Name: Lapplicazione di una degenerazione C. elegans Dopamina Saggio Neuron per la convalida dei potenziali morbo di Parkinson geni (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2008-07-18T23:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 42 s
Description: Impara a valutare la degenerazione dei neuroni dopaminergici in C. elegans come modello per il morbo di Parkinson. Questo saggio identifica fattori genetici neuroprotettivi utili per studiare le malattie neurodegenerative.

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Vogliamo riconoscere lo spirito di cooperazione di tutti i membri Lab Caldwell. Disturbi del movimento di ricerca in laboratorio è stato sostenuto dalla Bachmann-Strauss Fondazione Parkinson e distonia, Regno Parkinson Foundation, American Parkinson Disease Association, il morbo di Parkinson Associazione dell&#39;Alabama, Michael J. Fox Foundation for Parkinson Research, e una ricerca di laurea

A. Costruzione Espressione plasmidi Due plasmidi sono obbligatori: uno per l&#39;espressione tessuto-specifica del gene di interesse e un secondo come marcatore trasformazione selezionabili (anche se il marcatore plasmide è solitamente disponibile all&#39;interno della comunità di ricerca). Sperimentale plasmidi <ol><li> Selezionare un promotore che si esprime nel tessuto / cellula tipo di interesse, in questo caso, il trasportatore della DA (Pdat-1) promotore viene utilizzato. Questa espressione plasmide è stato creato come un gateway Invitrogen compatibili con il sistema vettoriale destinazione (pDEST-DAT-1) per consentire l&#39;inserimento di un gene di interesse a valle del promotore di clonazione ricombinazione 1. </li><li> Il cDNA del gene di interesse è amplificato mediante PCR utilizzando primers che contengono il Gateway att sequenza B ricombinazione. Il cDNA amplificato viene prima ricombinato in un vettore donatore pDONR201 per creare il vettore di ingresso e poi trasformato in DH5α ceppo di E. coli. A seguito di selezione dei ricombinanti successo e mini-prep isolamento del DNA, il vettore di ingresso viene ricombinato in pDEST-DAT-1 vettore di destinazione per creare il plasmide di espressione. Dettagli sulla clonazione ricombinazione sono disponibili sia dal manuale Gateway Invitrogen o in Caldwell et al. 5. </li></ol> Marker selezionabile plasmidi Un indicatore transgenico plasmide è costituito da un vettore con un promotore di guida l&#39;espressione di una proteina fluorescente in un tessuto ovvio. In questa particolare procedura, l&#39;unc-54 promotore unità espressione ciliegia proteina nel muscolo del corpo parete (Punc-54:: ciliegio). B. Generazione di transgenici C. elegans tramite microiniezione Vedi relativi JOVE articolo: <a href="https://www.jove.com/index/details.stp?ID=833">https://www.jove.com/index/details.stp?ID=833</a> C. per l&#39;analisi genetica attraversa neurodegenerazione DA <ol><li> I worm sono coltivati ​​utilizzando le procedure standard 6. </li><li> Place 10 Pdat-1:: α-syn; Pdat-1:: GFP maschi 1, 2 su un piatto di accoppiamento con ermafroditi fase 3-4 L4 transgenici (che esprime Pdat-1:: X gene e Punc-54:: ciliegio) . Questo dovrebbe essere eseguito singolarmente per ciascuna delle tre linee separate stabile creato. Dopo due giorni, togliere i maschi. </li><li> Ispezionare la generazione F1, se ci sono diversi progenie di sesso maschile, l&#39;accoppiamento ha avuto successo. </li><li> Clone fuori 5 ermafrodita L4 animali da ogni croce che presentano sia il Pdat-1:: marcatore fluorescente GFP (ereditato dal genitore di sesso maschile) e la Punc-54:: ciliegio muro marcatore fluorescente corpo muscolare (ereditati dal genitore ermafrodita). Gli animali clonati bisogno di essere in fase di L4 per garantire che non hanno ancora accoppiati con animali maschi presenti sulla piastra. Consentire loro di auto-cross e produrre progenie F2. </li><li> Animali F2 prodotte in fase 3 vengono clonati fuori. In particolare, il trasferimento di