A<em> Caenorhabditis elegans</em> Sistema Modelo para Estudo Amylopathy

Summary

Nós descrevemos métodos para estudar aspectos da amylopathies do verme<em> C. elegans</em>. Mostramos como construir vermes expressando ABeta humano₄₂ Em neurônios e como testar sua função em ensaios comportamentais. Temos ainda mostram como obter culturas neuronais primárias que podem ser utilizadas para testes farmacológicos.

Abstract

Amylopathy é um termo que descreve a síntese e a acumulação anormal de beta-amilóide (Ap) em tecidos com o tempo. Ab é uma característica da doença de Alzheimer (AD) e é encontrado na demência com corpos de Lewy, a inclusão miosite corpo e angiopatia amilóide cerebral ^1-4. Amylopathies desenvolver progressivamente com o tempo. Por esta razão, os organismos simples com tempos de vida curtos podem ajudar a elucidar os aspectos moleculares destas condições. Aqui, descrevemos os protocolos experimentais para estudar a neurodegeneração Aâ mediada através do verme Caenorhabditis elegans. Assim, construímos vermes transgênicos, injetando DNA humano codificação ABeta ₄₂ para as gônadas de hermafroditas sincicial adultos. Linhas de transformantes são estabilizados por uma integração induzida por mutagénese. Nemátodes são sincronizados idade recolhendo e semeando os seus ovos. A função de neurónios que expressam Ap ₄₂ é testada em ensaios comportamentais oportunos (ensaio de quimiotaxias). Culturas neuronais primárias obtidas a partir de embriões são usados ​​para complementar os dados de comportamento e para testar os efeitos neuroprotectores dos compostos anti-apoptóticos.

Introduction

Beta amilóide (Ap) é um péptido de 36-43 aminoácidos que é formada após a clivagem sequencial da proteína precursora de amilóide (APP) por β e γ secretases ^1. A secretase γ processa a extremidade C-terminal do péptido Aíi e é responsável pelos seus comprimentos variáveis ^​​5. As formas mais comuns de Ap são Ap ₄₀ e Ap _42, sendo o último mais comum associado a condições patológicas tais como a AD ^5. Em altas concentrações ABeta forma β-folhas que agregam para formar fibrilas amilóides ^6. Depósitos de fibrilas são o principal componente das placas senis que cercam os neurônios. Ambas as placas e difusíveis, oligómeros de Ap não-placa, são pensados ​​para constituir as formas de Ap patogénicos subjacentes.

Estudo de laboratório de amylopathies neuronais é complicada pelo facto de estas condições o progresso ao longo do tempo. Portanto, é important para o desenvolvimento de animais geneticamente tratável modelos complementares para camundongos com vida curta. Estes modelos podem ser utilizados para elucidar os aspectos específicos de amylopathies-tipicamente celular e molecular, e em virtude da sua simplicidade, para ajudar a captar a essência do problema. O verme Caenorhabditis elegans quedas está nesta categoria. Ele tem uma vida curta, ~ 20 dias e, além disso processos celulares básicos, incluindo a regulação da expressão do gene, o tráfico de proteína, a conectividade neuronal, sinaptogênese, sinalização celular e morte são semelhantes aos dos mamíferos ^7. As características únicas do worm incluem genética poderosos ea falta de um sistema de vasos, o que permite estudar dano neuronal independentemente de dano vascular. Por outro lado, a falta de um cérebro limita a utilização de C. elegans para estudar vários aspectos da neurodegeneração. Além disso, a reprodução e a identificação das distribuições anatómicas de lesões não pode ser executada neste organismo. Outro limiteções incluem a dificuldade para avaliar tanto as diferenças nos perfis de expressão gênica e comprometimento do comportamento complexo e função de memória. Aqui descrevemos métodos para gerar C. modelos elegans de amylopathies.

Protocol

1. Construção de Worms transgênicos Transformação. Prepare pastilhas de injeção. Colocar uma gota de água quente, de agarose 2% dissolvido em água, sobre uma lamela de vidro. Colocar rapidamente de uma segunda lamela sobre a queda e leve toque nele. Após a agarose é solidificado, lamelas deslizantes afastados, e cozer a lamela direccional num forno de vácuo a 80 ° CO / N. Puxe pipetas. Nós usamos um Sutter P-97 extrator para puxar 1/0.5 mm OD / ID borosilicato capilares com fi…

Representative Results

Com os nossos protocolos nós estudamos os efeitos do humano ABeta 42 oligômero na função neuronal 8. Um fragmento de codificação ABeta humano 42 eo sinal peptídeo sequência codificante artificial de Fogo vetor pPD50.52 foi amplificado a partir construção PCL12 9 usando primers que introduziram um Sma uma restrição local endonuclease nas extremidades. O fragmento foi então inserido em uma construção contendo um flp-6 sequência do promotor 2481 pb no vec…

Discussion

Aqui nós descrevemos uma abordagem combinada, para estudar aspectos celulares e moleculares da amylopathies usando C. elegans. As vantagens dessa abordagem incluem: 1.) De baixo custo C.elegans é mantido no prato normal de Petri semeadas com bactérias, à temperatura ambiente. 2) genética poderosas. Os animais transgénicos podem ser obtidos em alguns meses, e uma grande variedade de sequências de promotor está disponível para conduzir a expressão do gene desejado em neurónios específicos. 3)…

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