Summary
यह कार्य zebrafish में तीव्र और पुरानी हाइपरग्लेसेमिया मॉडल स्थापित करने के तरीकों का वर्णन करता है। उद्देश्य शारीरिक प्रक्रियाओं पर हाइपरग्लेसेमिया के प्रभाव की जांच करना है, जैसे कि गठन और चोट-प्रेरित न्यूरोजेनेसिस। पीईटी / सीटी का प्रयोग करके रेडियोलैबैड अणुओं (यहां, [ 18 एफ] -एफडीजी) का पालन करने के लिए काम में zebrafish का भी इस्तेमाल किया गया है।
Abstract
हाइपरग्लेसेमिया एक प्रमुख स्वास्थ्य समस्या है जो कार्डियोवास्कुलर और सेरेब्रल डिसफंक्शन को जाता है। उदाहरण के लिए, यह स्ट्रोक के बाद वृद्धि हुई न्यूरोलॉजिकल समस्याओं से जुड़ा हुआ है और न्यूरोजेनिक प्रक्रियाओं को कम करने के लिए दिखाया गया है। दिलचस्प है कि वयस्क zebrafish हाल ही में हाइपरग्लेसेमिया / मधुमेह की नकल करने के लिए एक प्रासंगिक और उपयोगी मॉडल के रूप में उभरा है और गठित और पुनर्योजी तंत्रिकाजनन की जांच करना है। यह काम होमोस्टेटिक और मस्तिष्क की मरम्मत की स्थिति के तहत मस्तिष्क कोशिका प्रसार पर हाइपरग्लेसेमिया के प्रभाव का पता लगाने के लिए हाइपरग्लेसेमिया के ज़ेब्राफी मॉडल को विकसित करने के तरीके प्रदान करता है। तीव्र हाइपरग्लेसेमिया को डी-ग्लूकोस (2.5 ग्राम / किलोग्राम वजन) के इंट्राटेरिटोनियल इंजेक्शन का इस्तेमाल वयस्क ज़ेबराफिश में किया जाता है। क्रोनिक हाइपरग्लेसेमिया 14 दिनों के लिए पानी युक्त डी-ग्लूकोस (111 मिमी) में प्रौढ़ zebrafish में डुबोकर प्रेरित है। इन विभिन्न दृष्टिकोणों के लिए रक्त ग्लूकोज-स्तर माप का वर्णन किया गया है गठित एक पर hyperglycemia के प्रभाव की जांच करने के तरीकेटेलिसेफलोन की यांत्रिक चोट का वर्णन करके, मस्तिष्क की विदारक, पैराफिन एम्बेडिंग और सूक्ष्ममाणु के साथ अनुभागिंग, और इम्युनोहिस्टोकेमिस्ट्री प्रक्रियाओं का प्रदर्शन करके, एन डी पुनर्योजी तंत्रिकाजनन प्रदर्शित किया जाता है। अंत में, पीईटी / सीटी का प्रयोग करके रेडियोलैबैड अणुओं (यहां, [ 18 एफ] -एफडीजी) के बायोडाइस्टिशन के अध्ययन के लिए एक उपयुक्त मॉडल के रूप में zebrafish का प्रयोग करने का तरीका भी वर्णित है।
Introduction
हाइपरग्लेसेमिया को अत्यधिक रक्त शर्करा के स्तर के रूप में परिभाषित किया गया है। यद्यपि यह तीव्र तनाव की स्थिति को प्रतिबिंबित कर सकता है, हाइपरग्लेसेमिया भी ऐसी स्थिति है जो अक्सर मधुमेह के निदान की ओर जाता है, इंसुलिन स्राव और / या प्रतिरोध के एक गंभीर विकार। 2016 में, मधुमेह के साथ रहने वाले वयस्कों की संख्या दुनिया भर में 422 मिलियन तक पहुंच गई है, और हर साल 1.5 मिलियन लोग इस बीमारी से मर जाते हैं, जिससे यह एक प्रमुख स्वास्थ्य समस्या है 1 । दरअसल, अनियंत्रित मधुमेह कार्डियोवास्कुलर सिस्टम, गुर्दे, और परिधीय और केंद्रीय तंत्रिका तंत्र को प्रभावित करने वाले कई शारीरिक विकारों की ओर जाता है।
दिलचस्प बात, तीव्र और पुरानी हाइपरग्लेसेमिया अनुभूति को बदल सकती है और उन्माद और अवसाद 2 , 3 , 4 , 5 , 6 दोनों में योगदान दे सकता है। इसके अलावा, रोगियों के प्रवेश के कारणआइकेमिक स्ट्रोक 7 , 8 , 9 , 10 , 11 के बाद ith हाइपरग्लेसेमिया को बदतर कार्यात्मक, न्यूरोलॉजिकल और जीवित रहने के परिणामों के साथ जोड़ा गया है। यह भी दिखाया गया कि हाइपरग्लेसेमिया / मधुमेह वयस्क न्यूरोजेनेसिस को प्रभावित करते हैं, तंत्रिका स्टेम सेल गतिविधि और न्यूरोनल भेदभाव, प्रवासन, और अस्तित्व 2 , 12 को प्रभावित करके नए न्यूरॉन्स की पीढ़ी के लिए एक प्रक्रिया।
स्तनधारी के विपरीत, टेलोस्ट मछली, जैसे ज़ेब्राफ़िश, संपूर्ण मस्तिष्क में तीव्र न्यूरोजेनिक गतिविधि प्रदर्शित करता है और वयस्कता 13 , 14 , 15 , 16 के दौरान मस्तिष्क की मरम्मत के लिए एक उत्कृष्ट क्षमता का प्रदर्शन करता है। विशेष रूप से, नेयू की दृढ़ता से इस तरह की क्षमता संभव हैरेडियल ग्लिया और न्यूरोबलास्ट 17 , 18 , 1 9 सहित राल स्टेम / पूर्वज कोशिकाएं। इसके अतिरिक्त, जैबैफिश हाल ही में चयापचय संबंधी विकारों का अध्ययन करने के लिए एक मॉडल के रूप में उभरा है, जिसमें मोटापा और हाइपरग्लेसेमिया / मधुमेह 20 , 21 , 22 शामिल हैं ।
