Name: 测量水润谷胱甘肽诱导饲养响应 (视频) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-11-16T15:00:00.000+00:00
Duration: 8 min 10 s
Description: 了解如何利用还原型谷胱甘肽诱导水螅的摄食响应，并通过测量触手顶端与口部距离来量化该行为。该方法操作简便、重复性高，适用于神经科学与行为生物学研究。

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作者感谢印度浦那印度科学教育与研究学院媒体中心的 K. P. Madhu、Nita Beliappa 及全体工作人员在视频制作过程中提供的帮助。本工作得到了印度政府生物技术部卓越中心项目对 SG 的资助，以及印度政府科学技术部对 RK 提供的博士后奖学金支持。

1. 水螅的培养与摄食反应的测定
<ol>
	<li>通过每天喂食卤虫并将其培养在培养基（1 mM Tris-HCl 缓冲液，pH 7.6，1 mM NaCl，1 mM CaCl₂）中来维持水螅水螅体的培养2，0.1 mM KCl 和 0.1 mM MgSO₄4) 置于玻璃碗中 18 °C 在12小时光照-12小时黑暗循环条件下，如前所述12.</li>
	<li>为测量摄食反应，将一只具有5至6条触手的成熟水螅水螅体转移至24孔板的一个孔中。通过倾斜孔板去除残留培养基，然后立即加入 500 µl 新鲜培养基</li>
	<li>准备 9 µM 谷胱甘肽溶液置于水螅培养基中。由于谷胱甘肽溶液易被氧化，每次实验均须使用新鲜配制的谷胱甘肽溶液。</li>
	<li>将培养皿转移至配备图像记录装置的显微镜成像平台上。使用深色背景，以便在对比背景下清晰地成像水螅息肉的行为。</li>
	<li>用于观察和成像水螅行为的房间需避免强度波动的光照、气流和噪音干扰。此类干扰可能导致水螅息肉发生触手收缩，即使在无谷胱甘肽存在的情况下亦可出现。</li>
	<li>让水螅体放松 5 分钟。</li>
	<li>确保水螅体位于孔板中央区域，以便能够清晰成像其行为。若水螅体位于孔板边缘，可用移液器冲洗培养基将其移至中央，随后再次静置使其松弛。</li>
	<li>拍摄水螅处于放松状态的图像，作为零时点观察。</li>
	<li>快速添加 9 µM 谷胱甘肽溶液，使其终浓度达到 3 µM 在孔板中。根据实验目的及水螅表现出的反应，测试一系列不同浓度的谷胱甘肽，并选择所需的适当浓度。</li>
	<li>添加谷胱甘肽溶液后立即启动计时器，每隔15-30秒拍摄图像，持续4-5分钟。在延时成像过程中不得更改放大倍数设置。</li>
	<li>轻柔且均匀地加入谷胱甘肽溶液，使动物在孔中的位置在显微镜视野中受到的干扰最小。然而，若加入谷胱甘肽溶液后息肉发生大幅度移动，可非常轻柔地移动培养板，将息肉调整至视野范围内以便进行图像采集。</li>
	<li>在对照实验中，使用不含谷胱甘肽的培养基，其余所有参数保持不变。</li>
	<li>确保在上午时段（下午1点前）完成上述所有实验步骤，以避免昼夜节律对摄食反应程度的可能影响。</li>
	<li>使用 GNU 图像处理程序（GIMP）打开每一张捕获的图像。</li>
	<li>使用菜单中提供的“Measure”工具 &gt; 工具 &gt; 测量每个触手顶端与口锥之间的距离。如果在任意图像中观察到口部开口，则测量张开口的中心与触手顶端之间的距离。将此距离称为触手伸展度。</li>
	<li>计算每个水螅在暴露于谷胱甘肽前后触手伸展的平均值。计算零时点平均触手伸展与后续各时间点平均触手伸展的比值。该比值称为相对触手伸展。</li>
	<li>至少对 20 个息肉进行重复测量。</li>
</ol>
<img alt="平均触手伸展度计算公式；表示总伸展度与触手数量之比的公式。" fo:content-width="3.5in" src="/files/ftp_upload/52178/52178eq1.jpg" width="400" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Equation 1"> 
<img alt="相对触手伸展度公式；触手伸展变化量的比值，生物学实验。" fo:content-width="4in" src="/files/ftp_upload/52178/52178eq2.jpg" width="450" data-altupdatedat="1787630408000" data-alt="Equation 2">
2. 使用饥饿模型进行方法验证
<ol>
	<li>进行饥饿处理时，将数只水螅水母转移到一个单独的玻璃皿中，连续5天不喂食。对照组的数只水螅水母则在类似大小的玻璃皿中每天喂食丰年虾。每天更换两个实验组玻璃皿中的培养液，以避免培养液中出现真菌生长。</li>
	<li>实验当天，用丰年虾对水螅对照组喂食1小时，随后将这些水螅用于后续实验，但需先从培养液中彻底移除所有未被摄食及死亡的丰年虾。</li>
	<li>采用前述第1步中描述的方法，比较饥饿处理的水螅与对照组水螅的摄食反应。为避免观察时间可能带来的偏差，应交替进行饥饿组与对照组水螅水母的测量。</li>
</ol>

