C. elegans هو نموذج مفيد لدراسة تأثيرات الإيثانول على السلوك. نقدم اختبارًا سلوكيًا يقيس تأثيرات الإيثانول على سرعة الحركة من الديدان الزاحفة؛ يمكن قياس كل من الحساسية الأولية وتطور التسامح الوظيفي الحاد للإيثانول مع هذا الاختبار.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
مقالة منهجية
C. elegans هو نموذج مفيد لدراسة تأثيرات الإيثانول على السلوك. نقدم اختبارًا سلوكيًا يقيس تأثيرات الإيثانول على سرعة الحركة من الديدان الزاحفة؛ يمكن قياس كل من الحساسية الأولية وتطور التسامح الوظيفي الحاد للإيثانول مع هذا الاختبار.
اضطرابات تعاطي الكحول تشكل مصدر قلق كبير للصحة العامة، حيث توجد استراتيجيات قليلة فعالة لعلاجها. إحدى الصعوبات التي أدت إلى تأخير تطوير علاجات أكثر فعالية هي الفهم النسبي للأسس الجزيئية لتأثيرات الإيثانول على السلوك. تقدم الديدان الخيطية، Caenorhabditis elegans (C. elegans)، نموذجًا مفيدًا لتكوين واختبار الفرضيات حول التأثيرات الجزيئية للإيثانول. هنا، نصف اختبارًا تم تطويره واستخدامه لفحص أدوار جينات معينة وعوامل بيئية في الاستجابات السلوكية للإيثانول، حيث يكون التنقل هو المخرج السلوكي. يتسبب الإيثانول في انخفاض حاد في الزحف على سطح الأجار بشكل يعتمد على الجرعة. تكون التأثيرات ديناميكية؛ الحيوانات المعرضة لتركيز عالٍ تظهر انخفاضًا حادًا في البداية في الزحف، يشار إليه هنا بالإحساس الأولي، ثم تستعيد جزئيًا سرعة التنقل على الرغم من استمرار وجود الدواء. يشار إلى هذه اللدونة السلوكية الناجمة عن الإيثانول هنا باسم تطوير التسامح الوظيفي الحاد. تم استخدام هذا الاختبار لإثبات أن هذين النمطين الفينولوجيين منفصلان وقابلان للفصل وراثيًا. اختبار التنقل البسيط الموصوف هنا مناسب لفحص تأثيرات كل من التلاعبات الوراثية والبيئية على هذه الاستجابات السلوكية الحادة للإيثانول في C. elegans.
اضطرابات تعاطي الكحول (AUD) منتشرة وتنتج مشاكل صحية واجتماعية واقتصادية خطيرة. في البشر، فإن القابلية لتطوير اضطراب تعاطي الكحول تتأثر بشكل كبير بكل من الجينات والبيئة1,2. من العوامل الفسيولوجية القوية للتنبؤ بإمكانية إساءة الاستخدام هو المستوى الأولي من الاستجابة (LR) للكحول (الإيثانول) الذي يظهره الأشخاص الجدد3-5. يتأثر نمط الاستجابة هذا بالمكونات الوراثية وغير الوراثية6. يُعتبر تحديد الآليات الجزيئية التي تؤثر على الاستجابة للإيثانول هدفاً هاماً لدراسة سلوكيات الاستجابة للإيثانول.
يُستخدم الدود الدائري، Caenorhabditis elegans، بشكل متزايد كنموذج لدراسة تأثيرات الإيثانول على السلوك7-9. هناك حفظ جزيئي قوي في آلية عمل الجهاز العصبي بين الديدان والثدييات، والعديد من الجينات التي تبين أنها تؤثر على الاستجابة للإيثانول في الديدان قد أظهرت أنها تؤثر أيضاً على الاستجابة للإيثانول في الثدييات10-16، وقد اشُتبه في أنها تؤثر على إمكانية إساءة الاستخدام في البشر17-19.
الإيثانول يسمم الديدان، وهو ما ينعكس في انخفاض سرعة حركتها. قامت عدة مختبرات مختلفة بتطوير اختبارات سلوكية تختلف بطرق عدة، على سبيل المثال، سلوك الحركة الذي يدرسونه (الزحف مقابل السباحة11,12,14,20,21) أو تركيب المحاليل التي تُجرى فيها الاختبارات (وسط نمو الديدان مقابل محلول Dent’s المائي20,22). من المثير للاهتمام أن هذه الاختبارات المتنوعة قد أسفرت عن أنماط استجابة جرعة مختلفة إلى حد ما لتأثيرات الإيثانول. أشارت هذه النتائج إلى اختلافات مهمة في السلوكيات الأساسية للزحف والسباحة9,23، بالإضافة إلى دور المتغير البيئي لضغط الأسمولية في استجابات الإيثانول20، وقد أشارت أيضاً إلى أهمية وصف التفاصيل التجريبية للاختبارات المختلفة.