हालांकि, zebrafish hyperglycemia और neurogenesis का एक अच्छी तरह से मान्यता प्राप्त मॉडल है, कुछ अध्ययन मस्तिष्क homeostasis और संज्ञानात्मक समारोह पर hyperglycemia के प्रभाव की जांच 12 , 23 गठित और चोट प्रेरित मस्तिष्क कोशिका प्रसार पर हाइपरग्लेसेमिया के प्रभाव का निर्धारण करने के लिए, तीव्र हाइपरग्लेसेमिया का एक मॉडल डी-ग्लूकोज के इंट्राटेरेटोनियल इंजेक्शन के माध्यम से बनाया गया था। इसके अलावा, पुरानी हाइपरग्लेसेमिया का एक मॉडल मछली के विसर्जन के माध्यम से पानी में पूरक के रूप में पुन: पेश किया गया था।Ith डी-ग्लूकोज 12 Zebrafish अनुसंधान में कई फायदे प्रदर्शित करता है। वे विकास के पहले चरण के दौरान सस्ता, उठाना आसान और पारदर्शी हैं और उनके जीनोम का अनुक्रमित किया गया है। इस काम के संदर्भ में, वे कई अतिरिक्त लाभ भी दिखाते हैं: (1) वे मनुष्यों के साथ समान शारीरिक प्रक्रियाओं को साझा करते हैं, उन्हें बायोमेडिकल अनुसंधान के लिए महत्वपूर्ण उपकरण बनाते हैं; (2) वे मस्तिष्क होमोस्टेसिस और न्यूरोजेनेसिस पर हाइपरग्लेसेमिया के प्रभाव की त्वरित जांच के लिए अनुमति देते हैं, जिससे उनकी व्यापक और मजबूत न्यूरोजेनिक गतिविधि होती है; और (3) वे एक वैकल्पिक मॉडल हैं, जो अनुसंधान में इस्तेमाल किए गए स्तनधारियों की संख्या में कमी की इजाजत देता है। अंत में, पीईटी / सीटी का प्रयोग करके रेडियोलैलेबेड अणुओं और संभावित चिकित्सकीय एजेंटों के बायोडायवि्रशन के परीक्षण के लिए एक मॉडल के रूप में zebrafish का उपयोग किया जा सकता है।
निम्नलिखित प्रक्रिया का समग्र लक्ष्य नेत्रहीन दस्तावेज है कि कैसे zebrafish में तीव्र और पुरानी हाइपरग्लेसेमिया के मॉडल स्थापित करने के लिए, zeb का उपयोग करेंहाइपरग्लेसेमिक स्थितियों में मस्तिष्क रीमॉडलिंग का आकलन करने के लिए राफिश, और पीईटी / सीटी का प्रयोग करके रेडियोलैबैड अणुओं (यहां, [ 18 एफ] -एफडीजी) की निगरानी करें।
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Protocol
प्रौढ़ wildtype zebrafish ( Danio rerio ) मानक photoperiod (14/10 घंटे प्रकाश / अंधेरे) और तापमान (28 डिग्री सेल्सियस) शर्तों के तहत बनाए रखा गया था। सभी प्रयोगों का प्रयोग फ़्रांस और यूरोपीय समुदाय के दिशानिर्देश के अनुसार आयोजित किए गए अनुसंधान में पशु (86/609 / ईईसी और 2010/63 / ईयू) के लिए किया गया था और पशु प्रयोगों के लिए स्थानीय आचार समिति द्वारा अनुमोदित किया गया था।
1. ज़ेबराफिश में तीव्र हाइपरग्लेसेमिया के एक मॉडल की स्थापना
- 97.9 एमएल पानी में पानी के 400 मिलीग्राम ट्रिक्सिन पाउडर और 1 एम ट्रिस / एचसीएल बफर (पीएच 9) के 2.1 एमएल को भंग करके ट्रिक्सिन (एमएस -222) के एक शेयर समाधान तैयार करें। पीएच को 7 और विभाज्य -20 डिग्री सेल्सियस पर भंडारण के लिए समायोजित करें
- मछली के 100 एमएल (अंतिम tricaine एकाग्रता: 0.02%) में 5 एमएल ट्रिक्सिन (स्टॉक समाधान) डालकर वयस्क zebrafish के लिए एक संवेदनाहारी तैयार करें।
- एक जेब्राफिश (3 से 6 महीने) को इसके टैंक से संवेदनाहारी तक स्थानांतरित करें, जब तक कि इसे आगे नहीं बढ़ाना बंद हो जाता है।
- फिर सेकट पिपेट का उपयोग करके मछली को स्थानांतरित करें और शोषक टिशू पेपर पर जल्दी से सूखा।
- मछली का वजन
- 1x पीबीएस में भंग होने वाले डी-ग्लूकोस की सिरिंज तैयार करें और डी-ग्लूकोस की 50 μL (2.5 ग्राम / किलोग्राम वजन) डालें।
नोट: उदाहरण के लिए, 0.6 ग्राम मछली को 50 μL 3% डी-ग्लूकोस / पीबीएस समाधान प्राप्त होगा। - मछली को अपनी पीठ पर रखो और सिरिंज की सुई को इंट्राटेरिटोनियल गुहा में डालें।
- धीरे-धीरे डी-ग्लूकोज / पीबीएस समाधान इंजेक्षन करें और फिर मछली को पानी में वापस रखें।
- जब तक यह पूरी तरह से ठीक नहीं हो जाए, मछली की जांच करें। जब तक कि रक्त ग्लूकोज मापन प्रदर्शन करने के लिए आवश्यक समय तक पहुंच न हो, तब तक इसे अपने टैंक पर लौटें।
नोट: इंजेक्शन के बाद रक्त ग्लूकोज को 1.5 घंटे मापा जाता है।
2. Zebrafish में पुरानी हाइपरग्लेसेमिया के एक मॉडल की स्थापना
- साफ मछली के पानी का 2 एल टैंक तैयार करें
- अंतिम डी-ग्लूकोस एकाग्रता के लिए डी-ग्लूकोस के 2 ग्राम मछली के पानी में 40 ग्राम भंग करें111 मिमी