<ol><li>Loomis, W. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glutathione+control+of+the+specific+feeding+reactions+of+hydra%5BTitle%5D)+AND+%22Ann.+Ny.+Acad.+Sci%22%5BJournal%5D)">Glutathione control of the specific feeding reactions of hydra.</a> Ann. Ny. Acad. Sci. 62, 209-228 (1955).</li>
<li>Beckmann, A., Ozbek, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Nematocyst%3A+a+molecular+map+of+the+Cnidarian+stinging+organelle%5BTitle%5D)+AND+%22Int.+J.+Dev.+Biol%22%5BJournal%5D)">The Nematocyst: a molecular map of the Cnidarian stinging organelle.</a> Int. J. Dev. Biol. 56, 577-582 (2012).</li>
<li>Venturini, G., Carolei, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dopaminergic+receptors+in+Hydra.+Pharmacological+and+biochemical+observations%5BTitle%5D)+AND+%22Comp.+Biochem.+Phys.+C%22%5BJournal%5D)">Dopaminergic receptors in Hydra. Pharmacological and biochemical observations.</a> Comp. Biochem. Phys. C. 102, 39-43 (1992).</li>
<li>Kass-Simon, G., Scappaticci, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Glutamatergic+and+GABAnergic+control+in+the+tentacle+effector+systems+of+Hydra+vulgaris%5BTitle%5D)+AND+%22Hydrobiologia%22%5BJournal%5D)">Glutamatergic and GABAnergic control in the tentacle effector systems of Hydra vulgaris.</a> Hydrobiologia. 530-531, 67-71 (2004).</li>
<li>Pierobon, P., Tino, A., Minei, R., Marino, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Different+roles+of+GABA+and+glycine+in+the+modulation+of+chemosensory+responses+in+Hydra+vulgaris+%28Cnidaria%2C+Hydrozoa%29%5BTitle%5D)+AND+%22Hydrobiology%22%5BJournal%5D)">Different roles of GABA and glycine in the modulation of chemosensory responses in Hydra vulgaris (Cnidaria, Hydrozoa).</a> Hydrobiology. 178, 59-66 (2004).</li>
<li>Pierobon, P., Sogliano, C., Minei, R., Tino, A., Porcu, P., Marino, G., Tortiglione, C., Concas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Putative+NMDA+receptors+in+Hydra%3A+a+biochemical+and+functional+study%5BTitle%5D)+AND+%22Eur.+J.+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Putative NMDA receptors in Hydra: a biochemical and functional study.</a> Eur. J. Neurosci. 20, 2598-2604 (2004).</li>
<li>Alzugaray, M. E., Adami, M. L., Diambra, L. A., Hernandez-Martinez, S., Damborenea, C., Noriega, F. G., Ronderos, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Allatotropin%3A+An+ancestral+myotropic+neuropeptide+involved+in+feeding%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Allatotropin: An ancestral myotropic neuropeptide involved in feeding.</a> PLoS ONE. 8, (2013).</li>
<li>Bellis, S. L., Laux, D. C., Rhoads, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Affinity+purification+of+Hydra+glutathione+binding+proteins%5BTitle%5D)+AND+%22FEBS+Lett%22%5BJournal%5D)">Affinity purification of Hydra glutathione binding proteins.</a> FEBS Lett. 354, 320-324 (1994).</li>
<li>Lenhoff, H. M. The discovery of the GSH receptor in Hydra and its evolutionary significance. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aLenhoff%2C+HM+%22Glutathione+in+the+Nervous+System%22">Glutathione in the Nervous System</a>. Shaw, C. A. , Taylor&Francis. Bristol. 25-43 (1998).</li>
<li>Venturini, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+hydra+GSH+receptor.+Pharmacological+and+radioligand+binding+studies%5BTitle%5D)+AND+%22Comp.+Biochem.+Phys.+C%22%5BJournal%5D)">The hydra GSH receptor. Pharmacological and radioligand binding studies.</a> Comp. Biochem. Phys. C. 87, 321-324 (1987).</li>
