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- Sviluppo di imaging automatizzati e analisi chimiche per gli schermi zebrafish.
- Microiniezioni endovenosa di larve Zebrafish allo Studio danno renale acuto
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Articles by Neil A. Hukriede in JoVE
Sviluppo di imaging automatizzati e analisi chimiche per gli schermi zebrafish.
Andreas Vogt1, Hiba Codore2, Billy W. Day3,4, Neil A. Hukriede2, Michael Tsang2
1Pharmacology and Chemical Biology, University of Pittsburgh Drug Discovery Institute, 2Department of Microbiology and Molecular Genetics, University of Pittsburgh, 3Department of Pharmaceutical Sciences, University of Pittsburgh, 4Department of Chemistry, University of Pittsburgh
Riportiamo lo sviluppo di un sistema automatizzato per l'imaging e l'analisi di zebrafish embrioni transgenici in piastre a pozzetti multipli. Questo dimostra la capacità di misurare gli effetti dose-dipendente di una piccola molecola, BCI, sull'espressione del gene del fattore di crescita dei fibroblasti giornalista e fornire tecnologia per stabilire high-throughput schermi chimici zebrafish.
Microiniezioni endovenosa di larve Zebrafish allo Studio danno renale acuto
Chiara Cianciolo Cosentino1, Beth L. Roman2, Iain A. Drummond3, Neil A. Hukriede1
1Department of Developmental Biology, University of Pittsburgh, 2Department of Biological Sciences, University of Pittsburgh, 3Department of Medicine and Genetics, Harvard Medical School
Descriviamo una tecnica di microinjecting l'aminoglicoside, gentamicina, in 2 giorni dopo fetilization (DPF) larve di zebrafish per indurre danno renale acuto (AKI). Abbiamo anche descritto un metodo per intero immunoistochimica montaggio, plastica embedding e sezionamento delle larve di zebrafish per visualizzare il danno mediato AKI.
Other articles by Neil A. Hukriede on PubMed
SSDP Proteine Interagiscono Con La LIM-dominio-binding Protein Ldb1 a Regolare Lo Sviluppo
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Oct, 2002 | Pubmed ID: 12381786
LIM-dominio-binding protein Ldb1 è un fattore chiave nel montaggio di transcriptional complessi che coinvolgono proteine homeodomain LIM e altri fattori di trascrizione che regolano lo sviluppo degli animali. Abbiamo individuato le proteine Ssdp (descritte in precedenza come sequenza-specifico, single-stranded DNA-associazione di proteine) come componenti di complessi nucleari associate al Ldb1 in cellule HeLa. SSDP proteine sono associate con Ldb1 in una varietà di tipi di cellule di mammifero supplementari. Questa associazione è specifica, non dipende dalla presenza di acidi nucleici e funzionalmente significativa. Geni che codificano per le proteine Ssdp sono ben conservati evoluzione da drosofila agli esseri umani. Considerando che la famiglia del gene Ssdp Vertebrata ha parecchi membri strettamente correlati, il gene di Drosophila Ssdp è unico. In Xenopus, Ssdp codificati tramite mouse Ssdp1 mRNA o Drosophila Ssdp migliora induzione asse da Ldb1 in collaborazione con il LIM-homeobox gene Xlim1. Inoltre, siamo stati in grado di dimostrare un'interazione tra Ssdp e Chip (fly dell'omologo di Ldb1) nello sviluppo di drosofila ala. Questi risultati indicano la conservazione funzionale di Ssdp come cofattore di Ldb1 durante lo sviluppo degli invertebrati e vertebrato.