- डी-ग्लूकोस युक्त पानी में 5 से 7 वयस्क zebrafish को विसर्जित करें।
- बैक्टीरिया या अन्य सूक्ष्म जीवों के विकास से बचने के लिए हर 2 दिन डी-ग्लूकोज मछली का पानी बदलें।
- उपचार के 14 दिनों के बाद, ताजा पानी में मछली को थोड़ी देर के लिए रक्त ग्लूकोज-स्तर माप लेने से पहले शरीर के बाहर डी-ग्लूकोज को निकालने के लिए रखें।
3. Zebrafish में रक्त ग्लूकोज स्तर को मापने
- तीव्र इच्छामृत्यु के लिए बर्फ के साथ मछली को कवर करें।
नोट: ट्राईसीन की अधिक मात्रा का उपयोग न करें, क्योंकि यह रक्त शर्करा के स्तरों में व्यापक विविधताएं लाती है। बहुत लंबे समय के लिए बर्फ में मछली को मत छोड़ो, क्योंकि इससे रक्त को थक्का हो जाएगा - सभी पानी को हटाने के लिए और रक्त ग्लूकोज मापन के दौरान किसी भी रक्त कमजोर पड़ने से बचने के लिए शोषक टिशू पेपर के साथ मछली को साफ करें।
- नेस्चिंग संदंश का प्रयोग करके आंख को निकालें और जब तक कि आंखों की गुहा रक्त से भर न जाए, तब तक प्रतीक्षा करें।
- एक ग्लूकोमीटर पर एक परीक्षण पट्टी रखो और मैंनेत्र गुहा में पट्टी को एनएसर्ट करें
- रक्त ग्लूकोज के स्तरों को मापें
4. Hyperglycemia के बाद मस्तिष्क कोशिका प्रसार का विश्लेषण
- समाधान और बफ़र्स: आवश्यकताओं और तैयारी
- 100 मिलीलीटर की 10x पीबीएस से 900 एमएल की डिस्टिल्ड एच 2 ओ (डीएच 2 ओ) और मिश्रण के साथ 1 एल पीबीएस 1 एल तैयार करें।
- 1x पीबीएस को 0.2% डिटर्जेंट (पीबीएस-टी, सामग्री की मेज देखें) के साथ तैयार करें।
नोट: 1 एल पीबीएस-टी तैयार करने के लिए, 2 एमएल ऑफ डिटर्जेंट ( सामग्री तालिका देखें) 1 एल पीबीएस में जोड़ें। - एक इथेनॉल श्रृंखला तैयार करें (100% x 2; 95%; 85%; 70%; 50%, और 30%) और 0.85% NaCl।
- अवरुद्ध बफर तैयार करें: पीबीएस-टी युक्त 0.5% से 1% दूध पाउडर।
नोट: 200 एमएल अवरुद्ध बफर तैयार करने के लिए, पीबीएसटी के 200 एमएल के लिए 2 ग्राम दूध पाउडर जोड़ें। - एंटीजन पुनर्प्राप्ति बफर, सोडियम साइटेट तैयार करें।
नोट: सोडियम साइट्रेट बफर के 1 एल तैयार करने के लिए, 2.94 ग्राम सोडियम साइट्रेट त्रिसोडियम नमक 1 एल के डीएच 2 में निर्जलीकरण 2 0 पीएच को 6 को समायोजित करने से पहले 1 एल भरें। - एक 4% पैराफॉर्मालाइडहाइड-पीबीएस बफर तैयार करें, जिसमें 4 ग्राम पैराफार्मैडाइहाइड को 1 एमबी की 1 एक्स पीबीएस में जोड़ दें। इसे 58-60 डिग्री सेल्सियस तक आंदोलन के दौरान गर्म कर दें जब तक कि इसे पूरी तरह से घुल नहीं लेते।
- इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री के लिए नमूना तैयार करना: निर्धारण और निर्जलीकरण
- रक्त ग्लूकोज के स्तर को मापने के बाद, सिर से गिल के पीछे सिर काटने के द्वारा शरीर से अलग करें।
नोट: वैकल्पिक रूप से, मस्तिष्क को अन्य प्रयोगों के लिए सीधे निकाला और जमे हुए जा सकता है, जैसे कि एमआरएनए निष्कर्षण - पीबीएस (पीएफए-पीबीएस) में भंग करने वाले 4% पैराफॉर्मालाइहाइड में 4 डिग्री सेल्सियस पर रात भर सिर को ठीक करें।
- अगले दिन, पीबीएस में सिर को संक्षेप में धो लें
- माइक्रोस्कोप का उपयोग करके सावधानी से मस्तिष्क काटना। पीबीएस के साथ तय सिर कुल्ला और एक विदारक माइक्रोस्कोप के तहत एक सिर सुरक्षित करने के लिए एक सुई का उपयोग करें। आँखें और संदंश के साथ खोपड़ी के ऊपर निकालें carefuLly मस्तिष्क निकालने और इसे 1x पीबीएस में रखें।
- 15 मिनट के लिए 30 मिनट, 30 मिनट, 30 मिनट के लिए 0.85% NaCl, 70% EtOH / 0.85% NaCl (v / v), 15 मिनट (दो बार) के लिए 70% एटओएच, 20% के लिए 85% एटओएच के साथ 1x पीबीएस के साथ निश्चित दिमाग को धो लें मिनट, 20 मिनट के लिए 95% एटओएच, और 20 मिनट (दो बार) के लिए 100% एटओएच। अंतिम 100% EtOH समाधान में रातोंरात सेते हैं
नोट: निर्जलित मस्तिष्क पैराफिन एम्बेडिंग से पहले 4 डिग्री सेल्सियस पर 100% एटओएच में कई महीनों तक रह सकते हैं।
- रक्त ग्लूकोज के स्तर को मापने के बाद, सिर से गिल के पीछे सिर काटने के द्वारा शरीर से अलग करें।
- इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री के लिए नमूना तैयार करना: पैराफिन एम्बेडिंग के लिए ऊतक की तैयारी