<li>Reddy, P. C., Barve, A., Ghaskadbi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Description+and+phylogenetic+characterization+of+common+hydra+from+India%5BTitle%5D)+AND+%22Curr.+Sci%22%5BJournal%5D)">Description and phylogenetic characterization of common hydra from India.</a> Curr. Sci. 101, 736-738 (2011).</li>
<li>Horibata, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unique+catabolic+pathway+of+glycosphingolipids+in+a+hydrozoan%2C+Hydra+magnipapillata.+Involving+endoglycoceramidase%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Unique catabolic pathway of glycosphingolipids in a hydrozoan, Hydra magnipapillata. Involving endoglycoceramidase.</a> J. Biol. Chem. 279, 33379-33389 (2004).</li>
<li>Koizumi, O., Maeda, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rise+of+feeding+threshold+in+satiated+Hydra%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Comp.+Physiol%22%5BJournal%5D)">Rise of feeding threshold in satiated Hydra.</a> J. Comp. Physiol. 142, 75-80 (1981).</li>
<li>Bellis, S. L., Kass-Simon, G., Rhoads, D. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Partial+characterization+and+detergent+solubilization+of+the+putative+glutathione+chemoreceptor+from+hydra%5BTitle%5D)+AND+%22Biochemistry%22%5BJournal%5D)">Partial characterization and detergent solubilization of the putative glutathione chemoreceptor from hydra.</a> Biochemistry. 31, 9838-9843 (1992).</li>
<li>Morita, H., Hanai, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Taste+receptor+proteins+in+invertebrates+-+with+special+reference+to+glutathione+receptor+of+hydra%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Senses%22%5BJournal%5D)">Taste receptor proteins in invertebrates - with special reference to glutathione receptor of hydra.</a> Chem. Senses. 12, 245-250 (1987).</li>
<li>Colasanti, M., Venturini, G., Merante, A., Musci, G., Lauro, G. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nitric+oxide+involvement+in+Hydra+vulgaris+very+primitive+olfactory-+like+system%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Nitric oxide involvement in Hydra vulgaris very primitive olfactory- like system.</a> Journal of Neurosci. 17, 493-499 (1997).</li>
<li>Kuhn, A., Tsiairis, C. D., Williamson, M., Kalbacher, H., Grimmelikhuijzen, C. J., Holstein, T. W., Gründer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Three+homologous+subunits+form+a+high+affinity+peptide-gated+ion+channel+in+Hydra%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Three homologous subunits form a high affinity peptide-gated ion channel in Hydra.</a> J. Biol. Chem. 285, 11958-11965 (2010).</li>
<li>Wang, M., Yao, Y., Kuang, D., Hampson, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Activation+of+family+C+G-protein-coupled+receptors+by+the+tripeptide+glutathione%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Biol.+Chem%22%5BJournal%5D)">Activation of family C G-protein-coupled receptors by the tripeptide glutathione.</a> J. Biol. Chem. 281, 8864-8870 (2006).</li>
<li>Ruggieri, R. D., Pierobon, P., Kass-Simon, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pacemaker+activity+in+hydra+is+modulated+by+glycine+receptor+ligands%5BTitle%5D)+AND+%22Comp.+Biochem.+Phys.+C%22%5BJournal%5D)">Pacemaker activity in hydra is modulated by glycine receptor ligands.</a> Comp. Biochem. Phys. C. 138, 193-202 (2004).</li>
<li>Ramazani, R. B., Krishnan, H. R., Bergeson, S. E., Atkinson, N. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Computer+automated+movement+detection+for+the+analysis+of+behavior%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Neurosci.+Meth%22%5BJournal%5D)">Computer automated movement detection for the analysis of behavior.</a> J. Neurosci. Meth. 162, 171-179 (2007).</li>
</ol>

