نحن هنا تصف طريقة لإلحاق رئيس مغلقة إصابات في الدماغ (TBI) في ذبابة الفاكهة. وهذه الطريقة توفر بوابة للتحقيق في الآليات الخلوية والجزيئية التي تكمن وراء الأمراض المصرف التجاري العراقي باستخدام مجموعة واسعة من الأدوات والتقنيات التجريبية المتاحة للذباب.
يتطلب اشتراك JoVE لعرض هذا المحتوى. تسجيل الدخول أو ابدأ نسخة تجريبية مجانية
في هذه المقالة
إشعار تصحيح
Important: There has been an erratum issued for this article. View Erratum Notice
ملخص
الملخص
إصابات في الدماغ (TBI) يؤثر على الملايين من الناس كل عام، مما تسبب في انخفاض قيمة المادي والمعرفي، والوظائف السلوكية والموت. وقد ساهمت الدراسات التي تستخدم ذبابة الفاكهة اختراقات مهمة في فهم العمليات العصبية. وهكذا، وذلك بهدف فهم الأساس الخلوي والجزيئي للأمراض المصرف التجاري العراقي في البشر، قمنا بتطوير عالية التأثير صدمة (HIT) جهاز لإلحاق رئيس مغلقة TBI في الذباب. الذباب تتعرض للالظواهر شاشة الجهاز HIT تتفق مع TBI الإنسان مثل عجز مؤقت والتنكس العصبي التدريجي. يستخدم الجهاز HIT آلية القائم الربيع لدفع الذباب ضد جدار القارورة، تسبب التلف الميكانيكي للدماغ الذبابة. الجهاز غير مكلفة وسهلة لبناء وتشغيل لها بسيطة وسريعة، وأنها تنتج نتائج يمكن استنساخه. ونتيجة لذلك، فإن الجهاز HIT يمكن دمجها مع أدوات وتقنيات الذباب لمعالجة الأساسي التجريبية القائمةأسئلة حول TBI التي يمكن أن تؤدي إلى تطوير وسائل التشخيص والعلاج لTBI. على وجه الخصوص، الجهاز HIT يمكن أن تستخدم لأداء شاشات الوراثية على نطاق واسع لفهم الأساس الجيني للأمراض TBI.
المقدمة
يتم تعريف إصابات في الدماغ (TBI) كما إصابة في الدماغ من قوة ميكانيكية الخارجية. الأكثر شيوعا، ونتائج المصرف التجاري العراقي من القوات الرأس المغلقة مثل قوات حادة وتسارع بالقصور الذاتي وقوات التباطؤ الذي تسبب في الدماغ لضرب داخل الجمجمة. في الولايات المتحدة، يقدر أن 50،000 الأفراد يموتون سنويا من TBI و2،5-6٬500٬000 الأفراد الذين يعيشون مع عواقب TBI، بما في ذلك المنهكة المادي والمعرفي، والمشاكل السلوكية 1،2. عواقب TBI هي ليس فقط بسبب الإصابات الميكانيكية الأولية إلى الدماغ ولكن أيضا إلى وقوع إصابات الخلوية والجزيئية الثانوية إلى الدماغ فضلا عن الأنسجة الأخرى التي تحدث على مر الزمن 3-5. وقد ثبت وضع نهج لتشخيص وعلاج TBI ليكون صعبا بسبب TBI هو عملية معقدة المرض. طبيعة متغيرة من الإصابات الأولية، علم وظائف الأعضاء البشرية، والعوامل البيئية نتائج في الاول الثانوي غير متجانسةnjuries والأمراض. وتشمل العوامل المتغيرة الأساسية شدة الإصابة الأولية، والوقت بين الإصابات المتكررة الابتدائية، والسن والتركيب الوراثي للفرد. فهم كيفية مساهمة كل عامل متغير إلى عواقب TBI غير المرجح أن يساعد في وضع نهج لتشخيص وعلاج TBI 6،7.
