Name: Surveillance de cellule à cellule Transmission des agrégats de protéine Prion chez Drosophila Melanogaster (Vidéo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-03-12T14:45:00.000+00:00
Duration: 10 min 26 s
Description: Découvrez une méthode de surveillance de la transmission intercellulaire des agrégats de protéines prion chez Drosophila melanogaster. Cette technique permet d'observer in vivo la propagation des agrégats dans le système nerveux central intact.

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Nous remercions les membres des laboratoires Kopito, Luo et Pearce pour les nombreuses discussions utiles au cours du développement de ces méthodes. Nous remercions également Brian Temsamrit pour une lecture critique de ce manuscrit. Ce travail a été soutenu par le Fonds de l’Université des Sciences et des fiducies de bienfaisance W.W. Smith.

<ol><li>Prusiner, S. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biology+and+genetics+of+prions+causing+neurodegeneration%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Genet%22%5BJournal%5D)">Biology and genetics of prions causing neurodegeneration.</a> Annu Rev Genet. 47, 601-623 (2013).</li>
<li>Haïk, S., Brandel, J. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Infectious+prion+diseases+in+humans%3A+Cannibalism%2C+iatrogenicity+and+zoonoses%5BTitle%5D)+AND+%22Infect+Genet+Evol%22%5BJournal%5D)">Infectious prion diseases in humans: Cannibalism, iatrogenicity and zoonoses.</a> Infect Genet Evol. 26, 303-312 (2014).</li>
<li>Balch, W. E., Morimoto, R. I., Dillin, A., Kelly, J. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Adapting+Proteostasis+for+Disease+Intervention%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Adapting Proteostasis for Disease Intervention.</a> Science. 319 (5865), 916-919 (2008).</li>
<li>Stroo, E., Koopman, M., Nollen, E. A., Mata-Cabana, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cellular+Regulation+of+Amyloid+Formation+in+Aging+and+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Cellular Regulation of Amyloid Formation in Aging and Disease.</a> Front Neurosci. 11, 64(2017).</li>
<li>Brundin, P., Melki, R., Kopito, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prion-like+transmission+of+protein+aggregates+in+neurodegenerative+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Mol+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Prion-like transmission of protein aggregates in neurodegenerative diseases.</a> Nat Rev Mol Cell Biol. 11 (4), 301-307 (2010).</li>
<li>Jucker, M., Walker, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-propagation+of+pathogenic+protein+aggregates+in+neurodegenerative+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Self-propagation of pathogenic protein aggregates in neurodegenerative diseases.</a> Nature. 501 (7465), 45-51 (2013).</li>
<li>Stopschinski, B. E., Diamond, M. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+prion+model+for+progression+and+diversity+of+neurodegenerative+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Lancet+Neurol%22%5BJournal%5D)">The prion model for progression and diversity of neurodegenerative diseases.</a> Lancet Neurol. 16 (4), 323-332 (2017).</li>
<li>Walker, L. C., Jucker, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neurodegenerative+diseases%3A+expanding+the+prion+concept%5BTitle%5D)+AND+%22Annu+Rev+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neurodegenerative diseases: expanding the prion concept.</a> Annu Rev Neurosci. 38, 87-103 (2015).</li>
<li>Holmes, B. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heparan+sulfate+proteoglycans+mediate+internalization+and+propagation+of+specific+proteopathic+seeds%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Heparan sulfate proteoglycans mediate internalization and propagation of specific proteopathic seeds.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (33), 3138-3147 (2013).</li>
<li>Munch, C., O'Brien, J., Bertolotti, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prion-like+propagation+of+mutant+superoxide+dismutase-1+misfolding+in+neuronal+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Prion-like propagation of mutant superoxide dismutase-1 misfolding in neuronal cells.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 108 (9), 3548-3553 (2011).</li>
