في هذه الدراسة ، نصف طريقة مباشرة لإجراء تحليل Evans Blue Dye (EBD) على يرقات سمك الزرد. هذه التقنية هي أداة قوية لتوصيف سلامة العضلات الهيكلية وتحديد نماذج أسماك الزرد للحثل العضلي ، وهي طريقة قيمة لتطوير علاجات جديدة.
مقالة منهجية
* These authors contributed equally
في هذه الدراسة ، نصف طريقة مباشرة لإجراء تحليل Evans Blue Dye (EBD) على يرقات سمك الزرد. هذه التقنية هي أداة قوية لتوصيف سلامة العضلات الهيكلية وتحديد نماذج أسماك الزرد للحثل العضلي ، وهي طريقة قيمة لتطوير علاجات جديدة.
نموذج الزرد هو نظام ناشئ لدراسة الاضطرابات العصبية العضلية. في دراسة الأمراض العصبية العضلية ، تعد سلامة الغشاء العضلي محددا حاسما للمرض. حتى الآن ، تعرض العديد من الحالات العصبية العضلية ألياف عضلية متدهورة مع سلامة غشاء غير طبيعية. ويلاحظ هذا بشكل شائع في ضمور العضلات. صبغة إيفانز الزرقاء (EBD) هي صبغة حيوية قابلة للاختراق للخلايا يتم أخذها بسرعة في خلايا متدهورة أو تالفة أو موت الخلايا المبرمج. في المقابل ، لا تمتصه الخلايا ذات الغشاء السليم. يستخدم حقن EBD بشكل شائع للتأكد من سلامة العضلات في نماذج الفئران للأمراض العصبية والعضلية. ومع ذلك ، تتطلب تجارب EBD هذه تشريح العضلات و / أو التقسيم قبل التحليل. في المقابل ، يتم تصور امتصاص EBD في أسماك الزرد في مستحضرات حية سليمة. هنا ، نوضح منهجية بسيطة ومباشرة لإجراء حقن EBD وتحليلها في أسماك الزرد الحية. بالإضافة إلى ذلك ، نظهر استراتيجية الحقن المشترك لزيادة فعالية تحليل EBD. بشكل عام ، تقدم مقالة الفيديو هذه مخططا لإجراء حقن EBD وتوصيفه في نماذج أسماك الزرد للأمراض العصبية العضلية.
للتغلب على بعض هذه القيود ، تستخدم العديد من المختبرات بما في ذلك مختبراتنا سمك الزرد كنظام لنمذجة ودراسة الأمراض العصبية العضلية البشرية2. حتى الآن ، أثبتت أسماك الزرد أنها أداة قيمة في أبحاث الأمراض. تم استخدام نموذج أسماك الزرد لتحديد الطفرات المسببة للأمراض البشرية الجديدة والتحققمن صحتها 16،17 ، وتوضيح آليات التسبب في الأمراض غير المميزة17،18 ، وتحديد الاستراتيجيات العلاجية الجديدة12،19. تم تحقيق هذه التطورات ، جزئيا ، من خلال نقاط القوة الكنسية لنظام أسماك الزرد مثل وضوحها البصري ، وسهولة التلاعب الجيني ، والقدرة على التكاثر بأعداد كبيرة20. بالإضافة إلى ذلك ، أثبتت أسماك الزرد أنها قابلة للتعديل لشاشات الأدوية واسعة النطاق21 ، وهي طريقة قيمة لتحديد العلاجات الجديدة22-24. فيما يتعلق بأبحاث أمراض العضلات ، يتم استكمال نقاط القوة هذه بالقدرة على عزل ألياف العضلات الهيكلية لأسماك الزرد المفردة عن طريق التفكك25 والقدرة على فحص تنظيم الألياف العضلية في الجسم الحي باستخدام ظاهرة بصرية تسمى الانكسارالثنائي 26 ، والتي تسمح مجتمعة بالتحديد السريع لسلامة العضلات عيانية. بغض النظر عن هذه المرافق المتاحة ، هناك حاجة مستمرة إلى مزيد من تطوير الأدوات لتعزيز التحقيق.