Conservata Requisito Della Funzione Lim1 Per Movimenti Cellulari Durante La Gastrulazione
Developmental Cell. Jan, 2003 | Pubmed ID: 12530965
Per indagare Lim1 funzione durante la gastrulazione, abbiamo utilizzato la deplezione di trascrizione mediante oligonucleotidi antisenso DEED nel trapianto delle cellule e Xenopus in topi. Gli embrioni di Xenopus impoveriti di Lim1 mancano strutture testa anteriore e non riescono a formare un asse corretto a causa di un guasto dei movimenti gastrulazione, anche se la cellula mesodermica identità sono specificate. Simile interruzione dei movimenti delle cellule del mesoderma è osservato anche in topi Lim1(-/-). Espressione protocadherin (PAPC) parassiale è perso nel nascente mesoderma degli embrioni del mouse Lim1(-/-) e nell'organizer di embrioni di Xenopus Lim1-esaurito; quest'ultimo può essere salvato in misura considerevole fornendo PAPC esogenicamente. Possiamo concludere che una funzione primaria di Lim1 nell'embrione precoce è per consentire movimenti cella corretta durante la gastrulazione.
La Mutazione Di Zebrafish Antiquati Sconvolge Eya1, Un Gene Necessario Per La Sopravvivenza Delle Cellule E Differenziazione Nell'orecchio Interno E Linea Laterale
Developmental Biology. Jan, 2005 | Pubmed ID: 15572137
Per capire le basi molecolari della malattia e lo sviluppo organo sensoriale, abbiamo clonato e caratterizzato il Danio rerio mutazione antiquata (cane) che è difettosa nella formazione dei sistemi sensoriali dell'orecchio interno e linea laterale. Il locus cane codifica il gene assente-1 (eya1) occhi e singole mutazioni puntiformi sono state trovate in tre alleli cane indipendente, ogni prematuramente troncando la proteina espressa all'interno del dominio Eya. Inoltre, atterramento oligonucleotides-mediata del gene eya1 funzione fenocopie la mutazione orecchie. In zebrafish, il gene eya1 è ampiamente espresso in organi sensoriali derivati placode durante l'embriogenesi ma Eya1 funzione sembra essere principalmente richiesto per la sopravvivenza delle cellule ciliate sensoriali nella neuromasts in via di sviluppo dell'orecchio e linea laterale. Livelli aumentati di apoptosi si verificano nella migrazione primordia della linea laterale posteriore in embrioni di cane e così come nelle regioni della otocyst in via di sviluppo che sono principalmente destinati a dare origine a cellule sensoriali delle cristae. Soprattutto, mutazione del gene EYA1 o EYA4 provoca sordità sindromica ereditaria negli esseri umani. Determinazione della funzione del gene eya durante l'organogenesi zebrafish faciliterà la comprensione l'eziologia molecolare di umani vestibolari e disturbi uditivi.
Il Gene Kohtalo/trap230 Di Zebrafish è Necessario Per Lo Sviluppo Del Cervello, Cresta Neurale E Rene Pronefrico
Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. Dec, 2005 | Pubmed ID: 16344459
Mutazione del gene che codifica il Mediatore componente thyroid hormone receptor-associated protein (trappola) 230/MED12 colpisce lo sviluppo di sistemi multipli in zebrafish embriogenesi. Abbiamo isolato due alleli etilnitrosourea-indotta nel gene che codifica questa proteina e prende il locus kohtalo (kto) il locus omologo in drosofila. Kto omozigote mutante di zebrafish embrioni mostrano difetti nel cervello, cresta neurale e lo sviluppo del rene e die a circa postfertilization 6 giorni. Nei tessuti colpiti, differenziazione viene avviata e molti geni specifici del tipo di cellula vengono espressi, ma c'è un fallimento della morfogenesi e fallimento per completare la differenziazione. Questi risultati suggeriscono che i bersagli critici della funzione TRAP230 possono includere proteine importanti per la mobilità delle cellule, ordinamento delle cellule e dei tessuti assembly.
