretase Aβ पेप्टाइड सी टर्मिनल अंत प्रक्रियाओं और अपने चर लंबाई 5 के लिए जिम्मेदार है. Aβ का सबसे सामान्य रूप Aβ 40 और Aβ 42, और अधिक सामान्यतः इस तरह के विज्ञापन के रूप में 5 वैकृत शर्तों के जुड़े होने के बाद के हैं. उच्च सांद्रता Aβ फार्म β पत्र पर कि amyloid तंतु 6 के लिए फार्म का कुल. तंतु जमा न्यूरॉन्स आसपास बूढ़ा सजीले टुकड़े का मुख्य घटक हैं. सजीले टुकड़े और प्रसारण, गैर पट्टिका Aβ oligomers, दोनों Aβ के अंतर्निहित रोगजनक रूपों का गठन करने के लिए लगा रहे हैं.

न्यूरोनल amylopathies की प्रयोगशाला अध्ययन के समय के साथ कि इन शर्तों के प्रगति तथ्य से जटिल है. इसलिए, यह importan हैचूहों के साथ छोटे जीवन काल के लिए मॉडल पूरक आनुवंशिक विनयशील पशु विकसित करने के लिए टी. इन मॉडलों amylopathies-आमतौर सेलुलर और आणविक और उनकी सादगी के आधार पर, समस्या का सार पर कब्जा करने के लिए मदद के विशिष्ट पहलुओं को स्पष्ट करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है. कीड़ा Caenorhabditis एलिगेंस गिरता इस श्रेणी है. यह एक छोटे जीवन काल है, ~ 20 दिन और जीन अभिव्यक्ति, प्रोटीन की तस्करी, neuronal संपर्क, synaptogenesis, सेल संकेतन, और मौत के नियमन सहित इसके अलावा बुनियादी सेलुलर प्रक्रियाओं में स्तनधारी 7 के समान हैं. कीड़ा के अद्वितीय सुविधाओं शक्तिशाली आनुवंशिकी और स्वतंत्र रूप से संवहनी नुकसान की neuronal नुकसान का अध्ययन करने के लिए सक्षम बनाता है जो एक पोत प्रणाली की कमी शामिल है. दूसरी ओर, एक मस्तिष्क की कमी सी के उपयोग की सीमा neurodegeneration के कई पहलुओं का अध्ययन करने के लिए एलिगेंस. इसके अलावा, घावों की संरचनात्मक वितरण के प्रजनन और पहचान इस जीव में नहीं किया जा सकता. अन्य सीमाations जीन की अभिव्यक्ति प्रोफाइल और जटिल व्यवहार और स्मृति समारोह की हानि दोनों में मतभेद का आकलन करने में कठिनाई शामिल हैं. यहाँ हम सी. उत्पन्न करने के तरीकों का वर्णन amylopathies की एलिगेंस मॉडल.

Protocol

1. ट्रांसजेनिक कीड़े का निर्माण परिवर्तन. इंजेक्शन पैड तैयार. एक गिलास coverslip पर पानी में भंग गर्म, 2% agarose की एक बूंद रखें. जल्दी छोड़ पर एक दूसरे coverslip जगह है और इसे हल्के ढंग से नल. Agarose के अलावा, स्लाइड coverslips …

Representative Results

हमारे प्रोटोकॉल के साथ हम neuronal समारोह 8 पर मानव Aβ 42 oligomer के प्रभाव का अध्ययन. एक टुकड़ा एन्कोडिंग मानव Aβ 42 और आग वेक्टर pPD50.52 की कृत्रिम संकेत पेप्टाइड अनुक्रम कोडन सिरों पर एक SMA 1 प्रतिबंध endonuclease साइ?…

Discussion

यहाँ हम सी. का उपयोग amylopathies के सेलुलर और आणविक पहलुओं का अध्ययन करने के लिए एक संयुक्त दृष्टिकोण का वर्णन एलिगेंस. इस दृष्टिकोण के लाभ में शामिल हैं: 1.) कम लागत C.elegans कमरे के तापमान पर, जीवाणु के साथ ?…

Declarações

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

<p class="jove_content"> हम पांडुलिपि के महत्वपूर्ण पढ़ने के लिए डॉ. Shuang लियू धन्यवाद. PCL12 निर्माण एक उपहार फार्म डॉ. क्रिस्टोफर डी. लिंक था. यह काम दो राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन अनुदान (0842708 और 1026958) और एफएस के लिए एक अहा अनुदान (09GRNT2250529) द्वारा समर्थित किया गया था.</p>

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  

Referências

  1. Hardy, J., Allsop, D. Amyloid deposition as the central event in the aetiology of Alzheimer’s disease. Trends in Pharmacological Sciences. 12 (10), 383-388 (1991).
  2. Kotzbauer, P. T., Trojanowsk, J. Q., Lee, V. M. Lewy body pathology in Alzheimer’s disease. Journal of Molecular Neuroscience. 17 (2), 225-232 (2001).
  3. Greenberg, S. A. Inclusion body myositis: review of recent literature. Current Neurology and Neuroscience Reports. 9 (1), 83-89 (2009).
  4. Revesz, T., et al. Sporadic and familial cerebral amyloid angiopathies. Brain Pathology. 12 (3), 343-357 (2002).
  5. Hartmann, T., et al. Distinct sites of intracellular production for Alzheimer’s disease A beta40/42 amyloid peptides. Nature Medicine. 3 (9), 1016-1020 (1997).
  6. Ohnishi, S., Takano, K. Amyloid fibrils from the viewpoint of protein folding. Cellular and Molecular Life sciences: CMLS. 61 (5), 511-524 (2004).
  7. DL, R. i. d. d. l. e., et al. C. elegans II. Cold Spring Harbor Monograph. 1, 1222 (1997).
  8. Cotella, D., et al. Toxic role of k+ channel oxidation in Mammalian brain. The Journal of Neuroscience: the official journal of the Society for Neuroscience. 32 (12), 4133-4144 (2012).
  9. Link, C. D. Expression of human beta-amyloid peptide in transgenic Caenorhabditis elegans. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 92 (20), 9368-9372 (1995).
  10. Cai, S. Q., Sesti, F. Oxidation of a potassium channel causes progressive sensory function loss during aging. Nature Neuroscience. 12 (5), 611-617 (2009).
  11. Yu, S., et al. Guanylyl cyclase expression in specific sensory neurons: a new family of chemosensory receptors. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 94, 3384-3387 (1997).
  12. Bargmann, C. I., Horvitz, H. R. Chemosensory neurons with overlapping functions direct chemotaxis to multiple chemicals in C. elegans. Neuron. 7 (5), 729-742 (1991).
  13. Caserta, T. M., et al. Q-VD-OPh, a broad spectrum caspase inhibitor with potent antiapoptotic properties. Apoptosis : an international journal on programmed cell death. 8 (4), 345-352 (2003).
  14. Christensen, M., et al. A primary culture system for functional analysis of C. elegans neurons and muscle cells. Neuron. 33 (4), 503-514 (2002).
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Citar este artigo
Duan, Z., Sesti, F. A Caenorhabditis elegans Model System for Amylopathy Study. J. Vis. Exp. (75), e50435, doi:10.3791/50435 (2013).

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