animali ~ 5-10 che presentano entrambi i marcatori fluorescenti ai loro piatti individuali. Schermo la generazione F3 per piatti dove il 100% degli animali esprimere GFP in neuroni DA e alcuni degli animali sono espressi ciliegio nel corpo di cellule muscolari della parete. Questi animali saranno omozigoti per la Pdat-1:: α-syn; Pdat-1:: gene GFP mentre stabilmente la trasmissione del transgene appena creato (gene X). </li></ol> D. dopaminergici Neuron Analisi <ol><li> Preparare un piatto fresco per ciascuna delle tre linee creato in precedenza, così come la Pdat-1:: α-syn; Pdat-1:: GFP solo ceppo. Permettere loro di crescere fino all&#39;età adulta. </li><li> Trasferimento 30-40 adulti transgenici da ogni riga su un piatto fresco. Permettere loro di porre embrioni per 4 ore a 20 ° C. </li><li> Rimuovere gli adulti. Permettono di sviluppare gli embrioni per 3-4 giorni a 20 ° C fino a raggiungere la fase di L4. </li><li> Scegli ~ 100 L4 animali transgenici per un piatto contenente 0,04 mg / ml di 5-fluoro-2&#39;-deossiuridina (FUDR). Questo nucleotide sviluppo analogica blocchi della prossima generazione attraverso l&#39;inibizione della sintesi del DNA, impedendo così la discendenza dalla travolgente animali da esperimento 7. Proteggere le piastre FUDR dalla luce in quanto è sensibile alla luce. </li><li> Animali adulti saranno analizzati a diversi giorni dopo la deposizione delle uova. I giorni appropriato di analisi sono determinati empiricamente. Per esempio, abbiamo determinato che il 77%, 87% e il 90% del Pdat-1:: α-syn; Pdat-1:: GFP animali mostrano degenerato neuroni DA nei giorni 6, 7 e 10 di sviluppo post, rispettivamente. Pertanto, se si prevede che il transgene di interesse potrebbero aumentare neurodegenerazione, analizzeremo al giorno 6 e / o 7. Allo stesso modo, transgeni che potrebbero sopprimere neurodegenerazione saranno analizzati a giorni 7 e 10. </li><li> Fai 4 pastiglie fresca agarosio (a differenza di pastiglie agar la microiniezione, questi vengono utilizzati freschi e non sono autorizzati ad asciugarsi). Ha definito due vetrini da microscopio che hanno un pezzo di nastro attraverso loro, il nastro serve come distanziatore per cuscinetti equivalente di spessore. Lay terzoscivolare tra di loro in panchina (sono posizionati tre al passo). Mettere una goccia di agarosio fuso sul vetrino centro e rapidamente porre un altro scivolo in cima alla agarosio, perpendicolare e in tutti e tre diapositive. Fare alcune pastiglie aggiuntive, lasciando i due scivoli insieme fino a quando il pad è pronto all&#39;uso. </li><li> Per analizzare verme neuroni DA, posto un calo del 6 ml di 3 levamisolo mM (un anestetico) su un x 22 30 mm di vetro di copertura. Scegli 40 animali adulti (10 in più oltre i 30 ad essere segnati) nella goccia, poi invertire il vetro di copertura sul pad agarosio. Ripetere per ciascuna delle altre linee. </li><li> Punteggio 30 animali per riga per la presenza di ogni CEP e ADE neurone utilizzando un microscopio composto con epifluorescenza e un cubo filtro che permette la visualizzazione di FITC o GFP. Usiamo un Dotare GFP HYQ filtro cubo (la tecnologia Chroma). Registrare dati sul foglio di punteggio allegata. Wild-type animali mantiene fluorescenza GFP completa in tutti e 4 CEP e 2 neuroni ADE. Singoli animali presentano perdita di neuroni DA vengono segnati come non WT o di &quot;degenerazione&quot;. Allo stesso modo, il grado di degenerazione può essere segnata contando i neuroni perdita totale di ogni animale e la popolazione. </li><li> Ripetere l&#39;analisi altre 2 volte (30 animali più per riga per ogni prova). Il numero totale di vermi espositrici wild-type neuroni DA dai tre turni di analisi è media. L&#39;analisi statistica per la neuroprotezione viene eseguita utilizzando il t di Student-test (p &lt;0,05) per confrontare i vermi di controllo (Pdat-1:: α-syn; Pdat-1:: GFP) con ceppi che l&#39;eccesso di esprimere geni candidati nei neuroni DA . </li></ol>