نحن هنا تصف طريقة لإلحاق رئيس مغلقة TBI في ذبابة الفاكهة (ذبابة الفاكهة) التي يمكن استخدامها لتحديد مساهمة العوامل المتغيرة لعواقب TBI. وتستند هذه الطريقة على الملاحظة الأولية التي تصل بشكل مكثف جانب قارورة ثقافة ذبابة ضد كف اليد الناجمة من النوع البري يطير لتصبح عاجزا مؤقتا، نتيجة محتملة للTBI. وبالتالي، فإننا شيدت الصدمة (HIT) جهاز تأثير كبير أن ألخص قوات التسارع والتباطؤ من الإجراءات التي اتخذت لضرب اليد. ويظهر الفيلم عالية السرعة التي بضربة واحدة منHIT يسبب جهاز الذباب في الاتصال جدار القارورة عدة مرات مع رئيس والجسم 8. إلى حد ما، من المحتمل أن تسبب في الدماغ يطير إلى الإرتداد وتشوه ضد كبسولة الرأس، على غرار ما يحدث للإنسان في السقوط وحوادث السيارات 9 كافة جهات الاتصال. وفقا لذلك، الذباب تعامل مع الظواهر شاشة الجهاز HIT تتفق مع إصابات الدماغ، بما في ذلك عجزا مؤقتا تليها ترنح، والانتعاش التدريجي للحراك، والتغيرات في التعبير الجيني في الرأس، والتنكس العصبي التدريجي في الدماغ 10. وبالتالي، يجعل الجهاز HIT من الممكن لدراسة TBI باستخدام ترسانة هائلة من الأدوات والتقنيات المتقدمة لالذباب التجريبية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
البروتوكول
1. بناء على HIT الأجهزة
- إرفاق الربيع لمجلس باستخدام اثنين من المشابك وأربعة مسامير (الشكل 1A). توسيط المشابك النسبية لعرض لوحة وبعقب لهم حتى ضد بعضهم البعض مع تدفق المشبك الخارجي مع حافة الرقعة. قبل ربط المشابك، والانحناء لهم باستخدام كماشة لتناسب محكم خلال فصل الربيع.
ملاحظة: انظر الجدول رقم 1 لأوصاف المواد اللازمة لبناء الجهاز HIT. وينبغي أن تكون نهاية فرضت الربيع 1/8 بوصة (3.2 مم) من حافة الرقعة، ونهاية خالية ينبغي أن تمتد على المجلس من خلال 3/4 بوصة (19 مم). ضبط الربيع بحيث انها تقع بالتوازي مع طول اللوحة. - التفاف نهاية خالية من الربيع مرة واحدة حولها مع شريط لاصق من الحلقات الفيلكرو. يجب أن يكون الطرف الخارجي للحافة الفيلكرو مطاردة مع نهاية فصل الربيع. الفيلكرو مهم لأنه يستخدم لتأمين القارورة لفصل الربيع من قبل لجنة المساواة العرقيةأثناء التشغيل ضغط ضيقة. كما يسمح الفيلكرو اتصال سهلة وإزالة قارورة، مما يتيح العديد من قارورة بحيث تتم معالجتها في فترة قصيرة من الزمن.
- وضع غطاء دلو الجليد رأسا على عقب، تركز، مشددة على لوح خشبي. توجيه المنطقة رفعت الغطاء دلو الثلج بحيث الحافة الطويلة موازية للعرض اللوحة. نلاحظ أن المنطقة التي أثيرت من دلو الجليد 1/2 بوصة (13 مم) أعلى من لوح خشبي، بحيث عندما يتم إرفاق قارورة لربيع وربيع لا الاستلقاء على متن الطائرة.
- حرك الجهاز كله ضد كائن ثابت مثل جدار، حتى أن غطاء الجليد دلو تنحصر بين مجلس الإدارة والكائن ولا يتحرك.
- الشريط المنقلة ورقة في الجزء السفلي من الورق المقوى يطير علبة قنينة والوقوف على حافة مقابل طول اللوح بحيث يتم محاذاة علامة 90 درجة مع فصل الربيع عندما يتم سحبها مرة أخرى إلى الوضع الرأسي تماما.
2.تشغيل جهاز HIT
- في الفترة ما بين 1 و 60 CO 2 -anesthetized الذباب في قنينة فارغة وسدادة القنينة باستخدام القطن الكرة ضيقة.
- حصر الذباب إلى أسفل 1 بوصة (2.5 سم) من القارورة عن طريق دفع الكرة القطن في قارورة حتى يتم 1 بوصة (2.5 سم) من القاع. ومن المفيد لرسم خط على القارورة عند علامة 1 بوصة (2.5 سم). لاحظ أن حصر الذباب إلى مناطق أكبر أو أصغر من القارورة يمكن أن تؤثر على شدة الظواهر.
- الانتظار 5 دقائق لالذباب لاسترداد التنقل من CO 2. لاحظ أنه من غير المعروف ما إذا كانت 5 دقائق كافية تماما لإزالة آثار CO 2.
