الزرد البالغ قادر على التعافي الوظيفي بعد إصابة الحبل الشوكي ، وهو نظام نموذجي رئيسي لتوضيح الآليات الفطرية للتجديد العصبي. هنا ، نصف اختبارات تحمل السباحة وسلوك السباحة كقراءات وظيفية لتجديد الحبل الشوكي.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
تقييم القدرة على التحمل على السباحة وسلوك السباحة في أسماك الزرد البالغة
في هذه المقالة
ملخص
الملخص
نظرا لقدرتها التجديدية الشهيرة ، تعد أسماك الزرد البالغة نموذجا رائدا للفقاريات لاستجواب آليات تجديد الحبل الشوكي الفطري. بعد الانتقال الكامل للحبل الشوكي ، تقوم أسماك الزرد بتمديد الجسور الدبقية والمحورية عبر الأنسجة المقطوعة ، وتجديد الخلايا العصبية القريبة من الآفة ، واستعادة قدراتها على السباحة في غضون 8 أسابيع من الإصابة. وبالتالي فإن استعادة وظيفة السباحة هي قراءة مركزية لإصلاح الحبل الشوكي الوظيفي. هنا ، نصف مجموعة من الفحوصات السلوكية لتحديد سعة محرك الزرد داخل نفق سباحة مغلق. الهدف من هذه الطرق هو توفير قياسات قابلة للقياس الكمي لقدرة التحمل على السباحة وسلوك السباحة في أسماك الزرد البالغة. من أجل تحمل السباحة ، تتعرض أسماك الزرد لسرعة تيار مائي متزايدة باستمرار حتى الإرهاق ، ويتم الإبلاغ عن الوقت عند الإرهاق. لتقييم سلوك السباحة ، تخضع أسماك الزرد لسرعات تيار منخفض ويتم التقاط مقاطع فيديو السباحة مع منظر ظهري للأسماك. توفر النسبة المئوية للنشاط وتردد الانفجار والوقت المستغرق ضد تيار الماء قراءات قابلة للقياس الكمي لسلوك السباحة. قمنا بقياس قدرة التحمل على السباحة وسلوك السباحة في أسماك الزرد البرية قبل الإصابة وبعد نقل الحبل الشوكي. وجدنا أن الزرد يفقد وظيفة السباحة بعد نقل الحبل الشوكي ويستعيد تدريجيا هذه القدرة بين 2 و 6 أسابيع بعد الإصابة. يمكن تطبيق الطرق الموصوفة في هذه الدراسة على الدراسات السلوكية العصبية والعضلية الهيكلية وتجديد العضلات الهيكلية والتجديد العصبي في أسماك الزرد البالغة.
المقدمة
تستخدم أسماك الزرد البالغة بشكل بارز للتحقيق في آليات التطور العصبي العضلي والعضلي الهيكلي ونمذجة الأمراض1،2،3. الزرد قادرة على إصلاح فعال وعفوي للأنسجة المتعددة ، بما في ذلك الدماغ والحبل الشوكي والعضلات الهيكلية4،5،6،7. إن القدرة الرائعة على تجديد الأنسجة العصبية العضلية والأمراض النموذجية تجذب مجتمعا علميا متناميا إلى أبحاث أسماك الزرد البالغة 1،2،3. ومع....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
تم الاحتفاظ بأسماك الزرد البالغة من سلالات Ekkwill و AB في المرفق الأساسي لأسماك الزرد بجامعة واشنطن. تم إجراء جميع التجارب على الحيوانات وفقا للبروتوكولات الحيوانية المؤسسية IACUC.
ملاحظة: يظهر مثال على الإعداد التجريبي في الشكل 1A. يوضح الشكل 1B غطاء المعايرة (مخصص) وغطاء تحمل السباحة (مخصص) وغطاء سلوك السباحة (غطاء نفق قياسي مغلق). يتم عرض سير العمل التجريبي في الشكل 2.
1. إعداد نفق السباحة ومعايرته
- املأ نفق السباحة والخزان العازل المحيط به بمياه نظام أسماك الزرد (10 لتر من المياه المصفاة ؛ القل....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
أنشأنا نفق السباحة كما هو موضح في القسم 1 من هذا البروتوكول (الشكل 1). قمنا بتقييم قدرة التحمل على السباحة (القسم 2 من هذا البروتوكول) وكذلك سلوك السباحة (القسمان 3 و 4 من هذا البروتوكول) لأسماك الزرد البالغة عند خط الأساس وبعد إصابة الحبل الشوكي (الشكل 2).