Clonazione E Caratterizzazione Di Zebrafish CTCF: Modelli Di Espressione Evolutiva, Regolamento Della Regione Del Promotore E Gli Aspetti Evolutivi Di Organizzazione Gene
Gene. Jun, 2006 | Pubmed ID: 16647825
CTCF è una fosfoproteina nucleare in grado di utilizzare diversi sottoinsiemi delle sue 11 dita Zn (ZF) per legame sequenza-specifico a molti siti di DNA bersaglio CTCF dissimili. Tali siti sono stati identificati nel DNA genomico di vari organismi pluricellulari, in cui è stato clonato il gene CTCF, compresi gli insetti, uccelli, roditori e primati. CTCF-complessi di DNA formata in vivo con diverse sequenze di 50 bp-lunga mediare diverse funzioni quali regolazione positiva e negativa dei promotori e organizzazione di tutti i noti enhancer-blocco elementi ("isolatori della cromatina") compresi tutti gli elementi costitutivi ed epigeneticamente regolamentati. Funzioni anormali di alcuni siti CTCF sono implicate nel cancro e nelle sindromi epigenetiche quali BWS e distorta X-inattivazione. Descriviamo qui la clonazione e la caratterizzazione della regione CTCF cDNA e promotore da Danio rerio, un organismo modello vertebrati prezioso. Il full-length zebrafish CTCF cDNA clone è 4244 bp in lunghezza con un open reading frame (ORF) di 2391 bp che codifica 797 aminoacidi. La sequenza dell'amminoacido di zebrafish CTCF Mostra identità elevata (fino al 98% nella regione della barretta dello zinco) con CTCF umana e la perfetta conservazione dell'organizzazione introne-esone. Southern blot analisi indicano che il genoma di zebrafish contiene una sola copia del gene CTCF. Ibridazione in situ ha rivelato la presenza di trascrizioni di zebrafish CTCF in tutte le prime fasi dell'embriogenesi. Dosaggi di transfezione con costrutti di reporter luciferasi identificato una regione di promotore core all'interno di 146 bp immediatamente a monte del sito inizio trascrizionale di zebrafish CTCF che si trova in un elemento altamente conservato YY1/iniziatore.
Generazione Di Un Modello Di Zebrafish Transgenici Di Taupatie Utilizzando Un Elemento Promotore Romanzo Derivato Dal Gene Eno2 Zebrafish
Nucleic Acids Research. 2007 | Pubmed ID: 17897967
Lo scopo di questo studio era di isolare elementi regolatori cis-acting per la generazione di modelli transgenici zebrafish di neurodegenerazione. Zebrafish Enolasi-2 (eno2) ha mostrato espressione neuronale aumentando da 24 a post-fertilization h 72 (hpf) e mantenuti attraverso l'età adulta. Un frammento genomico di eno2 12 kb, che si estende da 8 kb a monte dell'esone 1 di esone 2, comprendendo introne 1, era sufficiente per unità neuronali reporter gene expression in vivo durante un corso di tempo simile. Cinque linee indipendenti della scuderia Tg(eno2: GFP) zebrafish espresso GFP ampiamente nei neuroni, tra cui popolazioni con pertinenza alla neurodegenerazione, quali i neuroni colinergici, Neuroni dopaminergici e le cellule di Purkinje cerebellari. Abbiamo sostituito il gene di fusione esone 2-GFP con un cDNA che codifica l'isoforma 4-ripetizione di umana microtubule-associated protein Tau. Il primo introne di eno2 era giuntato con alta fedeltà ed efficienza dalla trascrizione chimerico eno2-Tau. Tau è stata espressa a livelli circa ad superiori nella Tg(eno2: Tau) zebrafish di cervello umano normale del cervello e localizzato in assoni, neuropilo ed ectopiche neuronale accumulazioni somatiche simile a neurofibrillari. Il promotore eno2 kb 12 unità espressione del transgene ad alto livello nei neuroni differenziati in tutto lo SNC di zebrafish transgenici stabile. Questo elemento normativo sarà utile per la costruzione di modelli di zebrafish transgenici della neurodegenerazione.