<li>Nonaka, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prion-like+properties+of+pathological+TDP-43+aggregates+from+diseased+brains%5BTitle%5D)+AND+%22Cell+Rep%22%5BJournal%5D)">Prion-like properties of pathological TDP-43 aggregates from diseased brains.</a> Cell Rep. 4 (1), 124-134 (2013).</li>
<li>Ren, P. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cytoplasmic+penetration+and+persistent+infection+of+mammalian+cells+by+polyglutamine+aggregates%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Cell+Biol%22%5BJournal%5D)">Cytoplasmic penetration and persistent infection of mammalian cells by polyglutamine aggregates.</a> Nat Cell Biol. 11 (2), 219-225 (2009).</li>
<li>Trevino, R. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fibrillar+structure+and+charge+determine+the+interaction+of+polyglutamine+protein+aggregates+with+the+cell+surface%5BTitle%5D)+AND+%22J+Biol+Chem%22%5BJournal%5D)">Fibrillar structure and charge determine the interaction of polyglutamine protein aggregates with the cell surface.</a> J Biol Chem. 287 (35), 29722-29728 (2012).</li>
<li>Volpicelli-Daley, L. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exogenous+alpha-synuclein+fibrils+induce+Lewy+body+pathology+leading+to+synaptic+dysfunction+and+neuron+death%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Exogenous alpha-synuclein fibrils induce Lewy body pathology leading to synaptic dysfunction and neuron death.</a> Neuron. 72 (1), 57-71 (2011).</li>
<li>Zeineddine, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((SOD1+protein+aggregates+stimulate+macropinocytosis+in+neurons+to+facilitate+their+propagation%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Neurodegener%22%5BJournal%5D)">SOD1 protein aggregates stimulate macropinocytosis in neurons to facilitate their propagation.</a> Mol Neurodegener. 10, 57(2015).</li>
<li>Ayers, J. I., Fromholt, S. E., O'Neal, V. M., Diamond, J. H., Borchelt, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prion-like+propagation+of+mutant+SOD1+misfolding+and+motor+neuron+disease+spread+along+neuroanatomical+pathways%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neuropathol%22%5BJournal%5D)">Prion-like propagation of mutant SOD1 misfolding and motor neuron disease spread along neuroanatomical pathways.</a> Acta Neuropathol. 131 (1), 103-114 (2016).</li>
<li>Clavaguera, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Brain+homogenates+from+human+tauopathies+induce+tau+inclusions+in+mouse+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Brain homogenates from human tauopathies induce tau inclusions in mouse brain.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 110 (23), 9535-9540 (2013).</li>
<li>de Calignon, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Propagation+of+tau+pathology+in+a+model+of+early+Alzheimer%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Propagation of tau pathology in a model of early Alzheimer's disease.</a> Neuron. 73 (4), 685-697 (2012).</li>
<li>Eisele, Y. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Induction+of+cerebral+beta-amyloidosis%3A+intracerebral+versus+systemic+Abeta+inoculation%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Induction of cerebral beta-amyloidosis: intracerebral versus systemic Abeta inoculation.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 106 (31), 12926-12931 (2009).</li>
<li>Luk, K. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Pathological+alpha-synuclein+transmission+initiates+Parkinson-like+neurodegeneration+in+nontransgenic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Pathological alpha-synuclein transmission initiates Parkinson-like neurodegeneration in nontransgenic mice.</a> Science. 338 (6109), 949-953 (2012).</li>
<li>Meyer-Luehmann, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exogenous+induction+of+cerebral+beta-amyloidogenesis+is+governed+by+agent+and+host%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Exogenous induction of cerebral beta-amyloidogenesis is governed by agent and host.</a> Science. 313 (5794), 1781-1784 (2006).</li>
<li>Mougenot, A. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prion-like+acceleration+of+a+synucleinopathy+in+a+transgenic+mouse+model%5BTitle%5D)+AND+%22Neurobiol+Aging%22%5BJournal%5D)">Prion-like acceleration of a synucleinopathy in a transgenic mouse model.</a> Neurobiol Aging. 33 (9), 2225-2228 (2012).</li>
<li>Rey, N. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Widespread+transneuronal+propagation+of+alpha-synucleinopathy+triggered+in+olfactory+bulb+mimics+prodromal+Parkinson%27s+disease%5BTitle%5D)+AND+%22J+Exp+Med%22%5BJournal%5D)">Widespread transneuronal propagation of alpha-synucleinopathy triggered in olfactory bulb mimics prodromal Parkinson's disease.</a> J Exp Med. 213 (9), 1759-1778 (2016).</li>
<li>Babcock, D. T., Ganetzky, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transcellular+spreading+of+huntingtin+aggregates+in+the+Drosophila+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Transcellular spreading of huntingtin aggregates in the Drosophila brain.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 112 (39), 5427-5433 (2015).</li>
<li>Kim, D. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Anti-aging+treatments+slow+propagation+of+synucleinopathy+by+restoring+lysosomal+function%5BTitle%5D)+AND+%22Autophagy%22%5BJournal%5D)">Anti-aging treatments slow propagation of synucleinopathy by restoring lysosomal function.</a> Autophagy. 12 (10), 1849-1863 (2016).</li>
<li>Liu, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Trans-synaptic+spread+of+tau+pathology+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+One%22%5BJournal%5D)">Trans-synaptic spread of tau pathology in vivo.</a> PLoS One. 7 (2), 31302(2012).</li>
<li>Pearce, M. M., Spartz, E. J., Hong, W., Luo, L., Kopito, R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prion-like+transmission+of+neuronal+huntingtin+aggregates+to+phagocytic+glia+in+the+Drosophila+brain%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Commun%22%5BJournal%5D)">Prion-like transmission of neuronal huntingtin aggregates to phagocytic glia in the Drosophila brain.</a> Nat Commun. 6, 6768(2015).</li>
<li>Pearce, M. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prion-like+transmission+of+pathogenic+protein+aggregates+in+genetic+models+of+neurodegenerative+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Curr+Opin+Genet+Dev%22%5BJournal%5D)">Prion-like transmission of pathogenic protein aggregates in genetic models of neurodegenerative disease.</a> Curr Opin Genet Dev. 44, 149-155 (2017).</li>
<li>Pecho-Vrieseling, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transneuronal+propagation+of+mutant+huntingtin+contributes+to+non-cell+autonomous+pathology+in+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Transneuronal propagation of mutant huntingtin contributes to non-cell autonomous pathology in neurons.</a> Nat Neurosci. 17 (8), 1064-1072 (2014).</li>
<li>Wu, J. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neuronal+activity+enhances+tau+propagation+and+tau+pathology+in+vivo%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Neuronal activity enhances tau propagation and tau pathology in vivo.</a> Nat Neurosci. 19 (8), 1085-1092 (2016).</li>
<li>Jackson, G. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyglutamine-expanded+human+huntingtin+transgenes+induce+degeneration+of+Drosophila+photoreceptor+neurons%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Polyglutamine-expanded human huntingtin transgenes induce degeneration of Drosophila photoreceptor neurons.</a> Neuron. 21 (3), 633-642 (1998).</li>
<li>Warrick, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Expanded+polyglutamine+protein+forms+nuclear+inclusions+and+causes+neural+degeneration+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">Expanded polyglutamine protein forms nuclear inclusions and causes neural degeneration in Drosophila.</a> Cell. 93 (6), 939-949 (1998).</li>
<li>McGurk, L., Berson, A., Bonini, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Drosophila+as+an+In+Vivo+Model+for+Human+Neurodegenerative+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Drosophila as an In Vivo Model for Human Neurodegenerative Disease.</a> Genetics. 201 (2), 377-402 (2015).</li>
<li>The Huntington's Disease Collaborative Research Group. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+novel+gene+containing+a+trinucleotide+repeat+that+is+expanded+and+unstable+on+Huntington%27s+disease+chromosomes%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">A novel gene containing a trinucleotide repeat that is expanded and unstable on Huntington's disease chromosomes.</a> Cell. 72 (6), 971-983 (1993).</li>
<li>Bates, G. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Huntington+disease%5BTitle%5D)+AND+%22Nat+Rev+Dis+Primers%22%5BJournal%5D)">Huntington disease.</a> Nat Rev Dis Primers. 1, 15005(2015).</li>
<li>Scherzinger, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Self-assembly+of+polyglutamine-containing+huntingtin+fragments+into+amyloid-like+fibrils%3A+implications+for+Huntington%27s+disease+pathology%5BTitle%5D)+AND+%22Proc+Natl+Acad+Sci+U+S+A%22%5BJournal%5D)">Self-assembly of polyglutamine-containing huntingtin fragments into amyloid-like fibrils: implications for Huntington's disease pathology.</a> Proc Natl Acad Sci U S A. 96 (8), 4604-4609 (1999).</li>
<li>Chen, S., Berthelier, V., Yang, W., Wetzel, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Polyglutamine+aggregation+behavior+in+vitro+supports+a+recruitment+mechanism+of+cytotoxicity%5BTitle%5D)+AND+%22J+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">Polyglutamine aggregation behavior in vitro supports a recruitment mechanism of cytotoxicity.</a> J Mol Biol. 311 (1), 173-182 (2001).</li>
<li>Brand, A. H., Perrimon, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Targeted+gene+expression+as+a+means+of+altering+cell+fates+and+generating+dominant+phenotypes%5BTitle%5D)+AND+%22Development%22%5BJournal%5D)">Targeted gene expression as a means of altering cell fates and generating dominant phenotypes.</a> Development. 118 (2), 401-415 (1993).</li>
<li>Potter, C. J., Tasic, B., Russler, E. V., Liang, L., Luo, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Q+system%3A+a+repressible+binary+system+for+transgene+expression%2C+lineage+tracing%2C+and+mosaic+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Cell%22%5BJournal%5D)">The Q system: a repressible binary system for transgene expression, lineage tracing, and mosaic analysis.</a> Cell. 141 (3), 536-548 (2010).</li>
<li>Riabinina, O., Potter, C. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Q-System%3A+A+Versatile+Expression+System+for+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Methods+Mol+Biol%22%5BJournal%5D)">The Q-System: A Versatile Expression System for Drosophila.</a> Methods Mol Biol. 1478, 53-78 (2016).</li>
<li>Costanzo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transfer+of+polyglutamine+aggregates+in+neuronal+cells+occurs+in+tunneling+nanotubes%5BTitle%5D)+AND+%22J+Cell+Sci%22%5BJournal%5D)">Transfer of polyglutamine aggregates in neuronal cells occurs in tunneling nanotubes.</a> J Cell Sci. 126 (16), 3678-3685 (2013).</li>
<li>Freeman, M. R., Delrow, J., Kim, J., Johnson, E., Doe, C. Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Unwrapping+glial+biology%3A+Gcm+target+genes+regulating+glial+development%2C+diversification%2C+and+function%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">Unwrapping glial biology: Gcm target genes regulating glial development, diversification, and function.</a> Neuron. 38 (4), 567-580 (2003).</li>
<li>MacDonald, J. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Drosophila+cell+corpse+engulfment+receptor+Draper+mediates+glial+clearance+of+severed+axons%5BTitle%5D)+AND+%22Neuron%22%5BJournal%5D)">The Drosophila cell corpse engulfment receptor Draper mediates glial clearance of severed axons.</a> Neuron. 50 (6), 869-881 (2006).</li>
<li>Wu, J. S., Luo, L. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17487202">A protocol for dissecting Drosophila melanogaster brains for live imaging or immunostaining.</a> Nat Protoc. 1 (4), 2110-2115 (2006).</li>
<li>Tito, A. J., Cheema, S., Jiang, M., Zhang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+Simple+One-step+Dissection+Protocol+for+Whole-mount+Preparation+of+Adult+Drosophila+Brains%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">A Simple One-step Dissection Protocol for Whole-mount Preparation of Adult Drosophila Brains.</a> J Vis Exp. (118), (2016).</li>
<li>Roszik, J., Szöllosi, J., Vereb, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((AccPbFRET%3A+an+ImageJ+plugin+for+semi-automatic%2C+fully+corrected+analysis+of+acceptor+photobleaching+FRET+images%5BTitle%5D)+AND+%22BMC+Bioinformatics%22%5BJournal%5D)">AccPbFRET: an ImageJ plugin for semi-automatic, fully corrected analysis of acceptor photobleaching FRET images.</a> BMC Bioinformatics. 9, 346(2008).</li>
<li>Spires-Jones, T. L., Attems, J., Thal, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Interactions+of+pathological+proteins+in+neurodegenerative+diseases%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Neuropathol%22%5BJournal%5D)">Interactions of pathological proteins in neurodegenerative diseases.</a> Acta Neuropathol. 134 (2), 187-205 (2017).</li>
</ol>

Les auteurs n’ont rien à divulguer.

Comme le nombre de patients souffrant de maladies neurodégénératives ne cesse d’augmenter, il y a un besoin urgent d’augmenter la compréhension de la pathogenèse moléculaire de ces maladies, afin que les meilleurs traitements peuvent être développées. Nous décrivons ici des méthodes qui permettent de surveiller la transmission de prion-comme des agrégats de protéine pathogène entre différents types de cellules dans l’organisme modèle, Drosophila melanogaster. Nous avons récemment utilisé cette méthode pour démon...

L’hypothèse de prion stipule que l’agent infectieux responsable pour les encéphalopathies spongiformes transmissibles (p. ex., maladie de Creutzfeldt - Jakob chez les humains, la tremblante du mouton, maladie du dépérissement chronique chez les cerfs et de wapitis et « maladie de la vache folle » chez les bovins ) est uniquement composé de protéines et dépourvu d’acides nucléiques1. Dans les maladies de prion, la protéine prion cellulaire (PrPC) suppose un pli non indigènes, stable (PrP-Sc) qui est hautement bêta feuille riche et peut se propager autonome en convertissant et recruter des molécules monomères de PrPC pour amyloïde stable agrégats. PrPSc agrégats utilisent ce mécanisme auto-répliquant de répartir entre les différentes cellules dans l’organisme et même entre des organismes individuels2.
Repliement et agrégation est également un élément central de la plupart des maladies neurodégénératives (maladie d’Alzheimer (ma), maladie de Parkinson (MP), maladie de Huntington (MH) et la sclérose latérale amyotrophique (SLA))3. Formation des assemblées intra - ou extra-cellulaires protéines agrégées dans ces maladies est étroitement associée à la cytotoxicité4 et progresse le long de chemins très reproductibles et propres à la maladie à travers le cerveau au cours du temps5, 6. ces schémas de propagation suggèrent que des agrégats pathogènes associés à ces troubles ont des propriétés de type prion. Fort soutien existe maintenant pour la transmission de prion-comme des agrégats associés à annonce, PD, HD et ALS - elles s’étendent de cellule-cellule et modèle le changement conformationnel de formes monomères de la même protéine dans les cellules affectées précédemment7, 8.
La plupart des études portant sur la propagation du prion comme des agrégats de protéine à ce jour ont été effectuée à l’aide de modèles de culture de cellules de mammifères, où agrégats transvaser dans le cytoplasme des cellules naïves de l’espace extracellulaire ou d’une autre cellule cytoplasme9,10,11,12,13,14,15, ou en injectant des matériaux contenant de l’agrégat dans le cerveau de souris et surveillance agréger l’apparence à l’extérieur de l’injection site16,17,18,19,20,21,22, 23. plus récemment, les animaux transgéniques ont été utilisés pour démontrer que des agrégats intracellulaires se propager à d’autres cellules dans le cerveau intact24,25,26,27, 28,29,30. Nous décrivons ici une méthode pour une visualisation directe de cession globale entre différentes cellules dans le cerveau intact de Drosophila melanogaster. Modèles de drosophile de HD/polyglutamine (polyQ) maladies ont été développés tout d’abord il y a près de vingt ans31,32 et ont fourni beaucoup de précieux conseils sur les mécanismes pathogènes qui sous-tendent ces troubles 33. HD est une maladie neurodégénérative héréditaire causée par une mutation autosomique dominante du gène codant pour la protéine huntingtine (Htt)34. Cette mutation se traduit par l’élargissement d’un tronçon de polyQ près aminée de Htt au-delà d’un seuil pathogène de ~ 37 glutamate, causant les protéines à repliement et agrégation35,36. Protéines de Htt sauvage contenant < 37 glutamate dans ce tronçon atteindre leur giron natif, mais peuvent être induites à global sur le contact physique direct avec un Htt globale « graine »12,27,37. Nous exploitons cette homotypique, nucléée agrégation de Htt sauvage comme une lecture pour le transfert de type prion et entrée cytoplasmique de mutant Htt agrégats originaires d’autres cellules.
Détermination des mécanismes de quels agrégats prion comme voyage entre les cellules peut conduire à l’identification de nouvelles cibles thérapeutiques pour les maladies neurodégénératives incurables. Nous prenons l’avantage du cycle de vie rapid, facilité d’utilisation et la traçabilité génétique de Drosophila melanogaster de définir des mécanismes moléculaires de la cellule-cellule propagation du mutant Htt agrégats. Notre stratégie expérimentale utilise deux systèmes d’expression binaire disponibles dans drosophile, le bien établi Gal4 spécifiques en amont activant séquence (Gal4-UAS) système38 et le récemment développés QF-QUAS système39. Ces deux systèmes indépendants de couplage permet de restreindre l’expression de transgènes Htt mutant et sauvage aux populations cellulaires distincts au sein de la même mouche40. En utilisant cette approche, nous examinons prion comme propagation du mutant Htt en surveillant la redistribution des cytoplasmique Htt sauvage de son état normalement diffuse, soluble à un état agrégé, conséquence directe d’un contact physique avec un mutant pré-formé Htt agrégat « semence ». Conversion de type sauvage Htt par mutant Htt peut être confirmée en utilisant biochimiques ou de transfert de techniques biophysiques qui signalent des interactions protéine-protéine, tels que l’énergie de résonance de fluorescence (FRET)9,27,41 .
Ce qui est important, nous pouvons également accéder à un grand nombre d’outils génétiques chez la drosophile pour identifier des gènes et/ou des voies qui véhiculent la propagation du prion comme des agrégats de protéine. Nous avons récemment utilisé cette approche pour dévoiler un rôle clé pour le récepteur scavenger surface des cellules,42,Draper43, en transférant mutant Htt agrégats d’axones neurones à proximité glia phagocytaire chez la drosophile central système nerveux (SNC)27. Ainsi, l’approche génétique et d’imagerie dotés que nous décrivons ici peut révéler des informations biologiques base importantes concernant un phénomène maladie pertinents dans le simple à utiliser mais puissant organisme, drosophile.

<table><tbody><tr><td>Solution saline tamponnée au phosphate (PBS), 10X, pH 7,4</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>AM9625</td><td>Dilué à 1X</td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T9284-1L</td><td></td></tr><tr><td>Kimwipes</td><td>Thomas Scientific</td><td>2904F24</td><td></td></tr><tr><td>20 % de paraformaldéhyde (PFA)</td><td>Microscopie électronique Sciences</td><td>15713-S</td><td></td></tr><tr><td>Sérum de chèvre normal (NGS), filtré</td><td>Lampire Biological Laboratories</td><td>7332500</td><td>Aliquote et congélation à la réception</td></tr><tr><td>Poulet anti-GFP</td><td>Aves Labs</td><td>GFP-1020</td><td>Utilisation à une dilution de 1:500</td></tr><tr><td>Lapin anti-DsRed</td><td>Clontech</td><td>632496</td><td>Utilisation à une dilution de 1:2000 ; peut reconnaître les protéines fluorescentes à base de DsRed (par exemple mCherry, mStrawberry, tdTomato, etc.)</td></tr><tr><td>Souris anti-Bruchpilot</td><td>Developmental Studies Hybridoma Bank</td><td>nc82</td><td>Utilisation à une dilution de 1:100 ; marquera les structures pré-synaptiques actives dans tout le cerveau de la mouche</td></tr><tr><td>FITC anti-poulet</td><td>ThermoFisher Scientific</td><td>SA1-7200</td><td>Utilisation à une dilution de 1:250</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 568 anti-lapin</td><td>Life Technologies</td><td>A11011</td><td>Utilisation à une dilution de 1:250</td></tr><tr><td>Alexa Fluor 647 anticorps anti-souris</td><td>Life Technologies</td><td>A21235</td><td>Utilisation à dilution 1:250</td></tr><tr><td>Slowfade Gold Antifade Réactif</td><td>Life Technologies</td><td>S36936</td><td></td></tr><tr><td>Lames de microscope (25 x 75 x 1,0 mm)</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-550-143</td><td></td></tr><tr><td>Verre de couverture (22 x 22 mm)</td><td>Globe Scientific</td><td>1404-15</td><td></td></tr><tr><td>Dumont Biology Grade Pinces, Style 3</td><td>Ted Pella</td><td>503</td> à <td>utiliser dans une main non dominante</td></tr><tr><td>Dumont Biology Grade Forceps, Style 5</td><td>Ted Pella</td><td>505</td><td>utilisation dans la main dominante</td></tr><tr><td>Logiciel d’analyse d’images LAS X Logiciel</td><td></td> d’analyse d’images Leica <td></td><td></td></tr><tr><td>Imaris</td><td>Bitplane</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

surveillance de cellule à cellule transmission des agrégats de protéine prion chez drosophila melanogaster

Monitoring Cell-to-cell Transmission of Prion-like Protein Aggregates in Drosophila Melanogaster

Agrégation des protéines est un élément central de la plupart des maladies neurodégénératives, y compris la sclérose latérale amyotrophique (SLA), maladie de Huntington (MH), la maladie d’Alzheimer (ma) et maladie de Parkinson (MP). Agrégats de protéines sont étroitement associées à la neuropathologie dans ces maladies, bien qu’on ne connaît pas le mécanisme exact par lequel agrégation de protéines aberrantes perturbe l’homéostasie cellulaire normale. Nouvelles données fort appuyer l’hypothèse qu’agrégats pathogènes en AD, PD, HD, et ALS ont beaucoup de similitudes aux prions, qui sont des protéines uniquement les agents infectieux responsables des encéphalopathies spongiformes transmissibles. Prions répliquent par la création de modèles la conversion des versions nativement plié de la même protéine, entraînant la propagation du phénotype agrégation. Comment prions et protéines de type prion dans AD, PD, HD et ALS déplacer d’une cellule à l’autre est actuellement un domaine de recherche intense. Ici, un modèle de Drosophila melanogaster qui permet une surveillance de transmission de prion-like, cellule-cellule des agrégats de la huntingtine mutante (Htt) associé à HD est décrite. Ce modèle tire parti des outils puissants pour manipuler l’expression du transgène dans de nombreux tissus différents de drosophile et utilise une protéine cytoplasmique fluorescent-étiquetées directement rapport à prions comme transfert de mutant Htt agrégats. Ce qui est important, l’approche que nous décrivons ici peut servir à identifier de nouveaux gènes et voies qui médient propagation d’agrégats de protéines entre diverses cellules types in vivo. Information obtenue grâce à ces études étendra la compréhension limitée des mécanismes pathogènes qui sous-tendent les maladies neurodégénératives et révéler de nouvelles possibilités d’intervention thérapeutique.

Les méthodes décrites ici produisent des données robustes témoignant de prion comme transfert des agrégats de protéine Htt de population d’une cellule à l’autre chez la mouche intacte CNS. Conversion de type sauvage Htt du diffus au ponctuée observe par fluorescence directe de cette protéine de fusion YFP glia bénéficiaire à la suite de HttQ91-mCherry expression dans donateurs Orn (A-C de laFigure 2et Figure 4<st...

Accumulation de preuves souscrit l’idée qu’agrégats de protéine pathogène est associée aux maladies neurodégénératives répartis entre les cellules ayant des propriétés prion. Nous décrivons ici une méthode qui permet la visualisation de cellule à cellule propagation des agrégats de type prion dans l’organisme modèle, Drosophila melanogaster.

Surveillance de cellule à cellule Transmission des agrégats de protéine Prion chez Drosophila Melanogaster

Protein aggregation is a central feature of most neurodegenerative diseases, including Alzheimer&#39;s disease (AD), Parkinson&#39;s disease (PD), ...

L’objectif global de cette procédure est de surveiller la propagation des agrégats de protéines in vivo, de type prion. Utilisation de mouches transgéniques qui expriment une protéine sujette à l’agrégation dans une version soluble de la même protéine dans des populations cellulaires isolées. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés en biologie cellulaire dans les domaines de la neurodégénérescence, telles que la mythologie de l’agrégation des protéines ou d’autres transferts de matériaux d’une cellule à l’autre dans le cerveau.Le principal avantage de cette technique est qu’elle permet d’imager la propagation d’agrégats de protéines d’un opossum à un autre dans un système nerveux central intact. Les implications de cette technique s’étendent au traitement de la maladie de Huntington et d’autres maladies neurodégénératives de type prion. Parce que la propagation des agrégats semble être un mécanisme commun sous-jacent à la progression de ces troubles mortels.En utilisant des conditions de culture standard, générer des lignées transgéniques de drosophila melanogaster contenant des pilotes Gal4 ou QF spécifiques aux tissus. Ainsi que des lignées contenant des gènes tr

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Nous décrivons ici un nouveau test pour la surveillance et le trafic de l'absorption du prion par les cellules immunitaires, immédiatement après l'inoculation intrapéritonéale en purifiant et en fluorescence étiquetage tiges prion agrégés à partir de tissu cérébral infecté, puis le suivi de leur absorption et le mouvement à partir du site d'injection et la caractérisation des cellules médiation de ces événements.

Surveillance des cellules immunitaires trafic fluorescent Rods Prion heures après l&#39;infection par voie intrapéritonéale

Cette vidéo montre la procédure d’imagerie in vivo de C. elegans exprimant des protéines de type prion marquées avec une protéine fluorescente rouge. Le protocole consiste à immobiliser les nématodes sur un tampon d’agarose pour une microscopie confocale en accéléré, révélant l’agrégation et le transport des protéines à l’intérieur et entre les cellules. Cette technique est cruciale pour étudier l’agrégation des protéines liées aux maladies neurodégénératives.

Imagerie time-lapse pour surveiller la propagation transcellulaire de protéines de type prion dans les nématodes transgéniques

Cette vidéo démontre l’imagerie et la quantification des agrégats de protéines dans des cerveaux de drosophiles génétiquement modifiés. Les cerveaux sont fixés, lavés et traités avec un agent anti-décoloration avant d’être montés. Les images sont capturées à l’aide d’un microscope confocal et quantifiées pour observer la transmission des agrégats de protéines mutantes.

Imagerie et quantification des agrégats protéiques dans les cerveaux de drosophiles génétiquement modifiés

La propagation d’agrégats de protéines de type prion est récemment apparue comme étant impliquée dans de nombreuses maladies neurodégénératives. L’objectif de ce protocole est de décrire comment utiliser le nématode C. elegans comme système modèle pour surveiller la propagation des protéines et étudier les phénomènes de type prion.

Étudier les protéines prions comme épandage et la toxicité de l&#39;utilisation des Métazoaires organisme modèle<em&gt; C. elegans</em

Ce protocole décrit la dissection et immunostaining des adultes Drosophila melanogaster tissus du cerveau. Plus précisément, ce protocole met en évidence l’utilisation de Drosophila champignon corps et photorécepteur neurones comme des sous-ensembles neuronale exemple qui peuvent être utilisés avec précision afin de découvrir les principes généraux de nombreux aspects du développement neuronal.

Dissection et immunofluorescence souillant de champignon corps et photorécepteur de neurones dans le cerveau adulte Drosophila melanogaster

Nous avons développé un workflow simple et adaptable pour extraire des données quantitatives d’études biologiques de fluorescence dotés d’imagerie cellulaire d’agrégation des protéines et du flux autophagie dans le système nerveux central de Drosophila modèles de neurodégénérescence.

Biologie cellulaire quantitative de neurodégénération chez la drosophile grâce à l’analyse impartiale des protéines fluorescent étiquetées à l’aide de ImageJ

Ici, nous présentons un protocole pour la visualisation, la détection, l'analyse et le suivi du trafic endogène d'ARNm dans la chambre d'oeufs de Melasophila melanogaster vivante utilisant des balises moléculaires, la microscopie confocale de disque spinning, et l'analyse open-source logiciel.

Visualisation et suivi des ARNm endogènes dans Live Drosophila melanogaster Egg Chambers

L’absorption du glucose est augmentée dans les motoneurones de la drosophile affectés par la protéinopathie de la protéine de liaison à l’ADN TAR (TDP-43), comme l’indique un capteur de glucose génétiquement codé à base de FRET.

Mesure de l’absorption du glucose dans les modèles de drosophile de la protéopathie TDP-43

L’objectif de ce protocole est de diriger l’adhésion et la croissance des cellules vers des zones ciblées de grilles pour la cryo-microscopie électronique. Ceci est réalisé en appliquant une couche antisalissure qui est ablation dans des modèles spécifiés par l’utilisateur, suivie d’un dépôt de protéines de matrice extracellulaire dans les zones à motifs avant l’ensemencement cellulaire.

Micromodélisation de microscopie électronique à transmission pour diriger le positionnement des cellules dans les flux de travail de cryo-tomographie électronique à cellules entières

Ici, des méthodes non invasives sont décrites pour la localisation des protéines de la membrane photoréceptrice et l’évaluation de la dégénérescence rétinienne dans l’œil composé de la drosophile à l’aide de la fluorescence eGFP.

Étude du trafic de protéines membranaires dans les cellules photoréceptrices de la drosophile à l’aide de protéines marquées eGFP

Nous présentons ici un protocole d’imagerie calcique ex vivo chez la drosophile adulte exprimant GCaMP6 pour surveiller les activités épileptiformes. Le protocole fournit un outil précieux pour étudier les événements ictaux chez la drosophile adulte par imagerie calcique ex vivo , permettant d’explorer les mécanismes potentiels de l’épilepsie au niveau cellulaire.

Ex Vivo Imagerie calcique pour le modèle d’épilepsie de la drosophile

Découvrez une méthode de surveillance de la transmission intercellulaire des agrégats de protéines prion chez Drosophila melanogaster. Cette technique permet d'observer in vivo la propagation des agrégats dans le système nerveux central intact.

Surveillance de cellule à cellule Transmission des agrégats de protéine Prion chez Drosophila Melanogaster

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