قمنا نحن وآخرون بتكييف بروتوكول لحقن EBD وتحليله في نموذج أسماك الزرد. EBD هي صبغة حيوية نفاذة للخلايا تمتصها الخلايا التالفة أو المتدهورة أو الخلايا المبرمجة ثم يتم تصورها تحت التألق27. حتى الآن ، تم استخدام تحليل EBD على نطاق واسع لتحليل سلامة غشاء العضلات في نماذج الفئران لأمراض العضلات والهيكل العظميوالقلب 8،9،27. ومع ذلك ، في مستحضرات الثدييات ، تتطلب العضلات المحصودة عادة تقسيما شاقا أو تشريحا قبل التحليل. في أسماك الزرد ، يمكن التحليل المباشر بأعداد كبيرة باستخدام الحية والسليمة. في مقالة الفيديو هذه ، سنوضح منهجية إجراء حقن وتحليل EBD في يرقات الزرد الحية ، مع صور تمثيلية لامتصاص EBD في الخط المتحور لضمور الزرد sapje15،28. علاوة على ذلك ، نقدم استراتيجية الحقن المشترك التي تسمح بزيادة القياس الكمي لمستحضرات EBD.
1. إعداد لوحات أجار حقن (الوقت: 45 دقيقة)
2. إعداد ايفانز الأزرق صبغ (EBD) حقن مزيج (الوقت: 30 دقيقة)
3. EBD حقن إعداد (الوقت: حوالي 30 دقيقة)
والأنف والحنجرة "> ملاحظة: بروتوكول يعمل بشكل أفضل مع يرقات 3-7 أيام بعد الإخصاب (إدارة الشرطة الاتحادية).4. حقن بيريكارديال من اسماك الزرد اليرقات مع EBD (الوقت: تعتمد على عدد من اليرقات عن طريق الحقن، ويقدر 03/01 ساعة)
5. الحضانة وEBD امتصاص (الوقت: 4-6 ساعة)
6. تصور EBD في العضلات (الوقت: تعتمد على عدد من الحقن اليرقات ونوع المجهر، ويقدر 0.5-3 ساعة)
تم حقن حقن مزيج EBD إلى لجنة تنسيق المفردات من المسوخ متماثل sapje والبرية من نوع الأشقاء في 3 DPF. الحقن التي تملأ حجرات القلب (الشكل 1B) ثم تم تحليل للحقن ناجحة من خلال وضع تصور-FITC ديكستران في الأوعية الدموية تحت مخضر (الشكل 2).
بعد فترة حضانة 4 ساعة، تم فحص EBD امتصاص على مستوى أجسودي باستخدام المجهر مضان. أظهرت الأشقاء نوع البرية لا مضان EBD في أي ألياف العضلات مرئية (الشكل 3A)، في حين أظهرت المسوخ متماثل sapje EBD امتصاص، مشيرا إلى الأضرار التي لحقت غشاء العضلات 15 (الشكل 3B).

الشكل 1. حقن EBD حقن المزيج في الوريد الكاردينال المشتركة (لجنة تنسيق المفردات) لامبري الزردس. (A) Uninjected الجنين. السهم يدل على المكان المثالي لحقن CCV. (B) حقن الناجح إلى لجنة تنسيق المفردات. الصبغة يدخل حجرات القلب (السهم) ويبدأ في ضخ من خلال الأوعية الدموية. (C) وحقنة CCV ناجحة تؤدي في بعض أو كل الصبغة دخول الكيس المحي من الجنين (السهم). الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الشكل 2. الأجنة يمكن فرز للحقن ناجحة من خلال مراقبة توزيع FITC ديكستران تحت مخضر في جميع أنحاء الأوعية الدموية بعد الحقن وقبل EBD امتصاص فورا.الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.