Scalabile E Concisa Sintesi Di Derivati Diclorofluoresceina Visualizzazione Di Permeazione Di Tessuto in Embrioni Di Zebrafish Live
Chembiochem : a European Journal of Chemical Biology. Jan, 2008 | Pubmed ID: 18161734
Analisi Fenotipica Automatizzato Basato Su Immagini in Embrioni Di Zebrafish
Developmental Dynamics : an Official Publication of the American Association of Anatomists. Mar, 2009 | Pubmed ID: 19235725
Attualmente, il Danio rerio è il modello solo vertebrato compatibile con paradigmi contemporanei di scoperta della droga. Embrioni di zebrafish sono suscettibili di automazione necessari per gli schermi chimici ad alta velocità e trasparenza ottica li rende potenzialmente adatti per lo screening basato su immagini. Tuttavia, la mancanza di strumenti per l'analisi automatica di immagini complesse presenta un ostacolo all'utilizzo il zebrafish come modello high-throughput screening. Abbiamo sviluppato un sistema automatizzato per imaging e analizzare gli embrioni di zebrafish in piastre piastre multi-pozzetto indipendentemente dall'orientamento dell'embrione e senza l'intervento dell'utente. Immagini di embrioni fluorescenti sono stati acquisiti su un lettore di alto contenuto e analizzati utilizzando un metodo di analisi di immagine basata sull'intelligenza artificiale chiamato cognizione Network Technology (CNT). CNT rilevati attendibilmente transgenici embrioni fluorescenti (Tg(fli1:EGFP)(y1)) schierati in piastre da 96 pozzetti e quantificati intersegmentaria vaso sanguigno sviluppo negli embrioni trattati con inibitori della piccola molecola di anigiogenesis. I risultati dimostrano che è possibile adattare la metodologia di screening ad alto contenuto basato su immagini per misurare i fenotipi complessi tutto l'organismo.
Caratterizzazione Di Un Reporter Transgenici Lhx1a Nello Zebrafish
The International Journal of Developmental Biology. 2010 | Pubmed ID: 20209443
Il fattore di trascrizione che contengono LIM-dominio, Lhx1, è coinvolto nella regolazione dei primi movimenti di cella di gastrulazione, organogenesi renale e altri processi in organismi modello vertebrati. Per seguire l'espressione di questo gene in embrioni vivi, abbiamo creato zebrafish transgenici che esprimono la proteina fluorescente verde migliorata (EGFP) sotto il controllo delle regioni regolamentare lhx1a. TG(lhx1a:EGFP)(pt303) ricapitola l'espressione di lhx1a endogeni inizio alle prime fasi di gastrula attraverso 72 ore di sviluppo con solo poche eccezioni. Inoltre, sovraespressione del legante nodale, ndr1, provoca la concomitante espansione del transgene ed espressione di lhx1a endogeni. Trattamento degli embrioni Tg(lhx1a:EGFP)(pt303) con la piccola molecola SB-431542, un inibitore di Nodal segnalazione, provoca la perdita del transgene sia endogeni lhx1a espressione. Questi esperimenti suggeriscono che Tg(lhx1a:EGFP)(pt303) è regolato in maniera simile a lhx1a endogena. Pertanto, questo reporter può essere utilizzato non solo per il monitoraggio lhx1a espressione, ma anche per numerose applicazioni, tra cui lo screening chimico genetica.
Inibizione Di Deacetylase Dell'istone Si Espande La Popolazione Di Cellule Progenitrici Renali
Journal of the American Society of Nephrology : JASN. May, 2010 | Pubmed ID: 20378823
Uno dei primi tratti distintivi di rigenerazione del rene è la riattivazione di geni normalmente richiesto durante l'organogenesi. Identificazione delle sostanze chimiche con il potenziale per migliorare questa riattivazione terapeuticamente potrebbe promuovere la rigenerazione del rene. Qui, abbiamo scoperto che 4-(phenylthio) Acidi butanoici (PTBA) espanse i domini di espressione di marcatori molecolari di organogenesi renale nello zebrafish. PTBA esibisce somiglianza strutturale e funzionale per l'istone deacetylase (HDAC) inibitori 4-phenylbutanoic acido e trichostatin A; il trattamento con tali inibitori HDAC ampliato anche la popolazione di cellule progenitrici renali. Analisi in vitro e in vivo hanno confermato che PTBA funzioni come un inibitore dell'attività HDAC. Inoltre, espansione di cellule progenitrici renali PTBA-mediata necessaria segnalazione acido retinoico. In sintesi, questi risultati supportano un link meccanicistico tra cellule progenitrici renali, HDAC e il percorso di retinoidi. Se detiene PTBA promessa come un agente terapeutico per promuovere la rigenerazione renale richiede ulteriore studio.
