तरीके स्वतःस्फूर्त विशेषताएँ और डराना प्रेरित हरकत की एक Rotenone प्रेरित पार्किंसंस रोग मॉडल में करने के लिए<em> ड्रोसोफिला</em
Summary
पार्किंसंस रोग हरकत दोष के कारण, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स के अध: पतन का परिणाम है कि एक neurodegenerative विकार है. Rotenone मॉडल ड्रोसोफिला में पार्किंसंस रोग. इस पत्र rotenone की वजह से सहज और डराना प्रेरित दोनों हरकत की कमी की विशेषताएँ कि दो assays रूपरेखा.
Abstract
पार्किंसंस रोग मुख्य रूप से द्रव्य नाइग्रा में, केंद्रीय तंत्रिका तंत्र में डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स के अध: पतन का परिणाम है कि एक neurodegenerative विकार है. बीमारी मनुष्यों में कठोरता, झटके और पागलपन के रूप में उपस्थित है, जो मोटर की कमी का कारण बनता है. Rotenone माइटोकॉन्ड्रिया में इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला के समारोह में बाधा oxidative नुकसान का कारण बनता है कि एक कीटनाशक है. यह भी ड्रोसोफिला में पार्किंसंस रोग मॉडल के लिए प्रयोग किया जाता है. मक्खियों उन्हें चौंका दिया जा रहा है पर ऊपर की ओर चढ़ने के लिए मजबूर है, जो एक अंतर्निहित नकारात्मक geotactic प्रतिक्रिया है. यह rotenone वे नीचे की ओर उपयोग किया गया है के बाद चढ़ाई करने के लिए मक्खियों की क्षमता को बाधित कि जल्दी मृत्यु दर और हरकत दोष का कारण बनता है कि स्थापित किया गया है. हालांकि, सहज आंदोलन पर rotenone का प्रभाव अच्छी तरह से प्रलेखित नहीं है. इस अध्ययन में rotenone प्रेरित कमियों को चिह्नित करने के लिए दो, संवेदनशील प्रतिलिपि प्रस्तुत करने, और उच्च throughput assays रूपरेखाअल्पकालिक ड्रोसोफिला में हरकत और लंबी अवधि के सहज हरकत डराना प्रेरित. ये assays सुविधा हरकत दोष और चिकित्सीय एजेंट की प्रभावकारिता के अन्य ड्रोसोफिला मॉडल को चिह्नित करने के लिए अनुकूलित किया जा सकता है.
Introduction
हरकत कमियों पार्किंसंस रोग के प्रमुख लक्षण हैं और काफी हद तक द्रव्य नाइग्रा 1 की डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स की गिरावट की वजह से हैं. Rotenone ड्रोसोफिला 2-6 में पार्किंसंस मोटर घाटे मॉडल करने के लिए बड़े पैमाने पर अध्ययन किया गया है कि एक ketonic कीटनाशक है. Rotenone अंततः कोशिका मृत्यु 7 का कारण बनता है जो ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण मार्ग अवरुद्ध द्वारा oxidative नुकसान का कारण बनता है. डोपामिनर्जिक न्यूरॉन्स मुख्य रूप से मोटर 2,7 आधारित रसायन के प्रभाव बनाने, rotenone विषाक्तता से ग्रस्त हैं. मक्खियों में पार्किंसंस रोग के लक्षण उत्प्रेरण द्वारा, हम बेहतर रोग को समझने और 6,8-11. ड्रोसोफिला वे बनाए रखने के लिए आसान, आनुवंशिक रूप से विनयशील हैं क्योंकि इस प्रभाव के अध्ययन के लिए एक अच्छा मॉडल प्रदान करता है इसके लक्षण में सुधार, और एक तेजी से जीवन चक्र हो सकता है.
कई अध्ययनों से rotenone अल्पकालिक डराना प्रेरित का कारण बनता है पता चला है किड्रोसोफिला, जब मक्खियों में हरकत दोष rotenone पूरक भोजन पर रखा जाता है, वे डराना 2-6 के बाद एक धीमी नकारात्मक geotactic प्रतिक्रिया दिखाते हैं. नियंत्रण परीक्षणों के रूप में के रूप में जल्दी से एक शीशी तंत्र में ऊपर की ओर चढ़ने के लिए उनकी असफलता डराना प्रेरित हरकत दोषों का संकेत है.
लंबी अवधि पर rotenone का प्रभाव, सहज आंदोलन अच्छी तरह ड्रोसोफिला गतिविधि पर नज़र रखता है (बांधों) सफलतापूर्वक ड्रोसोफिला circadian ताल में आंदोलन की निगरानी के लिए इस्तेमाल किया गया है. वर्णित 12,13 अध्ययन नहीं है. मक्खियों बांध में लोड कर रहे हैं जो व्यक्तिगत ट्यूबों में रखा जाता है. यह तंत्र एक मक्खी अवरक्त किरण टूटता बार की संख्या में गिना जाता है, जो एक अवरक्त संवेदक के साथ सुसज्जित है. इन मामलों अबाधित हरकत और गतिविधि 12,13 के एक उपाय के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है. एक बांध में मक्खियों रखने से, उनके दीर्घकालिक हरकत पर rotenone के प्रभाव लक्षण वर्णन किया जा सकता है. इस अध्ययन Meas के लिए विधियों का वर्णनure अल्पकालिक बेहतर rotenone मध्यस्थता मोटर की कमी के प्रभाव को समझने के लिए हरकत और लंबी अवधि के सहज हरकत डराना प्रेरित. वे इन हरकत दोष रिवर्स सकता है जो अन्य यौगिकों के अध्ययन के लिए अनुमति देते हैं क्योंकि पार्किंसंस रोग नकल उतार हरकत की कमी की विशेषता महत्वपूर्ण हैं.