- एक छोटे से ग्लास बीकर में दिमाग रखें
नोट: एक प्लास्टिक के गोदाम का उपयोग न करें, क्योंकि टोल्यूनि कुछ प्लास्टिक को नुकसान पहुंचा सकता है। - इथेनॉल निकालें और इसे टोल्यूनि के साथ बदलें, क्योंकि दिमाग को पूरी तरह से टोल्यूनि द्वारा ठीक किया जाना चाहिए। टोल्यूनि के दो 30 मिनट के स्नान का प्रदर्शन करें
- टोल्यूनि को निकालें और एक एम्बेडिंग कैसेट में मस्तिष्क को रखें। पिघला हुआ पैराफिन श्रृंखला बीकरों में बंद कैसेट 5 पर रखो8-60 डिग्री सेल्सियस (प्रत्येक पैराफिन बीकर में 30 मिनट) वार्मिंग समावेश संदंश को चालू करें पैराफिन स्नान के अंत में, कैसेट ले लो और कुछ तरल पैराफिन को मोल्ड में डालें।
- पिघला हुआ पैराफिन को मोल्ड में डालें और मस्तिष्क को अंदर रखें। एक गाइड के रूप में मस्तिष्क की एंटोस्टोस्टोरियर उन्मुखीकरण का उपयोग करते हुए, वार्मिंग शामिल करने के संदंश का उपयोग करके मस्तिष्क को ओरिएंट। एम्बेडिंग मशीन के कूलिंग भाग पर पैराफिन को कठोर करने दें।
- तकनीकी कारणों से, एंटेरोस्टोस्टेरियर अक्ष के साथ दिमाग की स्थिति पैराफिन ब्लॉक को खोलने के बाद, इसे फसल करें और इसे कैसेट पर ठीक करें, पिघला हुआ पैराफिन के साथ ट्रांसवर्सल सेक्शनिंग की अनुमति देने के लिए उचित अभिविन्यास में।
- पैराफिन ब्लॉक को माइक्रोोटॉम के हाथ में डालें। जब तक मस्तिष्क का नमूना स्तर तक नहीं पहुंच जाता तब तक 50 माइक्रोन-मोटी वर्गों को काटें। पैराफिन ब्लॉक को एक ट्रेपोज़ प्राप्त करने के लिए ट्रिम करें और 7 माइक्रोन को सेक्शनिंग मोटाई समायोजित करें। पेंटब्रश का उपयोग करके पैराफिन रिबन ले लीजिए और उन्हें काले पैप पर रखेंएर। उन्हें धीरे-धीरे हर 3 से 4 अनुभागों में काटें।
- वार्मिंग प्लेट पर एक स्लाइड रखो और डीएच 2 ओ पानी से इसे कवर करें।
- धीरे से पानी पर कटौती रिबन की स्थिति। शोषक टिशू पेपर के साथ पानी निकालें, जब पैराफिन रिबन पर्याप्त रूप से फैलाएंगे / सामने आएंगे। यंत्रवत् पिछले बूंदों को निकालें पानी को स्लाइड्स से निकालें और उन्हें 30-40 डिग्री सेल्सियस पर वार्मिंग प्लेट पर कम से कम 3 घंटे के लिए सुखा दें।
- एक छोटे से ग्लास बीकर में दिमाग रखें
- Immunohistochemistry प्रक्रिया
- 7 मिनट प्रत्येक के लिए xylene के तीन कंटेनरों में वर्गों को रखकर पैराफिन मोम निकालें।
- स्लाइड्स को दो मिनट के लिए 100% एटओएच के दो कंटेनरों में डालकर प्रत्येक वर्ग के लिए 95% एटओएच, 85% एटओएच, 70% एटओएच, और 30% एटओएच को हटा दें। अंत में, डीएच 2 ओ में स्लाइडों को संक्षेप में डालें और पीबीएस में दो बार प्रत्येक 5 मिनट के लिए।
- सिट्रेट बफर में एक माइक्रोवेव (500 वें मिनट में 2 मिनट) तक वर्गों में इनक्यूबेटिंग करके एंटीजन पुनर्प्राप्ति करेंबफर फोड़ा करना शुरू होता है स्लाइड्स को कमरे के तापमान पर 15 मिनट के लिए उतार दें
- पीबीएसटी में तीन बार धोएं, प्रत्येक 5 मिनट में, और पीबीएसटी युक्त 1% दूध युक्त वर्गों को 45 मिनट के लिए ब्लॉक करें। प्राथमिक एंटीबॉडीज के साथ रातोंरात सेते हैं ( उदा। प्रबलित कोशिका स्टेनाइजिंग के लिए सेल परमाणु एंटीजन (पीसीएनए) बढ़ाना; 1/100) अवरुद्ध बफर ( यानी पीबीएसटी, 1% दूध) में पतला।
- पीबीएसटी में तीन बार धोएं, 5 मिनट प्रत्येक के लिए, और उचित माध्यमिक एंटीबॉडी ( जैसे बकरी एंटी-माउस एलेक्सा फ्लूर 488; 1/200) अवरुद्ध बफर में डीपीआई (1/500) के साथ पतला 90 मिनट के लिए वर्गों को सेते हैं।
- पीबीएसटी में तीन बार धोएं, प्रत्येक 5 मिनट में, और स्लाइड्स को फ्लोरोसेंट माउंटिंग माध्यम के साथ माउंट करें (सामग्रियों की मेज देखें)।
- एक epifluorescence और / या confocal सूक्ष्मदर्शी का उपयोग कर धुंधला विश्लेषण
- कम से कम तीन अलग-अलग में रुचि के क्षेत्र के कम से कम तीन लगातार मस्तिष्क वर्गों पर मस्तिष्क कोशिका के प्रसार को बढ़ाएंimals।
नोट: वैकल्पिक रूप से, मस्तिष्क के एम्बेडिंग को कंपोजिट सेक्शनिंग और फ्री-फ्लोटिंग इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री पर आगे बढ़ने के लिए agarose में किया जा सकता है, जैसा कि पहले से वर्णित है 24 ।
- मस्तिष्क की मरम्मत तंत्र पर हाइपरग्लेसेमिया के प्रभाव का अध्ययन करना