<ol><li>Cao, S., Gelwix, C. C., Caldwell, K. A., Caldwell, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Torsin-mediated+neuroprotection+from+cellular+stresses+to+dopaminergic+neurons+of+C.+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22J+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Torsin-mediated neuroprotection from cellular stresses to dopaminergic neurons of C. elegans.</a> J Neurosci. 25, 3801-3812 (2005).</li>
<li>Hamamichi, S., Rivas, R. N., Knight, A. L., Cao, S., Caldwell, K. A., Caldwell, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hypothesis-based+RNAi+screening+identifies+neuroprotective+genes+in+a+Parkinson%E2%80%99s+disease+model%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">Hypothesis-based RNAi screening identifies neuroprotective genes in a Parkinson’s disease model.</a> PNAS. 105, 728-733 (2008).</li>
<li>Cooper, A. A., Gitler, A. D., Cashikar, A., Haynes, C. M., Hill, K. J., Bhullar, B., Liu, K., Xu, K., Strathearn, K. E., Liu, F., Cao, S., Caldwell, K. A., Caldwell, G. A., Marsischky, G., Kolodner, R. D., Labaer, J., Rochet, J. C., Bonini, N. M., Lindquist, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((alpha-synuclein+blocks+ER-golgi+traffic+and+Rab1+rescues+neuron+loss+in+Parkinson%27s+models%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">alpha-synuclein blocks ER-golgi traffic and Rab1 rescues neuron loss in Parkinson's models.</a> Science. 313, 324-328 (2006).</li>
<li>Gitler, A. D., Bevis, B. J., Shorter, J., Strathearn, K. E., Hamamichi, S., Su, L. J., Caldwell, K. A., Caldwell, G. A., Rochet, J. -C., McCaffery, J. M., Barlowe, C., Lindquist, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Parkinson%27s+disease+protein+alpha-synuclein+disrupts+cellular+Rab+homeostasis%5BTitle%5D)+AND+%22PNAS%22%5BJournal%5D)">The Parkinson's disease protein alpha-synuclein disrupts cellular Rab homeostasis.</a> PNAS. 105, 145-150 (2008).</li>
<li>Caldwell, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Integrated+Genomics%3A+A+Discovery-Based+Laboratory+Course%5BTitle%5D)+AND+%22%22%5BJournal%5D)">Integrated Genomics: A Discovery-Based Laboratory Course.</a> , John Wiley and Sons. West Sussex, England. (2006).</li>
<li>Brenner, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+genetics+of+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">The genetics of Caenorhabditis elegans.</a> Genetics. 77, 71-94 (1974).</li>
<li>Gandhi, S., Santelli, J., Mitchell, J. D. H., Stiles, J. W., Sanadi, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+simple+method+for+maintaining+large%2C+aging+populations+of+Caenorhabditis+elegans%5BTitle%5D)+AND+%22Mechanisms+of+Ageing+and+Development%22%5BJournal%5D)">A simple method for maintaining large, aging populations of Caenorhabditis elegans.</a> Mechanisms of Ageing and Development. 12, 137-150 (1980).</li>
</ol>