作者声明不存在竞争性财务利益。

水螅的摄食行为代表了后生动物中最古老的化学感受系统之一。尽管早在多年前就已检测到刺丝囊辅助捕食后释放的甲壳类体液中存在谷胱甘肽（GSH）1，但迄今为止，尚未从水螅中鉴定出GSH受体蛋白或其可能编码的基因。针对水螅中GSH结合蛋白的研究甚少8, 14, 15，这些假定受体蛋白的身份仍不明确，且目前报道的可能参与摄食反应的其他分子组分也极为有限16, 17。在整个动物界中，唯一已被鉴定的GSH受体（GSHR）来自金鱼18。经典实验技术，如利用G蛋白偶联受体（GPCR）信号级联中多种蛋白的抑制剂，以及先进的分子生物学技术（如RNA干扰介导的基因沉默和CRISPR-Cas9介导的基因组编辑），可为鉴定水螅中GSH信号通路的分子组分提供有力工具。受体及其他GSH信号组分表达与功能改变的可评分读出指标，将是摄食行为的改变。因此，建立一种测定GSH诱导水螅摄食反应的方法至关重要。
从表型上看，摄食反应表现为触手向口部卷曲，随后口部张开。基于上述观察，我们建立了一种简单且可靠的方法来定量分析摄食行为，即测量触手...

水螅是具有神经系统的最原始生物，能够通过化学感应来检测还原型谷胱甘肽（GSH），从而捕获猎物1。它以多种动物为食，包括线虫、甲壳类、昆虫幼虫、蝌蚪和刚孵化的鱼1。这些猎物的运动可触发水螅刺细胞中刺丝囊的机械感应释放，刺丝囊插入猎物体内2。当猎物受伤后释放的体液中含有GSH时，会进一步激活水螅的摄食反应，包括触手卷曲以将猎物移向口部、口部张开以及随后将猎物吞食。已有研究表明，多种分子如多巴胺3、谷氨酸4、GABA、甘氨酸5、NMDA受体6以及抑咽神经肽7均参与调控水螅的摄食反应。此外，GSH诱导的化学感应反应受动物摄食状态的调节，饥饿状态的水螅表现出更强的摄食反应1。这种GSH敏感性的提高具有重要的生物学意义，因为在饥饿状态下，水螅需要以更高的灵敏度寻找猎物。
尽管在显微镜下可以清楚地观察到谷胱甘肽（GSH）诱导的摄食反应，但通常用于测量摄食反应的方法均为非定量方法。在大多数情况下，以水螅口部保持开放的时间作为摄食反应的衡量指标8,9；而在另一种方法中，定量依据则是群体中表现出摄食反应的水螅个体数量10。然而，观察水螅息肉口部开放时间的操作较为繁琐，且易受到观察过程中无法控制的参数（如口部朝向）所引入的变异影响。同样，由于摄食反应本身是一个定量参数，基于群体的方法也容易因观察者个人判断或观察偏倚而产生变异或误差。为克服这些问题，我们建立了一种基于水螅触手顶端至息肉口部距离的相对定量方法，用于量化水螅（Hydra vulgaris Ind-Pune11）的摄食反应。