- إدراج نهاية الربيع في قارورة حتى الحافة الداخلية من الفيلكرو هو مطاردة مع الجزء العلوي من القنينة (الشكل 1B). عندما الربيع هو الاستلقاء، يجب أن 1 بوصة (2.5 سم) من القارورة تتداخل المنطقة رفعت الغطاء دلو الجليد. قارورة يمكن إعادة استخدامها مفي اي وقت.
- أثناء الجلوس، عقد القارورة في المنطقة الفيلكرو باستخدام الإبهام والسبابة من اليد اليسرى. عقد مجلس مشددة لالفوق باستخدام يدك اليمنى. بدلا من ذلك، استخدم C-المشابك لعقد مجلس مشددة لالفوق.
- سحب الربيع تماما مباشرة إلى زاوية المرجوة. الافراج عن الربيع. السماح الربيع للتوصل إلى وقف كامل.
- إزالة قارورة من فصل الربيع، والسماح للذباب لاستعادة ل≥5 دقيقة. إخضاع الذباب إلى إضراب آخر أو نقل الذباب إلى قارورة مع ذبابة الغذاء.
ملاحظة: مجموعة متنوعة من فحوصات يمكن استخدامها لتقييم آثار المظهرية لضربات من الجهاز HIT. على سبيل المثال، يمكن تحديد الآثار المترتبة على طول العمر من خلال تحليل المئة من الذباب التي تعيش في بعض الأحيان بعد الإصابة، يمكن تحديد آثارها على بنية الدماغ عن طريق التحليل النسيجي للرئيس، ويمكن تحديد الآثار المترتبة على التعبير الجيني عن طريق التحليل الكمي لمستويات مرنا 10. - Determinالآثار (ه) من الإجراء الذي لا بسبب الإضرابات عن طريق علاج مماثل الذباب التحكم التي لا تخضع للضربات. ارتداء حماية السمع بسبب تأثير القارورة ضد غطاء دلو الجليد تنتج ضوضاء عالية.
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
النتائج
ونحن مهتمون في فهم لماذا الذباب يموت بعد الإصابة الأولية في وقت قريب. لتحديد الموت، ونحن مصممون على مؤشر الوفيات في 24 ساعة (MI 24)، وهي النسبة المئوية من الذباب الذي توفي خلال 24 ساعة من الإصابة الأولية. وحضنت الذباب تعرض لضربات من الجهاز HIT عند 25 درجة مئوية في قارورة مع ذبابة الطعام، وكان يحسب عدد الذباب الميت بعد 24 ساعة. استخدمنا هذا النهج لتحديد العوامل التي تؤثر على MI 24، ووجدت أن MI 24 لا يتأثر عدد الذباب في قارورة (تم اختبار 10-60 الذباب...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المناقشة
ويتميز أسلوب جهاز HIT من الطرق الأخرى التي تسبب الإصابة المؤلمة في الذباب من حقيقة أنه يسبب رئيس مغلقة بدلا من اختراق TBI 11. وعلاوة على ذلك، فإن هذه الطريقة جهاز HIT يأخذ أقل الوقت والجهد والمهارة لإلحاق TBI في كثير من الذباب، لذلك فإن هذه الطريقة أكثر استعدادا من الأساليب الأخرى لشاشات الوراثية على نطاق واسع. وأخيرا، فإن حقيقة أن الإصابات الأولية من قبل الجهاز HIT حقت لا تقتصر على الدماغ على حد سواء والحد منها، وميزة. وهو الحد لأن هناك حاجة لدراسات إضافية لتقييم ما إذ...
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
الإفصاحات
ليس لدينا أي تضارب في المصالح في الكشف عنها.