L&#39;età-dipendente la perdita dei neuroni dopaminergici è una caratteristica clinica del morbo di Parkinson ed è stata associata con l&#39;accumulo o misfolding di una proteina chiamata alfa-sinucleina. Qui mostriamo come etichettare, attraverso un transgene fluorescente, i neuroni dopaminergici di C. elegans e imitare la neurodegenerazione nella malattia di Parkinson da coexpressing umano alfa-sinucleina in queste cellule. Questo video illustra la metodologia per la crescita, incrocio genetico, montaggio, e il punteggio ...

<table><tbody><tr><td>Agarosio</td><td>Ultrapuro</td><td>Invitrogen</td><td>15510-027</td><td></td></tr><tr><td>Vetrini coprioggetto 20x30 mm</td><td></td><td>Fisher Scientific</td><td>12-548-5A</td><td></td></tr><tr><td>Vetrini portaoggetto</td><td>Semplici, 3x1&quot;</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-549</td><td></td></tr><tr><td>Microscopio stereoscopico con fluorescenza</td><td>Microscopio</td><td>Nikon Instruments</td><td>SMZ800</td><td></td></tr><tr><td>Microscopio stereoscopico</td><td>Microscopio</td><td>Nikon Instruments</td><td>SMZ645</td><td></td></tr><tr><td>Microscopio epifluorescente</td><td>Microscopio</td><td>Nikon Instruments</td><td>Modello E-800</td><td></td></tr><tr><td>Cubo filtro, GFP HYQ</td><td>Endow Bandpass</td><td>Chroma Technology Corp.</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

l&#39;applicazione di una degenerazione c. elegans dopamina saggio neuron per la convalida dei potenziali morbo di parkinson geni

Application of a C. elegans Dopamine Neuron Degeneration Assay for the Validation of Potential Parkinson's Disease Genes

Miglioramenti per la diagnosi e il trattamento della malattia di Parkinson (PD) dipendono le conoscenze sui fattori di suscettibilità che rendono le popolazioni a rischio. Nel processo di tentare di identificare nuovi fattori genetici associati a PD, gli scienziati hanno generato molte liste di geni candidati, polimorfismi, e le proteine ​​che rappresentano importanti passi avanti, ma questi cavi rimangono meccanicisticamente indefinito. Il nostro lavoro si rivolge in modo significativo restringimento verso tali elenchi, sfruttando i vantaggi di un sistema semplice modello animale. Mentre gli esseri umani hanno miliardi di neuroni, il microscopico verme Caenorhabditis elegans ha precisamente 302, di cui solo otto producono dopamina (DA) in hemaphrodites. Espressione di un gene umano che codifica per il PD-proteina associata, l&#39;alfa-sinucleina, in C. elegans DA risultati neuroni nel dosaggio e dipendente dall&#39;età neurodegenerazione. Worm che esprimono umano alfa-sinucleina nei neuroni DA vengono isogeniche ed esprimono sia la GFP e umano alfa-sinucleina sotto il promotore trasportatore DA (Pdat-1). La presenza di GFP serve come marcatore per seguire facilmente visualizzati neurodegenerazione DA in questi animali. Inizialmente abbiamo dimostrato che l&#39;alfa-sinucleina indotta neurodegenerazione DA potrebbe essere salvato in questi animali da torsinA, una proteina con attività di chaperone molecolare 1. Inoltre, candidato PD-correlati geni identificati nel nostro laboratorio attraverso grandi sforzi di screening RNAi con un alfa-sinucleina saggio misfolding sono stati poi sovra-espresso in C. elegans DA neuroni. Abbiamo determinato che cinque dei sette geni testati rappresentato modulatori candidato significative del PD in quanto salvato alfa-sinucleina indotta DA neurodegenerazione 2. Inoltre, il Laboratorio Lindquist (questo numero di Giove) si è esibito schermi lievito per cui alfa-sinucleina-dipendente tossicità è usato come una lettura di geni che possono aumentare o sopprimere citotossicità. Abbiamo poi esaminato i geni di lievito candidato nel nostro C. elegans alfa-sinucleina indotta saggio neurodegenerazione e convalidato correttamente molti di questi obiettivi 3, 4. La nostra metodologia prevede la generazione di C. elegans DA neurone specifico vettore di espressione tramite la clonazione di ricombinazione cDNA gene candidato sotto il controllo del Pdat-1 promotore. Questi plasmidi sono poi microiniettati nel wild-type (N2) vermi, insieme a un marcatore per la trasformazione di successo. Più linee transgeniche stabili produrre la proteina nei neuroni DA candidato si ottengono e poi attraversato in modo indipendente l&#39;alfa-sinucleina ceppo degenerative e valutati per la neurodegenerazione, sia l&#39;animale e il livello di singolo neurone, nel corso del tempo.