<table><tbody><tr><td>冷却培养箱</td><td>Panasonic&amp;nbsp;</td><td>MIR-254-PE</td><td></td></tr><tr><td>显微镜</td><td>Leica</td><td>S8AP0&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>显微镜用相机</td><td>Leica&amp;nbsp;</td><td>EC3</td><td></td></tr><tr><td>还原型谷胱甘肽</td><td>Sigma</td><td>G4251</td><td>4 &amp;deg;C 保存。使用前将瓶体恢复至室温，以避免氧化</td></tr><tr><td>图像编辑软件</td><td>GIMP</td><td>版本 2.8</td><td></td></tr></tbody></table>

测量谷胱甘肽诱导的水螅摄食反应

Measuring Glutathione-induced Feeding Response in Hydra

水螅是已知最原始的具有神经系统和化学感受能力的生物之一，能够通过检测还原型谷胱甘肽（GSH）来捕获猎物。猎物的运动可触发水螅刺细胞（称为刺丝囊）的机械感受性释放，刺丝囊会插入猎物体内。水螅的摄食反应包括触手卷曲以将猎物移向口部、口的张开以及随后对猎物的吞咽，这些反应由受伤猎物释放的液体中所含的GSH所触发。为了揭示目前尚未明确的水螅摄食反应的分子机制，有必要建立一种用于测量该反应的检测方法。本文描述了一种简单的定量检测方法，通过测量水螅触手顶端与口之间的距离，并计算加入GSH前后该距离的比值，来评估摄食反应。该比值被称为相对触手伸展度，被发现可有效反映摄食反应的程度。本方法利用饥饿模型进行了验证，结果显示饥饿状态的水螅相较于每日喂食的个体表现出更强的摄食反应。

谷胱甘肽可诱导水螅的触手向口部卷曲，以包裹猎物。这种触手卷曲使触手顶端更接近垂唇。这导致触手伸展范围减小，即触手顶端与垂唇之间的线性距离缩短（图1）。在多个水螅体上取平均后，添加谷胱甘肽前后平均触手伸展范围的比值（相对触手伸展度）随时间逐渐降低。然而，在添加不含谷胱甘肽的培养基后，相对触手伸展度仅短暂下降，并在约1分钟内恢复至单位值（图2）。已知饥饿状态可增强谷胱甘肽诱导的摄食行为1,13。本文所述摄食行为测量方法通过饥饿模型得到了验证。添加谷胱甘肽1分钟后，饥饿组的触手伸展度显著低于饱食组（采用双尾t检验，假设方差相等，p = 1 × 10-16）（图3）。
<img alt="水螅触手伸展减少、还原型谷胱甘肽作用、实验观察、测量" src="/files/ftp_upload/52178/52178fig1highres.jpg" width...