नोट: वैकल्पिक रूप से, तीव्र और क्रोनिक हाइपरग्लेसेमिया के तहत मस्तिष्क की मरम्मत की जांच टेलिनेफ़ेलन की चोट की चोट के बाद की जा सकती है, जैसा पहले 24 , 25 , 26 में वर्णित था। संक्षेप में:- Tricaine के साथ वयस्क zebrafish anesthetize
- प्रकाश के साथ एक विदारक माइक्रोस्कोप के तहत मछली रखें
- एक हाथ से मछली पकड़ो
- दूसरी ओर, खोपड़ी के माध्यम से दाएं टेलिसेफेलिक गोलार्ध के मध्य क्षेत्र में एक 30 जी सिरिंज खड़ी करें।
- मछली को ताजे मछली के पानी में वापस रखें, डी-ग्लूकोस-पूरक पानी (111)एमएम), या मछली के पानी को नियंत्रित। मछली को चोट लगने से 7 दिनों के लिए जीवित रहने दें।
नोट: बाकी प्रक्रिया के लिए चरण 4 का संदर्भ लें
5. पीईटी / सीईटी द्वारा रेडियोलैलेड अणुओं का बायोडिविस्टिशन पीईटी / सीटी में इमेजिंग: फ्लोरोडायॉक्सीग्लोकोज़ ([18 एफ] -एफडीजी) ग्लूकोज मेटाबोलिज़्म का विश्लेषण करने के लिए
- [18 एफ] - एफडीजी के खारा समाधान के 20 एमबीक्यू युक्त 50 μL सिरिंज तैयार करें।
- विकिरण सुरक्षा स्क्रीन के पीछे सिरिंज रखें
- Tricaine के साथ एक वयस्क zebrafish anesthetize
- एक विकिरण सुरक्षात्मक स्क्रीन के पीछे मछली रखें
- इंटेराइटिटोनियल गुहा में [18 एफ] -एफडीजी को इंजेक्ट करें इंसजेक्शन साइट को टिश्यू पेपर के एक छोटे से टुकड़े के साथ पकाएं ताकि अवशिष्ट [18 एफ] -एफडीजी का पता लगाने से बचा जा सके जो मछली के पेट से बाहर निकले।
- सटीक इंजेक्शन खुराक की गणना करने के लिए सिरिंज और ऊतक पर निहित शेष गतिविधि को मापने के लिए एक रेडियोआईसोटोप कैलिब्रेटर का उपयोग करें।
- मछली को एक पर रखेंईव, शोषक ऊतक का छोटा टुकड़ा tricaine के साथ भिगो और धीरे से इसे लपेटो पीईटी / सीटी इमेजर के बिस्तर पर शोषक टिशू के साथ मछली रखें।
- पीईटी / सीटी इमेजिंग सिस्टम में बिस्तर डालें और अधिग्रहण शुरू करें।
- पीईटी / सीटी अधिग्रहण का संचालन करने के लिए आगे बढ़ें
- प्रक्रिया के अंत में, मछली को ताजे मछली के पानी की छोटी मात्रा में वापस रखें।
नोट: वैकल्पिक रूप से, [18F] -FDG इंजेक्शन के बाद, मछली को एक बार फिर से पीईटी के लिए मछली को संवेदनाहट करने से पहले [18F] -FDG के प्रसार की सुविधा के लिए 10 मिनट से 1 घंटे के लिए ताजे पानी की थोड़ी मात्रा में वापस रखा जा सकता है। / सीटी इमेजिंग
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Representative Results
इस लेख में वर्णित प्रक्रियाओं का उपयोग, डी-ग्लूकोस (2.5 ग्राम / किलोग्राम वजन) के इंट्राटेरिटोनियल इंजेक्शन वयस्क zebrafish पर किया गया था और इंजेक्शन ( चित्रा 1 ए ) के बाद 1.5 घंटे के बाद रक्त शर्करा के स्तर में एक महत्वपूर्ण वृद्धि हुई। 24 घंटे के बाद इंजेक्शन, रक्त ग्लूकोज का स्तर डी-ग्लूकोज और पीबीएस-इंजेक्शन मछली 12 के बीच समान था। जीर्ण उपचार के लिए, zebrafish डी-ग्लूकोस पानी (111 मिमी) में विसर्जित हो गया था और उपचार के 14 दिनों ( चित्रा 1 बी ) के अंत में हाइपरग्लाइटेमिक बन गया था, जैसा कि पहले 12 , 22 को दिखाया गया था।
मस्तिष्क कोशिका प्रसार पर हाइपरग्लैलेसीमिया के प्रभाव की जांच के लिए, तीव्र और पुरानी हाइपरग्लेसेमिया के प्रेरण के बाद सीसीएनए इम्यूनोहिस्टोकेमिस्ट्री ज़ेबराफिश दिमाग पर किया गया था। हालांकि तीव्र hypergl यसीमिया ने मस्तिष्क कोशिका प्रसार को प्रभावित नहीं किया 12 , पुरानी हाइपरग्लेसेमिया ने वेंट्रिकल के साथ तंत्रिका स्टेम सेल प्रसार में एक महत्वपूर्ण कमी को प्रेरित किया, जैसा कि पहले डॉर्सेमन और सहकर्मियों (2016) द्वारा दिखाया गया था। दरअसल, सीपीएनए पॉजिटिव कोशिकाओं की संख्या उपपॉलियम (वीवी / वीडी), पेलियम (डीएम), और कंडल हाइपोथेलेमस (एलआर / पीआर) ( चित्रा 2 ) के पार्श्व और पश्चर अवकाश के आसपास के क्षेत्रों में कम हो गई थी।