شكر وتقدير
وأيد هذا العمل من قبل المعاهد الوطنية للصحة منحة، R01 AG033620 (BG) وروبرت دريبر التكنولوجيا والابتكار التمويل (شعبة النهوض بالمرأة).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
المواد
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| زنك مطلي بضغط | الربيع هيلمان المجموعة | 540189 | 9 7/8 بوصة (الطول ، 2.2 سم) ، 15/16 بوصة (القطر الخارجي ، 2.4 سم) ، 0.12 بوصة (حجم السلك ، 0.3 سم) لوح |
| خشبي | 9 بوصة (الطول ، 22.9 سم) ، 6.5 بوصة (العرض ، 16.5 سم) ، 0.75 بوصة (الارتفاع ، 1.9 سم) | ||
| المشابك | سيجما لتصنيع الكهرباء | 49822 | 3.10 بوصة (الطول ، 7.9 سم) ، 0.68 بوصة (العرض ، 1.7 سم) ، 1.11 بوصة (الارتفاع ، 2.8 سم) ، EMT اثنين من الفتحات ، انقر فوق النوع ل 1 بوصة (2.5 سم) قناة EMT الفولاذية |
| حلقة نصف الفيلكرو | 3 بوصات (الطول ، 7.6 سم) ، (3/4 بوصة العرض ، 1.9 سم) غطاء | ||
| دلو ثلج من البولي يوريثين | فيشر سيانتيفيك | 02-591-45 | 9 1/8 بوصة (الطول ، 23.2 سم) ، 9 1/8 بوصة (العرض ، 23.2 سم) ، 1 1/4 بوصة (الارتفاع ، 3.2 سم) |
| قوارير ذبابة بلاستيكية | Applied Scientific | AS-510 | 3 11/16 بوصة (الارتفاع ، 9.4 سم) ، 1 1/16 بوصة (القطر الداخلي ، 2.7 سم) ، 1 1/8 بوصة (القطر الخارجي ، 2.9 سم) |
| كرات قطنية كبيرة | فيشر ساينتفيك | 22-456-883 | |
| منقلة | 10 بوصة (قطر ، 25.4 سم) |
المراجع
- Harrison-Felix, C. L., Whiteneck, G. G., Jha, A., DeVivo, M. J., Hammond, F. M., Hart, D. M. Mortality over four decades after traumatic brain injury rehabilitation: A retrospective cohort study. Arch Phys Med Rehabil. 90, 1506-1513 (2009).
- Coronado, V. G., et al. Surveillance for traumatic brain injury-related deaths – United States. MMWR Surveill Summ. 60, 1-32 (1997).
- Masel, B., DeWitt, D. S. Traumatic brain injury: A disease process, not an event. J. Neurotrauma. 27, 1529-1540 (2010).
- Blennow, K., Hardy, J., Zetterberg, H. The neuropathology and neurobiology of traumatic brain injury. Neuron. 76, 886-899 (2012).
- Prins, M., Greco, T., Alexander, D., Giza, C. C. The pathophysiology of traumatic brain injury at a glance. Disease Models Mech. 6, 1307-1315 (2013).
- Menon, D. K. Unique challenges in clinical trails in traumatic brain injury. Crit Care Med. 37, S129-S135 (2009).
- Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. Animal models of traumatic brain injury. Nature Rev Neurosci. 14, 128-142 (2013).
- Balsiger, Z., Leudkte, J., Mawer, S., Willey, M. HIT device high speed analysis. , Available from: https://www.youtube.com/watch?v=hkmCXwPacBQ (2014).
- Davceva, N., Janevska, V., Illevski, B., Petrushevska, G., Popeska, Z. The occurrence of acute subdural haematoma and diffuse axonal injury as two typical acceleration injuries. J Forensic Leg Med. 19, 480-484 (2012).
- Katzenberger, R. J., Loewen, C. A., Wassarman, D. R., Petersen, A. J., Ganetzky, B., Wassarman , D. A. A Drosophila. model of closed head traumatic brain injury. Proc Natl Acad Sci USA. 110, E4152-E4159 (2013).
- Fang, Y., Bonini, N. M. Axon degeneration and regeneration: insights from Drosophila .models of nerve injury. Annu Rev Cell Biol. 28, 575-597 (2012).
- Babcock, D. T., Ganetzky, B. An improved method for accurate and rapid measurement of flight performance in Drosophila. J Vis Exp. (84), e51223(2014).
- Tully, T., Preat, T., Boynton, S. C., Vecchio, M. D. Genetic dissection of consolidated memory in Drosophila. Cell. 79, 35-47 (1994).
- Andretic, R., Shaw, P. J. Essentials of sleep recordings in Drosophila.: moving beyond sleep time. Methods Enzymol. 393, 759-772 (2005).
الوصول مقيد. يرجى تسجيل الدخول أو بدء فترة تجريبية لعرض هذا المحتوى.
إعادة الطباعة والأذونات
تصحيح
Formal Correction: Erratum: A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila
Posted by JoVE Editors on 7/14/2015. Citeable Link.
An author's name was corrected in the publication of A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila. The second to last author's was spelled incorrectly. It has been updated from:
Barry Ganetky
to:
Barry Ganetzky