Protocol
Representative Results
Discussion
इस अध्ययन में, हम पार्किंसंस रोग के एक rotenone प्रेरित ड्रोसोफिला मॉडल में लंबी अवधि के सहज हरकत और अल्पकालिक डराना प्रेरित हरकत दोनों को मापने के लिए दो प्रक्रियाओं का वर्णन. एक भी पार्किंसंस रोग जैस?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
लेखकों पृष्ठभूमि संगीत प्रदान करने के लिए, वीडियो प्रसंस्करण और एरिक थॉमस, संगीत विभाग, कोल्बी कॉलेज के साथ तकनीकी सहायता के लिए, Qiuli वैंग, भाषा संसाधन केंद्र, कोल्बी कॉलेज को धन्यवाद देना चाहूंगा. इस परियोजना अनुसंधान संसाधन, INBRE के लिए राष्ट्रीय केन्द्र (P20RR016463-12), जनरल मेडिकल साइंसेज के लिए राष्ट्रीय संस्थान (P20 GM103423-12) से अनुदान द्वारा समर्थित किया गया था, स्वास्थ्य और विज्ञान प्रभाग अनुदान, कोल्बी कॉलेज (एसटीए) के राष्ट्रीय संस्थान. जीएल और LWM ग्रीष्मकालीन विद्वान फंड, कोल्बी कॉलेज से अनुदान द्वारा समर्थित थे.
Materials
| Standard narrow vials | Genesee Scientific | 32-120 | |
| Rotenone | Sigma | R8875 | Store in freezer, make fresh for each experiment |
| Dimethyl Sulfoxide (DMSO) | Sigma | D8418 | Solvent for rotenone |
| Instant Drosophila medium | Carolina Biological | Formula 4-24 | |
| Drosophila activity monitor (DAM) | Trikinetics | DAM2 | trikinetics.com |
| DAM tubes | Trikinetics | Tubes 5X65 mm | |
| Recipe for Rotenone +food (125 mM dose) | Make 62.5 mM rotenone stock solution in DMSO by dissolving 25 mg rotenone in 1 ml DMSO | ||
| For 125 mM dose, add 10 mM rotenone stock in DMSO to 5 ml water. |
References
- Olanow, C. W., Tatton, W. G. Etiology and pathogenesis of Parkinson’s disease. Annual review of neuroscience. 22, 123-144 (1999).
- Coulom, H., Birman, S. Chronic exposure to rotenone models sporadic Parkinson’s disease in Drosophila melanogaster. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 24, 10993-10998 (2004).
- Hosamani, R., Ramesh, S. R., Muralidhara, Attenuation of rotenone-induced mitochondrial oxidative damage and neurotoxicty in Drosophila melanogaster supplemented with creatine. Neurochemical research. 35, 1402-1412 (2010).
- Islam, R., et al. A neuroprotective role of the human uncoupling protein 2 (hUCP2) in a Drosophila Parkinson’s disease model. Neurobiology of disease. 46, 137-146 (2012).
- Lawal, H. O., et al. The Drosophila vesicular monoamine transporter reduces pesticide-induced loss of dopaminergic neurons. Neurobiology of. 40, 102-112 (2010).
- St Laurent, ., O’Brien, R., M, L., Ahmad, S. T. Sodium butyrate improves locomotor impairment and early mortality in a rotenone-induced Drosophila model of Parkinson’s disease. Neuroscience. 246, 382-390 (2013).
- Sherer, T. B., et al. Mechanism of toxicity in rotenone models of Parkinson’s disease. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 23, 10756-10764 (2003).
- Munoz-Soriano, V., Paricio, N. Drosophila models of Parkinson’s disease: discovering relevant pathways and novel therapeutic strategies. Parkinson’s disease. , 520640 (2011).
- Steffan, J. S., et al. Histone deacetylase inhibitors arrest polyglutamine-dependent neurodegeneration in Drosophila. Nature. 413, 739-743 (2001).
- Auluck, P. K., Bonini, N. M. Pharmacological prevention of Parkinson disease in Drosophila. Nature medicine. 8, 1185-1186 (2002).
- Whitworth, A. J., et al. Increased glutathione S-transferase activity rescues dopaminergic neuron loss in a Drosophila model of Parkinson’s disease. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, 8024-809 (2005).
- Ahmad, S. T., Steinmetz, S. B., Bussey, H. M., Possidente, B., Seggio, J. A. Larval ethanol exposure alters free-running circadian rhythm and per Locus transcription in adult D. melanogaster period mutants. Behavioural brain research. 241, 50-55 (2013).
- Seggio, J. A., Possidente, B., Ahmad, S. T. Larval ethanol exposure alters adult circadian free-running locomotor activity rhythm in Drosophila melanogaster. Chronobiology international. 29, 75-81 (2012).
- Chaudhuri, A., et al. Interaction of genetic and environmental factors in a Drosophila parkinsonism model. The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 27, 2457-2467 (2007).
- Feany, M. B., Bender, W. W. A Drosophila model of Parkinson’s disease. Nature. 404, 394-398 (2000).
- Ali, Y. O., Escala, W., Ruan, K., Zhai, R. G. Assaying locomotor, learning, and memory deficits in Drosophila models of neurodegeneration. Journal of Visualized Experiments : JoVE. , (2011).
- Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila. Experimental gerontology. 40, 386-395 (2005).
- Nichols, C. D., Becnel, J., Pandey, U. B. Methods to assay Drosophila behavior. Journal of visualized experiments : JoVE. , (2012).
- Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster. Journal of Visualized Experiments : JoVE. , (2009).