तीव्र और पुरानी हाइपरग्लेसेमिया के तहत टेलिनेफ़लोन की यांत्रिक चोट के बाद चोट से प्रेरित न्यूरोजेनेसिस का भी अध्ययन किया गया था। जैसा कि ज़ेब्राफिश में मस्तिष्क की चोट के बाद पहले वर्णित है, माइक्रोग्लियल कोशिकाओं और oligodendrocytes का पहला पैरेन्शिमल प्रसार हुआ, इसके बाद वेंट्रिकुलर लेयर पर प्रसार के एक मजबूत अप-विनियमन के बाद, 25 , 27 की चोट के 7 दिनों बाद , 28 , 29 , 30. तीव्र hyperglycemia ने मस्तिष्क पैरेन्काइमा में प्रसार के प्रारंभिक कदम को विनियमित नहीं किया। इसके विपरीत, क्रोनिक हाइपरग्लेसेमिया ने 7 दिनों की चोट ( चित्रा 3 ) के बाद टेलिसेफेलिक निलय के साथ मस्तिष्क कोशिका प्रसार को बिगड़ा।
पीईटी / सीटी इमेजिंग का प्रयोग करके रेडियोलैबैड अणुओं के बायोडायविजनन की निगरानी के लिए ज़ेब्राफ़िश मॉडल भी दिलचस्प है। यहां, [18 एफ] - एफडीजी इंट्राप्टरिटोनिक रूप से वयस्क ज़ेबराफिश में इंजेक्ट किया गया था 30 मिनट के बाद, पीईटी / सीटी अधिग्रहण से पता चलता है कि न केवल इंजेक्शन की साइट पर ग्लूकोज वितरित किया जाता है, बल्कि मस्तिष्क सहित सिर के सिर में और रीढ़ की हड्डी ( चित्रा 4 ) के साथ।
चित्रा 1 : zebrafish में hyperglycemia के तीव्र और क्रोनिक मॉडल। ( ए ) डी ग्लूकोज (2.5 ग्राम / किग्रा शरीर) के इंट्राटेरिटोनियल इंजेक्शन के परिणामस्वरूप रक्त ग्लूकोज के स्तर में एक महत्वपूर्ण वृद्धि हुई है, इंजेक्शन के बाद 1.5 एच (एन = 3 ) ( बी ) 14 दिनों के लिए डी-ग्लूकोस पानी (111 मिमी) में zebrafish का विसर्जन रक्त शर्करा के स्तर (एन = 15) में एक महत्वपूर्ण वृद्धि में परिणाम । इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
चित्रा 2 : इलाज के 14 दिनों के बाद क्रोनिक हाइपरग्लेसेमिया मस्तिष्क कोशिका के प्रसार को रोकता है। प्रणोदक कोशिकाओं को एक पीसीएनए एंटीबॉडी के साथ हरे रंग में लेबल किया जाता है। सेल नाभिक डीएपीआई (नीला) के साथ counterstained हैं। क्रोनिक एचपैपरियम ( बी ) में उपपैल्लियम ( ए ) में उपचार के 14 दिनों के बाद, और वेंट्रिकल ( सी ) के पार्श्व और पश्चर अवकाश के चारों ओर कंडल हाइपोथैलेमस में, yperglycemia मस्तिष्क कोशिका के प्रसार को घट जाती है। स्केल बार = 120 माइक्रोन (ए और बी), 200 माइक्रोन (सी)। इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 3 : टेलिनेफ़लोन की घावों की घायल चोट 7 दिनों के बाद के घाव पर मस्तिष्क के प्रसार को बढ़ाता है। ( ए ) स्तर पर zebrafish telencephalon के एक transversal अनुभाग के योजनाबद्ध सिंहावलोकन ऊपरी बाण के समान में संकेत दिया। स्कीमा को zebrafish मस्तिष्क एटलस 31 से लिया गया है। क्या आप वहां मौजूद हैं डी डॉट्स 32 , 33 कोशिकाओं के प्रकोप को इंगित करते हैं। सुई घाव की साइट को इंगित करता है। ( बी ) पीसीएनए (ग्रीन) इम्यूनोहिस्टोकेमिसिस 7 दिनों के बाद मस्तिष्क की चोट में घायल टेलिनेफ़ेलन में मस्तिष्क वेंट्रिकल के साथ प्रसार के एक मजबूत upregulation से पता चलता है। स्केल बार = 200 माइक्रोन इस आंकड़े के एक बड़े संस्करण को देखने के लिए कृपया यहां क्लिक करें
चित्रा 4 : इंट्राटेरेटोनियल इंजेक्शन के 30 मिनट के बाद [18F] -FDG (इंजेक्शन 20 एमबीक्यू) की पीईटी / सीटी इमेजिंग। पीईटी / सीटी इमेजिंग की प्रतिनिधि छवियों ने सिर, मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी सहित zebrafish के शरीर में [18F] -FDG का विस्तृत वितरण दिखाया।Files / ftp_upload / 55203 / 55203fig4large.jpg "target =" _ blank "> कृपया इस आंकड़े का एक बड़ा संस्करण देखने के लिए यहां क्लिक करें।
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Discussion
यह कार्य zebrafish में hyperglycemia के तीव्र और क्रोनिक मॉडल स्थापित करने के लिए विभिन्न तरीकों का वर्णन करता है। इन प्रक्रियाओं का मुख्य लाभ यह है कि: (1) वे अनुसंधान के लिए उपयोग किए गए स्तनधारियों की संख्या में कमी की अनुमति देते हैं, (2) वे स्थापित करने के लिए सरल और त्वरित लागू होते हैं, और (3) वे आर्थिक रूप से आर्थिक रूप से हैं। इसलिए, इस तरह के मॉडल एथेरोथ्रोमोसिस, हृदय रोगों, रेटिनोपैथी, रक्त-मस्तिष्क बाधा रिसाव, और बांझक और पुनर्योजी तंत्रिकाजनन सहित विभिन्न शारीरिक प्रक्रियाओं पर इसके प्रभाव का अध्ययन करने के लिए बड़ी संख्या में जानवरों पर हाइपरग्लेसेमिया के प्रभाव की जांच के लिए अनुमति देते हैं। यह काम सामान्य या चोट-प्रेरित शर्तों के तहत मस्तिष्क कोशिका प्रसार पर हाइपरग्लेसेमिया के प्रभावों की जांच के साथ आगे बढ़ने का तरीका बताता है।