本文介绍一种简单的方法，用于定量分析还原型谷胱甘肽诱导的水螅摄食反应。该方法通过测量水螅触手顶端与口之间的距离来实现。

水螅是最原始的具有神经系统的生物之一，能够通过化学感应检测还原型谷胱甘肽（GSH）以捕获猎物。

在本视频中，我们介绍了一种测量水螅摄食行为的方法。在还原型谷胱甘肽的刺激下，水螅会捕食多种动物，包括线虫、甲壳类和刚孵化的鱼类。在这种具有两层细胞结构的动物体表外层，存在一种特化的细胞，称为刺细胞。刺丝囊具有触发结构，当周围液体中的猎物运动激活该结构时，会引发刺丝的释放。刺丝插入猎物体内，受伤的猎物随之释放谷氨酸葡萄糖。离子水螅具有化学感应能力，可检测周围液体中的谷胱甘肽。这会触发其神经系统介导的摄食行为。水螅的摄食行为包括触手卷曲，将猎物移向口部扩大的开口，并将猎物吞入体内。事实上，即使没有猎物存在，向水螅周围环境中添加谷氨酸也会引发其摄食反应。为了理解化学感应与神经系统之间的相互作用，我们需要对行为进行量化，并建立准确且可靠的测量方法。在一些早期的报道中，水螅口部保持开放的时间被用作衡量摄食反应的指标，但观察水螅息肉口部开放持续时间的过程十分繁琐，且容易受到诸如口部朝向等不可控参数带来的变异影响。另一种量化行为的方法是基于种群中表现出摄食反应的水螅数量。然而，由于摄食反应是个体层面的定量参数，基于种群的方法会因不同观察者的主观判断而产生变异。我们在此描述的替代方法主要优点在于操作极为简便且具有高度可重复性。将水螅在18摄氏度、12小时光照与12小时黑暗循环条件下，饲养于玻璃培养皿中的培养基内，并每日以丰年虾幼虫喂食以测定其摄食反应。将一个成熟的水螅水螅体转移至24孔板的一个孔中，使用移液器吸除孔内残余的培养基。通过倾斜培养板，弃去多余的培养基，然后立即加入500 µL新鲜培养基。谷胱甘肽溶液的配制：使用羟基培养基配制9 µmol/L的谷胱甘肽溶液。请注意，谷胱甘肽溶液易被氧化，因此务必使用新鲜配制的谷胱甘肽溶液。每次实验时，将培养板转移至显微镜的成像平台。为便于图像记录，应使用深色背景，以便在对比背景下清晰成像水螅水螅体的行为。确保水螅体位于孔中央区域，并拍摄水螅处于放松状态的图像。这将作为零时间点的观察。迅速加入九微摩尔的谷胱甘肽溶液，使孔中的终浓度达到三微摩尔。加入谷胱甘肽溶液后立即启动计时器，并在接下来的四到五分钟内，每隔15或30秒拍摄一次图像，期间不得更改放大倍数设置。进行测量时，我们使用 gim 版本二（gim）。GNU 图像处理程序是一款可从互联网免费下载的软件。在 gim 中打开每一张采集的图像。该程序在菜单工具中提供了一个测量工具。可使用此工具测量触手间距离、口部、每根触手顶端之间的距离。该距离称为触手伸展距离。计算每个息肉在添加谷胱甘肽之前和之后的平均触手伸展范围。计算零时平均触手伸展范围的比值，并将其与后续各个时间点的比值进行比较。我们将这种触手相对伸展程度称为相对触手伸展度。对饥饿处理组的至少20个水螅体进行此类测量。取少量水螅体转移至另一个玻璃培养皿中，连续五天不进行喂食。在实验当天，每天用丰年虾喂养对照组水螅。用丰年虾喂养一组水螅一个周期（R），并将这些水螅用于后续实验。通过本视频前面所述的方法，比较饥饿水螅与对照组水螅的摄食反应，以避免因交替时间不同而导致饥饿组和对照组水螅在测量时产生任何偏差。谷胱甘肽会导致水螅的触手向口部方向卷曲。这种卷曲使触手的顶端更接近基盘。结果导致触手顶端与基盘之间的线性距离缩短，即触手伸展范围减小。加入培养基后触手的相对伸展情况。缺乏谷胱甘肽仅导致短暂性降低，约一分钟后恢复至正常水平。已知饥饿会增强谷胱甘肽诱导的摄食行为。加入谷胱甘肽后一分钟，饥饿组的触手伸展程度显著低于饱食组。所有动物都利用化学感受来探测食物。水螅通过受伤猎物释放的谷胱甘肽这种化学信号进行感知，其神经系统简单，不具备类似大脑的结构，因此其化学感应的分子机制以及依赖摄食状态的调控机制也可能较为简单。理解这一机制可能为高等动物摄食调控机制的进化提供启示。然而，迄今为止，在水螅中尚未报道任何能够结合谷胱甘肽的受体或下游信号转导通路中的其他组分。常见的化学感受信号通路的药理学抑制剂，以及利用先进的分子生物学技术改变这些信号蛋白和谷胱甘肽受体表达的方法，可成为研究摄食分子机制的有力工具。然而，在水螅（Hydra）中，需要一种可靠的指标来评估此类实验干预所引起的摄食行为改变程度。本文介绍了一种不仅可靠、易于操作，而且高度可重复的方法。

