慢性外傷性脳症モデルの新しい方法<em>ショウジョウバエ</em
Summary
ここでは、 ショウジョウバエのメラノガスター（melanogaster）における閉鎖頭部外傷性脳傷害を引き起こす新しいアプローチについて説明する。私たちの方法は、調整可能な強さで反復的な衝撃を直接ヘッドに伝えるという利点があります。無脊椎系のさらなる探索は、慢性外傷性脳症の病因を明らかにするのに役立つだろう。
Abstract
慢性外傷性脳症（CTE）は、繰り返し軽度の外傷性脳傷害（mTBI）への暴露と密接に関連する確立された神経変性疾患である。神経病理学的基準を定義するための最近のコンセンサスにもかかわらず、その複雑な病理学的変化の原因となっている機構は、依然として分かりにくいままである。ここでは、 ショウジョウバエメラノガスター （ ショウジョウバエ ）におけるCTEのモデルを開発して、特徴的な過剰リン酸化タウの蓄積および脳における神経細胞の死につながる重要な遺伝子および経路を同定するための新しい方法を説明する。軽度の閉鎖傷害を与えるための調整可能な衝撃は、ヘッドを急速な加減速にさらし、フライヘッドに直接供給されます。我々の方法は、他のショウジョウバエの mTBIモデルに内在する潜在的な問題を排除する（ 例えば、動物死は、身体の他の部分または内部器官）。労力とコストを重視する動物の手入れが少なく、寿命が短く、遺伝的ツールが豊富で、CTEの病因を研究し、ゲノム規模の大規模な遺伝的および薬理学的スクリーニングを行うことができます。我々は、モデルの進行中の特徴付けが、疾患の予防および治療アプローチに関する重要な機構的な洞察を生成すると予想する。
Introduction
慢性外傷性脳症（CTE）は、最近、アルツハイマー病などの他のタウオパシーとは別個の別個の神経変性障害として認識されている1 。アルツハイマー病や他の一般的なタウオパシーとは異なり、CTEはその名の通り、脳の外傷の病歴と密接に関連していると言えます。接触したスポーツアスリートでは、ボクサーやフットボールの選手、軍用退役軍人のようなもの2,3,4,5。それは頭に繰り返し震えと副交渉の打撃によって開始されると考えられています。患者は、アルツハイマー病、前頭側頭と重複する認知機能障害、気分および行動変化、および運動障害などの症状および徴候を示すことがある認知症、レヴィー小体認知症、およびパーキンソン病6 。対照的に、脳組織の死後検査は、皮質溝の深さにある小血管周囲の過剰リン酸化タウ蓄積の明確なパターンを示し、他の変性状態では見られない病理学的特徴である7 。しかしながら、これまでのところ、疾患発現につながる病因についてはほとんど知られていない。これは大部分が忠実な動物モデルが欠如していることに起因しており、最近ではげっ歯類モデルが作成されたばかりです5,8。これらのモデル生物は、費用重視のケアおよび比較的長い寿命の欠点を有し、神経変性疾患研究にはあまり適していない。
哺乳動物のそれと比較して、 ショウジョウバエなどの無脊椎動物は費用対効果の高いメンテナンスを備えた優れた代替品であり、遺伝的決定因子を解剖するための広範なツール、および比較的短い寿命9 。注目すべきことに、ハエとヒトの脳は、進化的に保存された分子および細胞経路、ならびに解剖学的類似点を共有している10,11,12。外傷性脳損傷を研究するための2つの巧妙なショウジョウバエモデルが以前に報告されている13,14 。 Katzenbergerらによって設計された最初の "High Impact Trauma"（HIT）装置は、金属ばね13,15の自由端に結合されたプラスチックバイアル内に自由に動く飛行機を含んでいた。プラスチック製のバイアルを直立させて離したときに、ポリウレタン製のパッドに当たって、バイアルの壁に跳ね返り、跳ね返りながら飛行機に外傷を与えました。対照的に、Barekatらは、異なる送達方法を設計したOmni Bead Ruptor-24ホモジナイザープラットフォーム14を用いて行った 。ハエはCO 2で不能化され、ホモジナイザーに固定された2mLスクリューキャップ管に入れられ、予めプログラムされた振盪条件に供された。組織ホモジナイザーシステムを使用することの1つの利点は、実験者が傷害の強度、傷害の持続時間、および傷害の回数を調節することができることである。しかし、両方のレジームにも同じ欠点があります。頭部への一次損傷は、インパクトの場所と強度に関してランダムに影響を受けます。さらに、両方の方法は、身体および内臓の他の部分への必然的な副次的損傷によって引き起こされる、かなりの死亡をもたらした。ここでは、ミバエのmTBIを誘導する新規な方法を説明する。私たちの装置は、ガス推進弾道衝撃子で構成されています。既存のショウジョウバエのモデル14,15と比較すると、本発明者らの方法は、meas自由に動くフライヘッドのみに向けることができるので、衝撃の重大性、衝撃の時間間隔、持続する衝撃の総数などの様々な要因を正確に制御することができます。
Protocol
Representative Results
Discussion
神経生理学的変化、神経病理学的特徴、および神経行動障害を含むCTEの特徴を忠実にモデル化する動物モデルは、疾患メカニズムの解明および診断および治療標的の開発に不可欠である。臨床的に関連するすべてのエンドポイントを模倣するのに、ヒト疾患の動物モデルは完全ではないことは理解できる。しかし、堅牢なCTEモデルは、次の3つの要件を満たす必要があると考えています。（1?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
著者は何も開示することはない。
Materials
| Aerosol Barrier | USA Scientific | 1120-8810 | Used as an impactor |
| 200 ul Pipette Tip | USA Scientific | 1111-0706 | Used as a fly head holder |
| 1000 ul Pipette Tip | USA Scientific | 1122-1830 | Used as a connector |
| 1 ml Tuberculin Syringe | Becton Dickinson | 309625 | |
| 60 mm Petri Dishes | Fisher Scientific | FB0875713A | Used as a tracking arenas |
| Flow Regulator | Genesee Scientific | 59-122WC | |
| Standard Clamp Holder/stand | EISCO Scientific | CH0688 | |
| Fine Brush | Genesee Scientific | 59-204 | |
| Flypad | Genesee Scientific | 59-114 | |
| Sylgard Silicone Elastomer | Dow Corning | 4019862 | |
| CCD Camera | Microsoft | HD-5000 | |
| Ctrax Walking Fly Tracker | Caltech | Ctrax 0.2.11 | |
| MATLAB Image Processing Toolbox | MATLAB | R2015b |
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