पुरानी हाइपरग्लेसेमिया प्रक्रिया की एक महत्वपूर्ण सीमा यह है कि, कुछ प्रयोगों में, कुछ मछली पुरानी विसर्जन के बाद हाइपरग्लेसेमिया प्रदर्शित नहीं करती हैंडी-ग्लूकोस पानी (14 दिनों के लिए 111 मिमी) में उत्तरदायी और गैर-प्रतिक्रियाजनक मछलियों का प्रतिशत पहले क्रमशः डॉर्सेमन और सहकर्मियों (2016) द्वारा क्रमशः 83% और 17% की तुलना में क्रमशः अनुमान लगाया गया है। यह संभव है कि मछली अपनी उम्र, लिंग, और अधिक अग्नाशयी β-cells 34 , 35 को बनाने के द्वारा hyperglycemia के लिए क्षतिपूर्ति करने की क्षमता के हिसाब से अलग-अलग संदिग्धताओं को प्रदर्शित करता है। तीव्र हाइपरग्लेसेमिया के लिए, इंजेक्शन के बाद रक्त शर्करा का स्तर काफी समरूप होता है 1.5, विधि की मजबूती का प्रदर्शन।
इस प्रक्रिया का एक महत्वपूर्ण कदम ब्लड-ग्लूकोज-स्तरीय माप से संबंधित है। नेत्र गुहा को भरने वाले रक्त की मात्रा दुर्लभ मामलों में, बहुत कम है जो ग्लूकोमीटर परीक्षण पट्टी को लोड करने की अनुमति देता है। इसके अलावा, रक्त जमा करने से बचने के लिए मछली को बहुत लंबे समय तक बर्फ पर नहीं रहना चाहिए। हालांकि, एनेस्टेस को शामिल करने को सुनिश्चित करने के लिए उन्हें पर्याप्त समय के लिए बर्फ पर रहना चाहिएIa और जानवरों की मृत्यु। यह भी उल्लेख करना महत्वपूर्ण है कि, तीव्र हाइपरग्लेसेमिया के लिए, इंजेक्शन डी-ग्लूकोस की मात्रा को मछली के आकार के खाते में बदला जाना चाहिए। 50 μL इंट्राटेरिटोनियल इंजेक्शन मध्यम आकार की मछली (0.5 ग्राम) के लिए बनाया गया है। दरअसल, एक छोटी सी मछली 50 μL इंट्रापेरटोनियल इंजेक्शन प्राप्त करने में सक्षम नहीं हो सकती है और इंजेक्शन की मात्रा को पशु पीड़ा को रोकने के लिए और दबाव से सीधे वापस धकेलने से बचने के लिए कम किया जाना चाहिए।
एक अन्य महत्वपूर्ण कदम वयस्क टेलिनेसफलोन की चोट की चोट की पुनरुत्पादकता है; जो कुछ तकनीकी अनुभव की आवश्यकता है इसके अतिरिक्त, ब्याज के क्षेत्र के तीन लगातार वर्गों और कम से कम तीन पशुओं पर गिनती की जानी चाहिए। बड़े मस्तिष्क क्षेत्रों में स्वत: गिनती, न्यूरोजेनेसिस की प्रक्रिया पर हाइपरग्लेसेमिया के वैश्विक प्रभाव से संबंधित महत्वपूर्ण जानकारी प्रकट कर सकती है।
ज़ेब्राफ का इस्तेमाल करने के लिए एक अन्य कारणआईएसएच, पीईटी / सीटी का उपयोग करके रेडियोलैबैड अणुओं के बायोडाइस्टिशन की निगरानी करने की क्षमता के लिए है। यहां, [18 एफ] -फडीजी का इस्तेमाल किया गया था, और पूरे ज़ेब्राफ़िश शरीर में इसका वितरण किया गया था, विशेषकर मस्तिष्क और रीढ़ की हड्डी सहित। विवो मॉडलों में संभावित चिकित्सीय एजेंटों के डिलीवरी और जैव संचय का निर्धारण करते समय, इस तरह की तकनीक विशेष रुचि होती है। यह तकनीक रक्त-मस्तिष्क की बाधा के माध्यम से पार करने के लिए कुछ अणुओं की क्षमता की जांच करने के लिए और शारीरिक या रोगजनक स्थितियों के तहत केंद्रीय तंत्रिका तंत्र पर उनके संभावित प्रभावों का निर्धारण करने के लिए एक वैकल्पिक विधि का प्रतिनिधित्व करता है। दरअसल, हाइपरग्लेसेमिया और हाइपोग्लाइसीमिया रक्त मस्तिष्क की बाधा पारगम्यता को नियंत्रित करने के लिए जाना जाता है।
अधिग्रहण के दौरान किसी भी आंदोलन से बचने के लिए, इंट्राटेरिटोनियल इंजेक्शन के बाद zebrafish में पीईटी / सीटी इमेजिंग की एक महत्वपूर्ण सीमा मछली की अनैस्टेटीजेट करने की आवश्यकता है। ऐसे संज्ञाहरणदृढ़ता से हृदय की दर को कम कर सकता है और इसलिए रेडियॉटर्रर बायोसाइस्ट्रिबेशन। इस समस्या को हल करने के लिए, इमेजिंग प्रोटोकॉल और रेडियोधोटोक के अर्ध-जीवन के उपयोग के अनुसार मछली को इंजेक्ट किया जा सकता है और ताजे पानी में कुछ मिनट या घंटों के लिए पुनर्प्राप्त करने की अनुमति मिल सकती है। इसके अलावा, इंट्राप्टेरटोनियल इंजेक्शन के परिणामस्वरूप पेरिटोनियल गुहा में सिग्नल के मजबूत संचय हो सकते हैं।
निष्कर्ष निकालने के लिए, इस कार्य ने ज़ेबराफी में हाइपरग्लेसेमिया के मॉडल स्थापित करने और रेडियोलैबैड-अणु वितरण पर निगरानी रखने के लिए कुशल तरीकों का वर्णन किया। इस तरह के दृष्टिकोण मस्तिष्क होमोस्टेसिस पर चयापचय संबंधी विकार के प्रभाव की जांच और संभावित चिकित्सकीय एजेंटों के बायोडायविजनन पर अनुसंधान के क्षेत्र खोल सकते हैं।