الرقم 3: سوف تتخذ EBD بنسبة الألياف مع الأغشية التالفة الأشقاء (A) Wildtype تظهر أي مضان EBD في الألياف العضلية. (B) Sapje متحولة متماثل مع مضان EBD داخل الألياف العضلية متعددة (السهام). تم حقن جميع اليرقات مع حقن مزيج EBD وتحليلها بعد فترة حضانة 4 ساعة على 3 DPF. تم فرز الأشقاء والمسوخ التي كتبها الألياف العضلية مفرزة قبل حقن CCV. الرجاء انقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.
الزرد آخذة في الظهور بوصفه أداة قوية لدراسة 2،29 الأمراض العصبية والعضلية. حتى الآن، تم استخدام نظام الزرد للتحقق من صحة العضلات جديدة المسببة للأمراض الطفرات 16،17،30، توضيح pathomechanisms رواية 18، وتحديد العقاقير العلاجية جديدة محتملة 12،24. وقد أنشأت هذه الجهود الجماعية للفائدة الزرد لنموذج الأمراض العصبية والعضلية الإنسان. ومع ذلك، على الرغم من التقدم المحرز مع نماذج الزرد والثدييات، وهناك خيارات العلاج محدودة للمرضى داخل مجموعة واسعة من الحالات العصبية والعضلية. وبالتالي، وجود ارتفاع الطلب على تطوير علاج لهذه المجموعة من الأمراض المدمرة. في موازاة هذا الطلب على العلاجات غير يقابل ذلك من ضرورة الابتكار التجريبي المستمر، فضلا عن تحليل دقيق للتحقق من نماذج حيوانية جديدة واستراتيجيات علاجية المفترضة.
ويستخدم تحليل EBD عادة في نماذج الماوس لالأنسجة الدراسة وتلف الخلايا في الدماغ والقلب والعضلات والهيكل العظمي 27،31. وأبرزها، ويستخدم على نطاق واسع في EBD نماذج الماوس من مختلف الأنواع الفرعية ضمور العضلات لإظهار شدة العضلات عدم الاستقرار الغشاء وتلف 8. استخدام EBD للكشف عن الأضرار غشاء العضلات معلمة داعمة إنشاء التشابه بين النموذج الحيواني للدولة مرض الإنسان 9. قوة EBD في الماوس أدى عدة مختبرات، بما في ذلك منطقتنا، لتطوير وتطبيق EBD لنماذج الزرد من الأمراض العصبية والعضلية. نظرا لانطباق تحليل EBD، بنشاط يجري تنفيذها هذه التقنية لإثبات نماذج الزرد إلى حالة مرض الإنسان 11،15،22،24،32. واليرقات مع أغشية العضلات التالفة يكون EBD امتصاص وبالتالي مضان أحمر داخل الألياف العضلية. مضان لوحظ في الفضاء بين الألياف، ولكن ليس ضمن ألياف العضلات الفردية قد تكون أيضا مفيدة من الألياف فصل من الغشاء القاعدي في تيكان غياب الضرر الغشاء، وتوفير التفاصيل التشخيص مفيدة. تحليل EBD لديه إمكانية تطبيق ما بعد التحقق من صحة النموذج الحيواني. وقد أظهرت الجهود من مختبرنا مؤخرا أن تحليل EBD هو مفيد في التحقق من صحة الأدوية العلاجية قد تكون رواية 24. تحديد ما إذا كانت العلاجات المحتملة تقلل أو تلغي EBD امتصاص في نماذج الأمراض العصبية والعضلية يمكن أن تدل على العمل العلاجي المناسب 8. هذا النوع من التحليل يمكن أن تساعد في إنشاء آلية (ق) من العلاجات ويوسع تطبيق تحليل EBD.