Identificazione Dei Progenitori Del Nefrone Adulto Capace Di Rigenerazione Del Rene in Zebrafish
Nature. Feb, 2011 | Pubmed ID: 21270795
Perdita della funzione renale è alla base di molte malattie renali. Mammiferi parzialmente in grado di riparare i nefroni (le unità funzionali del rene), ma non possono formare quelli nuovi. Al contrario, pesce aggiungere nefroni in tutta la loro durata e rigenerare nefroni de novo dopo l'infortunio, fornendo un modello per comprendere come mammiferi rigenerazione renale può essere attivato terapeuticamente. Qui si rintracciare la fonte del nuovi nefroni in the zebrafish adulto a piccoli aggregati cellulari contenenti progenitori del nefrone. Il trapianto dei singoli aggregati costituiti da 10-30 celle è sufficiente Raft adulti e generare più nefroni. Esperimenti di trapianto seriale per test di auto-rinnovamento ha rivelato che progenitori del nefrone sono longevi e in posseggono di significative potenzialità replicativa, coerente con l'attività delle cellule staminali. Il trapianto di progenitori nefrone misto taggati con sia verde o rosse proteine fluorescenti ha reso alcuni nefroni mosaico, che indica che più progenitori nefrone contribuiscono a un singolo nefrone. Coerente con questa, imaging live della formazione del nefrone in larve trasparenti hanno mostrato che aggregati nefrogeno formano dalla coalescenza di più celle e poi differenziano in nefroni. Presi insieme, questi dati dimostrano che il rene di zebrafish contiene probabilmente autorinnovabile cellule staminali/progenitrici di nefrone. L'identificazione di queste cellule spiana la strada per isolare o ingegneria le cellule equivalenti nei mammiferi e lo sviluppo di nuove terapie rigenerative renale.
Una Sintesi Semplificata Del Romanzo Dictyostatin Analoghi Con Attività in Vitro Contro Le Cellule Epothilone B-resistente E Attività Antiangiogenetica in Embrioni Di Zebrafish
Molecular Cancer Therapeutics. Jun, 2011 | Pubmed ID: 21490306
Il prodotto naturale (-)-dictyostatin è un agente di stabilizzazione dei microtubuli che potentemente inibisce la crescita di cellule tumorali umane, compresi i cloni resistenti agli paclitaxel. Studi relazione estesa struttura-attività hanno rivelato diverse regioni della molecola che può essere modificata senza perdita di attività. L'analogo sintetico dictyostatin più potente descritto finora, 6-epi-dictyostatin, ha superiore attività antitumorale in vivo contro xenotrapianti di cancro al seno umano rispetto a paclitaxel. Nonostante la loro attività incoraggianti in studi preclinici, la complessa struttura chimica della dictyostatins presenta un grave ostacolo per il loro sviluppo in nuove terapie antineoplastici. Recentemente abbiamo riportato una sintesi semplificata del 16-desmethyl-25,26-dihydrodictyostatins e trovato parecchi agenti che, quando confrontato con 6-epi-dictyostatin, mantenuto nanomolari attività cellulare microtubule-impacchettare dosaggi ma aveva perso attività contro le cellule resistenti alle paclitaxel con mutazioni in β-tubulina. Estendere questi studi, abbiamo applicato la sintesi di nuova, altamente convergente per generare 25,26-dihydrodictyostatin e 6-epi-25,26-dihydrodictyostatin. Entrambi i composti sono stati microtubule-conturbanti potenti agenti che indotta mitotica Assemblea di arresto e dei microtubuli in vitro e in cellule intatte. Studi di binding in vitro radioattivo ha mostrato che 25,26-dihydrodictyostatin e suoi C6-epimero erano capaci di spiazzanti paclitaxel [3h] ed epothilone [14C] B da microtubuli con potenze paragonabili a (-)-dictyostatin e discodermolide. Entrambi i composti ha inibito la crescita di paclitaxel ed epothilone linee cellulari B-resistente a concentrazioni nanomolari basso, sinergizzata con paclitaxel in cellule di cancro al seno umano MDA-MB-231 e avevano attività antiangiogenetica in larve di zebrafish transgenici. Questi dati per identificare 25,26-dihydrodictyostatin e 6-epi-25,26-dihydrodictyostatin come candidati per la sintesi di scale-up e ulteriore sviluppo preclinico.