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Disclosures
कोई संभावित हित - असंगति का खुलासा नहीं किया गया।
Acknowledgments
हम वीडियो को संपादित करने के लिए ला रेयूनियन यूनिवर्सिटी से (विशेष रूप से जीन-फ्रांकोइस फ़ेयरियर, एरिक इज़ानल्ट, और सिल्वेन ड्यूकेस) दिशा-निर्देशों का प्रयोग करते हैं, लियोडा-रोज़ मोटलगन, वॉयसओवर के लिए, मैरी ओसबोर्न-पेलेग्रिइन प्रूफरीडिंग के लिए आवाज-ओवर, और साइरो मंच इस काम को ला रेयूनियन यूनिवर्सिटी (बोनस क्वालिट रीशेचे, डिस्पोजिटिफेस इंकिटिफ्स), कॉन्सिल क्षेत्रीय डी ला रेयूनियन, यूरोपीय संघ (सीपीईआर / एफईडीईआर), और फिलानसिया एसोसिएशन के अनुदानों द्वारा समर्थित किया गया था। एसीडी मिनिस्ट्रेरे डी लिक्विसेज नेशनेल, डी एल एन एसिंमेंटमेंट सुपरएयर एट डे ला रिकशे, ला रेयूनियन यूनिवर्सिटी (कॉन्ट्रेट डॉक्टोरल) से फेलोशिप अनुदान के एक प्राप्तकर्ता है।
Materials
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1mL Luer-Lok Syringe | BD, USA | 309628 | |
4',6'-diamidino-2-phenylindole (DAPI) | Sigma-Aldrich, Germany | D8417 | |
7 mL bijou container plain lab | Dutscher, France | 080171 | |
D-glucose | Sigma-Aldrich, Germany | 67021 | |
Digital camera | Life Sciences, Japan | Hamamatsu ORCA-ER | |
Disposable base molds | Simport, Canada | M475-2 | |
Donkey anti-rabbit Alexa fluor 488 | Life Technologies, USA | A21206 | |
Embedding center | Thermo Scientific, USA | Shandon Histocentre 3 | |
Fluorescence microscope | Nikon, Japan | Eclipse 80i | |
Fluorodeoxyglucose (18F-FDG) | Cyclotron, France | ||
Glucometer test strip | LifeScan, France | One-Touch 143 Ultra | |
Goat anti-mouse Alexa fluor 594 | Life Technologies, USA | A11005 | |
In-Vivo Imaging System | TriFoil Imaging, Canada | Triumph Trimodality | |
Microtome | Thermo Scientific, USA | Microm HM 355 S | |
Monoclonal mouse anti-PCNA | DAKO, USA | clone PC10 | |
Paraformaldehyde (PFA) | Sigma-Aldrich, Germany | P6148-500G | |
Polyclonal rabbit anti-GFAP | DAKO, USA | Z033429 | |
Slide drying bench | Electrothermal, USA | MH6616 | |
Sodium chloride | Sigma-Aldrich, Germany | S9888 | |
Sodium citrate trisodium salt dehydrate | Prolabo, France | 27833.294 | |
Sterile needle | BD Microlance 3 | 30 G 1/2 ; 0.3 mm× 13 mm | |
Student Dumont #5 Forceps | Fine Science Tools | 91150-20 | |
Student surgical scissors | Fine Science Tools | 91400-14 | |
Superfros Plus Gold Slides | Thermo Scientific, USA | FT4981GLPLUS | |
Surgical microscope | Leica, France | M320-F12 | |
Tissue embedding cassettes | Simport, Canada | M490-10 | |
Tissue embedding medium | LeicaBiosystems, USA | 39602004 | |
Toluene | Sigma-Aldrich, Germany | 244511 | |
Tricaine MS-222 | Sigma-Aldrich, Germany | A5040 | |
Triton X100 | Sigma-Aldrich, Germany | X100-500 mL | |
Vectashield medium | Vector Laboratories, USA | H-1000 | |
Xylene | Sigma-Aldrich, Germany | 534056 | |
Fish Strain | AB | ||
Saline phosphate buffer (10X PBS) pH 7.4 (for 1 liter) | For preparing 10X PBS, add the following salts and complete to 1 liter with distilled water | ||
Potassium chloride (MM : 74.55 g/mol): 2.00 g | Sigma-Aldrich, Germany | 746436 | |
Potassium phosphate monobasic (MM: 136,09 g/mol): 2.40g | Sigma-Aldrich, Germany | 795488 | |
Sodium chloride (MM : 58.44 g/mol): 80.00 g | Sigma-Aldrich, Germany | S9888 | |
Sodium phosphate dibasic (MM: 141,96 g): 14,40 g | Sigma-Aldrich, Germany | 795410 |
References
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