يتم هنا عرض اختبار لقياس التأثيرات الحادة للإيثانول على سلوك الزحف. تم استخدام هذا الاختبار بشكل واسع لدراسة التأثيرات الوراثية والبيئية على الاستجابة للإيثانول8,10,20,24,25. يُعتبر نمط الاستجابة لدى الثدييات مركبًا من على الأقل مكونين، وهما الحساسية الأولية للإيثانول والتسامح الوظيفي الحاد للإيثانول26,27. في الديدان، تم إثبات أن نمط الاستجابة هذا يمكن فصله إلى هذين المكونين باستخدام هذا الاختبار السلوكي. يمكن دراسة تأثيرات التلاعبات الوراثية والبيئية على هذين النمطين باستخدام هذا الاختبار الواحد. من المهم أن نذكر أن هذين النمطين قابلة للفصل وراثياً.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
1. خطوات لتنفيذ يوم قبل الفحص
2. خطوات إلى تنفيذ يوم من الفحص
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
وتعرض بيانات تمثيلية (الشكل 1) من عدة تراكيب وراثية مختلفة، وضوابطها يقترن 8،24. تم اختيار البيانات على وجه التحديد أن الاختلافات تسليط الضوء في الحيوانات يعاير. وتعتبر درجة من التأثير في 10 دقيقة من التعرض لحساسية الأولية للسلالة، والذي يظهر على المحاور اليسار في الشكل 1B-G. تعتبر سلالات متحولة مع السرعة النسبية أكبر من السيطرة على 10 دقيقة لتكون مقاومة لل(الشكل 1F، G) الإيثانول، في حين سلالات متحولة مع السرعة النسبية ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
في بيولوجيا الأعصاب بسيطة والأدوات الوراثية متاحة في C. ايليجانس جعل دودة نموذجا ممتازا للدراسة الأسس الجزيئية لتأثير الايثانول على السلوك. هنا، نحن تصف مقايسة التي استخدمت لتحديد عدة وسطاء الجزيئية والبيئية للاستجابة سلوكية حادة لالإيثانول 8،10،20،24،25. هذا الأسلوب يسمح للتمايز والفحص في وقت واحد من اثنين من مختلف الظواهر السلوك استجابة الإيثانول، والحساسية الأولية وتطوير التسامح وظيفي حاد، وهذا نموذج معا النمط الظاهري مركب من مستوى الاستجابة في الثدييات. نفس...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
ليس لدى المؤلفين أي شيء للإفصاح عنه.
وتم دعم هذه الدراسات من المنح المقدمة من المعاهد الوطنية للصحة، المعهد الوطني للإدمان الكحول وتعاطي الكحول: R01AA016837 (JCB) وP20AA017828 (AGD وJCB).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| سلالات C. elegans | Caenorhabditis Genetics Center | ||
| ألواح بيتري مقاس 60 × 15 ملم، بثلاث فتحات تهوية | Greiner Bio-One | 628161 | ستكون ماركات الألواح الأخرى كافية. |
| أجار NGM | مختلف | NaCl (3 غ/لتر)، أجار (17 غ/لتر)، بيبتون (2.5 غ/لتر)، 1 مل كولسترول (5 مغ/مل في الإيثانول)، 1 مل (1 م) MgSO4، 1 مل (1 م) CaCl2، 25 مل (1 م) KPO4، pH=6، 975 مل H2O | |
| ملقط | مختلف | على سبيل المثال، Fisher Scientific #10300 | |
| حاضنة 37 درجة مئوية | مختلف | لتجفيف الأجار | |
| ميزان رقمي | مختلف | لتحديد أوزان الألواح وحجم الأجار | |
| حلقات نحاسية | Plumbmaster | STK#35583 (48 غطاء خيط حشي) | قطرها الداخلي 1.6 سم، قطرها الخارجي 1.8 سم حلقات نحاسية |
| إيثانول 100٪ | مختلف | ||
| Parafilm M | Bemis | PM996 | |
| كاميرا CCD | QImaging | RET-4000R-F-M-12 | تتمتع هذه الكاميرا بمجال رؤية واسع. |
| مجهر ستيريوكوبي مزود بمقبس C وهدف 0.5X | Leica | MZ6 | تم إيقاف هذا الموديل، M60 هو المكافئ الحالي. |
| مصدر ضوء | Schott | A08923 | إضاءة خلفية 3 بوصة × 3 بوصة لتوزيع الإضاءة بالتساوي عبر مجال الرؤية |
| برنامج التصوير والتتبع | Media Cybernetics | ImagePro-Plus v6.0-6.3 | تحتوي الإصدارات الأحدث من البرنامج على وظائف التتبع. |
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.