كما هو الحال مع العديد من التقنيات، وتحليل EBD لديه العديد من المحاذير التي يجب مراعاتها أثناء التصميم والممارسة التجريبية. على سبيل المثال، يمكن أن يكون تحديا لتحديد لجنة تنسيق المفردات نظرا لسماكة الأنسجة مع التقدم في السن. بالإضافة إلى ذلك، فمن السهل أن تتلف اليرقات في إعداد قبل وأثناء الحقن التامور، والحد من التهم التجريبية وزيادة الحاجة إلى الإعدادية أعداد كبيرة من اليرقات.وعلاوة على ذلك، يمكن أن الأضرار المادية التي لحقت اليرقات أثناء المناولة والحقن يؤدي إلى ايجابيات كاذبة عن العضلات التالفة يمكن أن يستغرق فترة تصل EBD. من أجل التغلب على بعض هذه العقبات، التي وصفناها استراتيجية الحقن المشترك في هذه المقالة الفيديو التي تسمح سهولة تحديد وموثوق بها اليرقات مع نجاح ضخ صبغة مباشرة بعد الحقن وقبل تحليل لاحقة. ضوابط شارك في حقن FITC-ديكستران لنجاح الحقن عن طريق السماح للتأكيد EBD في الأوعية الدموية قبل امتصاص عن طريق الألياف العضلية. هذا يمكن أن يكون مفيدا بشكل خاص حيث يصبح EBD مضان منتشر بشكل كبير في اليرقات بعد عدة ساعات إذا لم تجمع في الألياف العضلية. على هذا النحو، يمكن أن يكون من الصعب الكشف عنها. وبالإضافة إلى ذلك، في عداد المفقودين لجنة تنسيق المفردات وحقن EBD في صفار البيض أو تجويف الجسم يمكن، بعد الحضانة، يؤدي في مضان أحمر منتشر مماثل للسيطرة على الأجنة، ولكن مع احتمال انخفاض امتصاص الألياف العضلية التالفة. بشكل جماعي، هذه المغارةATS تشير حقن EBD يتطلب الصبر والممارسة من أجل تحقيق نتائج متسقة وموثوق بها.
في كل شيء، ونحن تصف طريقة عملية واضحة لإجراء تحليل EBD على يرقات الزرد. حتى الآن، واستخدام الزرد كنظام نموذج، خصوصا كنموذج الأمراض التي تصيب البشر، وقد يتوسع بسرعة. ومن المقرر جزئيا إلى استمرار تطوير وتعديل التقنيات التجريبية التي تعمل على تحسين بناء على المزايا الحالية للنظام الزرد هذا التوسع. توفر تقنية الحقن EBD أداة إضافية وقوية لترسانة الباحث للتحقق من صحة ودراسة نماذج أمراض العضلات الزرد. التنفيذ المستمر وتعديل هذه التقنية لديه القدرة التي تساعد في الكشف استراتيجيات علاجية جديدة وكذلك آليات المسببة للأمراض.
الكتاب ليس لديهم المصالح المالية المتنافسة أو الصراعات الأخرى ذات الاهتمام.
ونود أن نشكر ترينت وو للحصول على المساعدة الفنية له. علينا أيضا أن نعترف قسم طب الأطفال في مستشفى الأطفال المرضى وعلاج الخلقي ضمور العضلات (CMD) للحصول على التمويل السخي لهذا المشروع.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| الفلورسين إيزوثيوسيانات ديكستران MW 10،000 | Sigma | FD10S | |
| Evean Blue Dye | Sigma | E2129 | |
| Ethyl 3-aminobenzoate methanesulfonate ملح | Sigma | A5040 | |
| 100 مم طبق بتري | Fischerbrand | FB0875712 | قاعدة قالب الحقن |
| الشعيرات الدموية الزجاجية | الجدار | أدوات الدقة العالميةTW100F-4 | لإبرة الحقن |
| Agarose | Bioshop | AGA001 | قالب الحقن |
| أدوات العلوم التكيفية | TU-1 | قالب الحقن | |
| كلوريد الصوديوم | Bioshop | SOD001 | محلول Ringer |
| كلوريد البوتاسيوم | Bioshop | POC888 | محلول Ringer |
| كلوريد المغنيسيوم سداسي هيدرات | محلول Sigma | M2670 | Ringer |
| أحادي الهيدرات أحادي القاعدة | Sigma | S9638 | محلول Ringer |
| HEPES | Sigma | H4034 | محلول Ringer |
| Glucose | BioBasic | GB0219 | محلول Ringer |
| كلوريد الكالسيوم | Sigma | C1061 | Ringer |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن