C. elegans הוא מודל שימושי לחקר ההשפעות של אתנול על ההתנהגות. אנו מציגים בדיקת התנהגותית שמכמתת את ההשפעות של אתנול על מהירות התנועה של תולעים זוחלות; ניתן למדוד עם הבדיקה הזו גם את הרגישות הראשונית וגם את התפתחות הסובלנות התפקודית החריפה לאתנול.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
C. elegans הוא מודל שימושי לחקר ההשפעות של אתנול על ההתנהגות. אנו מציגים בדיקת התנהגותית שמכמתת את ההשפעות של אתנול על מהירות התנועה של תולעים זוחלות; ניתן למדוד עם הבדיקה הזו גם את הרגישות הראשונית וגם את התפתחות הסובלנות התפקודית החריפה לאתנול.
הפרעות בשימוש באלכוהול הן דאגה בריאותית ציבורית משמעותית, שיש להן אסטרטגיות טיפול יעילות מעטות. אחת הקשיים שעיכבה את הפיתוח של טיפולים יעילים יותר היא חוסר ההבנה היחסי של היסודות המולקולריים של ההשפעות של אתנול על ההתנהגות. הנמטודה, Caenorhabditis elegans (C. elegans), מספקת מודל שימושי שבו ניתן לייצר ולבחון השערות לגבי ההשפעות המולקולריות של אתנול. כאן, אנו מתארים מבחן שפותח ושימש לבחינת התפקידים של גנים מסוימים וגורמים סביבתיים בתגובות התנהגותיות לאתנול, שבהן התנועה היא תוצאת ההתנהגות. אתנול גורם באופן מינון תלוי לדיכוי חריף של זחילה על משטח אגר. ההשפעות הן דינמיות; בעלי חיים שנחשפים לריכוז גבוה מפגינים דיכוי חזק ראשוני של זחילה, המכונה כאן רגישות ראשונית, ואז מתאוששים חלקית ממהירות התנועה למרות המשך נוכחות התרופה. הפלסטיות ההתנהגותית הנגרמת על ידי אתנול מכונה כאן התפתחות סובלנות תפקודית חריפה. מבחן זה שימש כדי להוכיח ששני הפנוטיפים הללו הם שונים וניתנים להפרדה גנטית. מבחן התנועה הפשוט המתואר כאן מתאים לבחינת ההשפעות של מניפולציות גנטיות וסביבתיות על תגובות התנהגותיות חריפות אלו לאתנול ב-C. elegans.
הפרעות בשימוש באלכוהול (AUD) נפוצות וגורמות לבעיות בריאותיות, חברתיות וכלכליות חמורות. בבני אדם, הרגישות לפיתוח הפרעת שימוש באלכוהול מושפעת מאוד הן מגנטיקה והן מהסביבה1,2. מדד פיזיולוגי חזק לנטייה להתמכרות הוא הרמה הראשונית של תגובה (LR) לאלכוהול (אתנול) שמוצגת על ידי שותים חסרי ניסיון3-5. פנוטיפ LR זה מושפע מרכיבים גנטיים ושאינם גנטיים6. קביעת המנגנונים המולקולריים המשפיעים על ה-LR לאתנול היא מטרה חשובה במחקר על התנהגויות תגובה לאתנול.
הנמטודה, Caenorhabditis elegans, משמשת יותר ויותר כמודל לחקר ההשפעות של אתנול על ההתנהגות7-9. ישנה שימור מולקולרי חזק במנגנון תפקוד מערכת העצבים בין תולעים ויונקים, ומספר גנים שהוכחו כמשפיעים על ה-LR לאתנול בתולעים הוכחו כמשפיעים על ה-LR לאתנול ביונקים10-16, והוצגו כמרמזים על נטייה להתמכרות בבני אדם17-19.
אתנול מרעיל תולעים, מה שבא לידי ביטוי בירידה במהירות התנועה שלהן. מספר מעבדות שונות פיתחו מבחנים התנהגותיים הנבדלים זה מזה במספר דרכים, לדוגמה, התנהגות התנועה שהם חוקרים (זחילה לעומת שחייה11,12,14,20,21) או בהרכב הפתרונות שבהם מתבצעים המבחנים (מדיום גידול נמטודה לעומת תמיסת דנט20,22). באופן מעניין, מבחנים מגוונים אלו חשפו פרופילי תגובת מינון שונים במקצת להשפעות האתנול. תוצאות אלו הצביעו על הבדלים חשובים בהתנהגויות הבסיסיות של זחילה ושחייה9,23, כמו גם על תפקיד המשתנה הסביבתי אוסמולריות בתגובות לאתנול20, והדגישו את החשיבות בתיאור פירוט ניסויי של המבחנים השונים.
מבחן למדידת ההשפעות החריפות של אתנול על התנהגות הזחילה מוצג כאן. מבחן זה שימש בהרחבה לחקר ההשפעות הגנטיות והסביבתיות על ה-LR לאתנול8,10,20,24,25. פנוטיפ ה-LR של היונק הוא הרכב של לפחות שני רכיבים, רגישות ראשונית לאתנול וסובלנות תפקודית חריפה לאתנול26,27. בתולעים, הוכח שפנוטיפ ה-LR ניתן להפרדה לשני הרכיבים הללו באמצעות מבחן התנהגותי זה. ניתן לבחון את ההשפעות של מניפולציות גנטיות וסביבתיות על שני הפנוטיפים באמצעות מבחן יחיד זה. חשוב לציין ששני הפנוטיפים הללו ניתנים להפרדה גנטית.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. צעדים לביצוע ביום לפני Assay
2. צעדים לביצוע ביום Assay
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נציגי נתונים (איור 1) מכמה גנוטיפים שונים ובקרות לזווגם מוצגים 8,24; הנתונים שנבחרו במיוחד שהבדלי גולת הכותרת בבעלי החיים assayed. מידת ההשפעה על 10 דקות של חשיפה נחשבת הרגישות הראשונית של מתח, אשר מוצג על הצירים שנותרו באיור 1 ב-G. זנים מוטנטים עם מהירות היחסית גדולה יותר מהשליטה בשעה 10 דקות נחשבים לעמיד אתנול (איור 1F, G), ואילו זנים מוטנטים עם מהירות היחסית שהיא פחות מהשליטה נחשב לרגיש לאתנול (1D איור, E).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
נוירוביולוגיה הפשוטה וכלים גנטיים זמינה ב C. elegans לעשות תולעת מודל מצוין שבו ללמוד את הבסיסים המולקולריים של ההשפעות של אתנול על התנהגות. כאן אנו מתארים assay שנעשה שימוש כדי לזהות כמה מתווכים מולקולריים וסביבתיים של התגובה התנהגותית החריפה כדי אתנול 8,10,20,24,25. שיטה זו מאפשרת בידול ובדיקה בו זמנית של שני פנוטיפים שונים תגובת אתנול התנהגות, רגישות ראשונית והפיתוח של סובלנות פונקציונלית חריפה, שביחד מודל פנוטיפ שילוב של רמת התגובה ביונקים. אותו assay יכול ...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לגלות.
מחקרים אלה נתמכו על ידי מענקים מהמוסד הלאומי לבריאות, המכון הלאומי לאלכוהוליזם והתמכרות לאלכוהול: R01AA016837 (JCB) וP20AA017828 (AGD וJCB).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| C. elegans strains | Caenorhabditis Genetics Center | ||
| 60 x 15 mm Petri plates, triple vented | Greiner Bio-One | 628161 | Other plate brands will suffice. |
| NGM agar | Various | NaCl (3 g/L), agar (17 g/L), peptone (2.5 g/L), 1 ml cholesterol (5 mg/ml in ethanol), 1 ml (1 M) MgSO4, 1 ml (1 M) CaCl2, 25 ml (1 M) KPO4, pH=6, 975 ml H2O | |
| Forceps | Various | e.g., Fisher Scientific #10300 | |
| 37 °C Incubator | Various | For drying agar | |
| Digital balance | Various | For determining plate weights and agar volume | |
| Copper rings | Plumbmaster | STK#35583 (48 cap thread gasket) | 1.6 cm inner diameter, 1.8 cm outer diameter copper rings |
| 100% ethanol | Various | ||
| Parafilm M | Bemis | PM996 | |
| CCD camera | QImaging | RET-4000R-F-M-12 | This camera has a large field of view. |
| Stereomicroscope with C-mount and 0.5X objective | Leica | MZ6 | Discontinued model, M60 is current equivalent. |
| Light source | Schott | A08923 | 3”x3” backlight for even illumination across the field of view |
| Imaging and tracking software | Media Cybernetics | ImagePro-Plus v6.0-6.3 | Newer versions of the software have tracking functions. |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.