Lhx1 è Necessaria Per La Specifica Del Campo Delle Cellule Progenitrici Renali
PloS One. 2011 | Pubmed ID: 21526205
Nell'embrione di vertebrati, il rene è derivato dal mesoderma intermedio. Il LIM-classe homeobox transcription factor lhx1 è espresso all'inizio del mesoderma intermedio ed è uno dei geni primi di essere espressi nel mesenchima nephric. In questo studio, abbiamo studiato il ruolo di Lhx1 nella specifica del campo rene con sovraesprimono relativa o lesive lhx1 in embrioni di Xenopus o che riducono lo strato di lhx1 in un sistema di coltura explant. Con sovraesprimono relativa forma costitutivamente attivo di Lhx1, abbiamo stabilito la capacità di espandere il campo rene durante la fase di specificazione dell'organogenesi renale. Inoltre, la capacità di Lhx1 di espandere il campo rene diminuisce come transizioni organogenesi renale per la fase di morfogenesi. In un set di esperimenti, abbiamo determinato che gli embrioni impoveriti di lhx1, mostrano una perdita quasi completa del campo renale. Utilizzando un sistema di coltura explant per indurre il tessuto renale, abbiamo confermato che espressione di geni da entrambe le strutture renali prossimali e distali è influenzato dall'assenza di lhx1. Presi nel loro insieme i nostri risultati dimostrano un ruolo essenziale per Lhx1 nella Guida specifica del campo intero Rene dal mesoderma intermedio.
Lo Sviluppo Del Rene Zebrafish: Scienza Di Base Alla Ricerca Traslazionale
Birth Defects Research. Part C, Embryo Today : Reviews. Jun, 2011 | Pubmed ID: 21671354
Il Danio rerio è diventato un sistema significativo modello per studiare l'organogenesi renale e malattia, così come per la ricerca di nuove terapie, a causa della semplicità strutturale e funzionale del rene embrionale. Incursioni negli Stati natura e malattia di rene-correlati ciliopatie e danno renale acuto (AKI) sono state avanzate dagli studi di zebrafish. Questo organismo modello è stato determinante nell'analisi della funzione del gene mutante per malattia umana rispetto ciliopatie. Inoltre, nel campo AKI, recenti lavori in the zebrafish ha individuato una cellula renali progenitrici (staminali) bona fide zebrafish adulto che è richiesta per neo-nephrogenesis, durante il normale ciclo di vita e in risposta al danno renale. Presi insieme, questi studi solidificano il zebrafish come sistema di modello di successo per studiare l'ampio spettro di ciliopatie e AKI che colpiscono milioni di esseri umani in tutto il mondo e puntare a un futuro molto promettente di zebrafish drug discovery. L'enfasi di questa recensione sarà il ruolo di the zebrafish come modello per ciliopatie correlati a rene umano e AKI, e come la comprensione di queste patologie complesse è essere promosso da questo minuscolo teleostei.
Facendo Un Tubulo La Strada Canonica
Journal of the American Society of Nephrology : JASN. Sep, 2011 | Pubmed ID: 21836144