لإنشاء دالة حركية أساسية ، درسنا القدرة على التحمل على السباحة لأسماك الزرد من النوع البري تحت زيادة سرعات تيار الماء (الشكل 3A). في هذا الفحص ، سبح ا.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
الزرد البالغ هو نظام فقاري شائع لنمذجة الأمراض البشرية ودراسة آليات تجديد الأنسجة. لقد أحدث تحرير الجينوم CRISPR/Cas9 ثورة في الدراسات الجينية العكسية لنمذجة المرض في أسماك الزرد. ومع ذلك، فإن التحديات البيولوجية والتقنية أعاقت علم الوراثة على نطاق واسع في أسماك الزرد البالغة، بما في ذلك عدم توافر أنسجة أسماك الزرد البالغة للتنميط الظاهري عالي الإنتاجية. بالنظر إلى التشريح المعقد لأسماك الزرد البالغة ، يلزم إجراء معالجة نسيجية مطولة للحصول على بنية الأنسجة وتحليلها. يمكن استخدام اختبارات القدرة على التحمل وسلوك السباحة ا.......
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدى المؤلفين أي تضارب في المصالح.
شكر وتقدير
نشكر الموارد المشتركة لأسماك الزرد بجامعة واشنطن لرعاية الحيوانات. تم دعم هذا البحث من قبل المعاهد الوطنية للصحة (R01 NS113915 إلى M.H.M).
....الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| برنامج AutoSwim | Loligo | Systems MI10000 | اختياري - للتحكم الآلي في السرعة الحالية |
| ، وأنظمة Loligo ذات الغطاء المخصص | MI10001 | يستخدم هذا الغطاء المخصص لتحمل السباحة | |
| DAQ-BT | Loligo | Systems SW10600 | اختياري - للتحكم الآلي في السرعة الحالية |
| لمضخة Eheim | Loligo Systems | PU10160 | 20 لتر / دقيقة. يتم وضع هذه المضخة فيخزان التدفق. |
| فيجي | فيجي متاح مجانا من خلال الصورة J (فيجي) | برنامج نصي محدد متوفر في https://github.com/MokalledLab/SwimBehavior | |
| Flowtherm | Loligo | Systems AC10000 | مقياس التدفق الرقمي المحمول باليد - للمعايرة |
| كاميرا عالية السرعة | لأنظمة Loligo | VE10380 | كاميرا فيديو ملونة USB 3.0 (4 ميجابكسل) |
| لوحة إضاءة الأشعة تحت الحمراء | Loligo Systems | VE10775 | 450 × 210 مم ، موضوعة تحت نفق السباحة ؛ الغرفة |
| أحادية البؤرة عدسة | Loligo Systems | VE10388 | 25mm عدسة يدوية |
| PVC | VWR | 60985-534 | 5/16 × 7/16 " سمك الجدار: 1/16 " |
| R Studio | R Studio | متاح مجانا. الإصدار 3.6 مع حزم إضافية. | نص محدد متاح في https://github.com/MokalledLab/SwimBehavior |
| قياس التنفس النفقية | Loligo | Systems SW10060 | 5 لتر (120 فولت / 60 هرتز). يشتمل النظام على غرفة السباحة ، والمحرك ، والتحكم اليدوي في سرعة تيار الماء ، ومضخة واحدة موضوعة داخل الغرفة ، وغطاء نفق السباحة القياسي لسلوك السباحة ، وغطاء نفق السباحة المعدل للمعايرة |
| uEye Cockpit | IDS | برنامج متاح مجانا للتحكم في معلمات الكاميرا | يمكن استخدام الكاميرات البديلة والبرامج المصاحبة لمسبار |
| تدفق عجلة الريشة | Loligo Systems | AC10002 | مسبار التدفق الرقمي - للمعايرة |
المراجع
- Becker, C. G., Becker, T. Neuronal regeneration from ependymo-radial glial cells: cook, little pot, cook. Developmental Cell. 32 (4), 516-527 (2015).
- Mokalled, M. H., Poss, K. D. A regeneration toolkit. Developmental Cell. 47 (3), 267-280 (2018).
- Orger, M. B.,....
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