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Research

科研

JoVE Journal

Biology

生物学

测量水润谷胱甘肽诱导饲养响应

本视频演示了一种利用小胶质细胞评估纳米颗粒神经毒性的方法。该方法包括用纳米颗粒激活小胶质细胞、过滤条件培养基以分离小胶质细胞来源的促炎性细胞因子，以及利用该条件培养基检测下丘脑神经元的毒性。...

利用小胶质细胞作为替代生物传感器评估纳米颗粒对神经元的毒性

本文将演示如何使用FRET在活细胞中监测谷氨酰胺动态。基因编码的传感器可实现对生物分子在亚细胞分辨率下的实时监测。文章将讨论基因编码谷氨酰胺传感器的实验设计、实验条件的技术细节以及实验后分析的注意事项。...

利用基因编码传感器进行谷氨酰胺通量成像

通过使用植物来源的毒素秋水仙素进行两次处理，可杀死分裂中的细胞，从而获得无神经的Hydra vulgaris。这些Hydra无法自主摄食或排遗。本文介绍了一种在实验室中长期维持无神经Hydra...

无神经组织的生成与长期维持 水螅

使用染色食物进行定量摄食检测，为评估摄食动机提供了一种可靠且高通量的方法。将食物消耗检测与热遗传学和光遗传学筛选相结合，是研究成年黑腹果蝇（Drosophila...

结合定量摄食检测与神经元强制激活技术研究食欲 果蝇

本论文描述了在活细胞成像中应用基因编码的荧光生成报告系统，用于检测外源性物质诱导的氧化应激。该实验方法具有无与伦比的空间-时间分辨率、灵敏度和特异性，同时避免了传统毒理学氧化应激检测方法的诸多局限性。...

利用基因编码的荧光传感器成像评估毒理学氧化应激的方法

本文介绍了一种在分离的原代海马神经元培养物中研究谷氨酸受体（GluR）转运的方法。该方法结合使用抗体标记技术对内源性或过表达的受体进行标记，并联合药理学手段，通过调控受体的内吞或再循环过程，从而鉴定调节GluR表面表达的分子机制。...

一种通过抗体饲喂法研究分离原代海马神经元培养中谷氨酸受体转运的方法

本文描述了一种实验方案，可用于对暴露于不同宏量营养素质量食物的黑腹果蝇（Drosophila...

使用 Drosophila 幼虫进行热遗传神经元筛选时宏量营养素摄入量的定量分析

本文介绍了一种利用共聚焦活细胞显微镜检测原代海马神经元和皮层神经元基础氧化还原状态差异以及对急性干扰的氧化还原反应差异的实验方案。该方案经少量修改后也可适用于其他细胞类型和显微镜系统。...

利用比率型探针对原代神经元中线粒体谷胱甘肽氧化还原状态进行活体成像

通过使用邻苯二甲醛（Ortho-phthalaldehyde,...

快速定量测定谷胱甘肽氧化态与还原态的方法 正交 -在体外培养的哺乳动物细胞中使用邻苯二甲醛

本方案描述了一种用于定量检测的实验方法 秀丽隐杆线虫...

通过测量细菌清除率定量秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）的食物摄入量

利用延时成像技术，完整观察再生过程 水螅 可以对类球体进行追踪。本方案描述了类球体的生成方法。 水螅...

再生过程的制备与活体成像 水螅 球状体

了解如何利用还原型谷胱甘肽诱导水螅的摄食响应，并通过测量触手顶端与口部距离来量化该行为。该方法操作简便、重复性高，适用于神经科学与行为生物学研究。

测量谷胱甘肽诱导的水螅摄食反应

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