Questo video illustra come utilizzare C. elegans per valutare neurodegenerazione dei neuroni dopaminergici come modello per la malattia di Parkinson. Inoltre, gli schermi genetici sono usati per identificare i fattori che o migliorare la degenerazione o sono neuroprotettivi.

L&#39;applicazione di una degenerazione C. elegans Dopamina Saggio Neuron per la convalida dei potenziali morbo di Parkinson geni

I miglioramenti nella diagnosi e nel trattamento della malattia di Parkinson (PD) dipendono dalla conoscenza dei fattori di suscettibilità che rendono le popolazioni...

Nel laboratorio Caldwell, noto anche come Worm Shack, studiamo i meccanismi delle malattie neurologiche in Caenorhabditis elegans. E dopo una lunga giornata di esperimenti fruttuosi, ci premiamo con qualche attività ricreativa. Ciao, sono Adam Knight, studente universitario del laboratorio Calwell del Dipartimento di Scienze Biologiche dell'Università dell'Alabama.Oggi, io e altri mostreremo come eseguire un saggio di degenerazione dei neuroni dopaminergici in C. elegans. Incrocerò una ceppa di vermi con neurodegenerazione dopaminergica con ceppi transgenici che sovraesprimono geni candidati correlati alla malattia e neuroni dopaminergici. Ciao, sono Adam Harrington, studente laureato nel Caldwell Lab.Oggi vi mostrerò come preparare i vermi transgenici per l'analisi dei neuroni dopaminergici. Ciao, sono Shu Amichi e sono uno studente laureato. Qui vi mostrerò come eseguire il saggio dei neuroni dopaminergici di C. elegans, che vengono chiamati ceps e aides.Generalmente, i vermi che esprimono solo GFP nei neuroni dopaminergici non mostrano morte cellulare. Tuttavia, in presenza di CLE, si osserverà una neurodegenerazione dipendente dall'età. Utilizzando questo saggio, un transgene p

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Nella malattia e dei disordini del movimento di Parkinson, in generale, le analisi comportamentali sensibili e affidabili sono essenziali per testare nuove potenziali terapie. Qui, descriviamo una batteria gestibile di prove sensomotorie per i topi che sono sensibili a vari gradi di lesioni al sistema nigrostriatal e utile per gli studi preclinici.

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Qui descriviamo due saggi che sono stati stabiliti per studiare neurodegenerazione età-dipendente di dopaminergici (DA) neuroni...

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Gli isozimi lipossigenasi (LOX) possono generare prodotti che possono aumentare o diminuire la neuroinfiamminazione e la neurodegenerazione. Uno studio di interazione gene-ambiente potrebbe identificare effetti specifici dell'isozima LOX. L'uso del modello 1-metil-4-fenil-1,2,3,6-tetraidropiridina (MPTP) del danno nigrostriatale in due linee transgeniche carenti di isozima LOX consente il confronto del contributo degli isozimi LOX sull'integrità dopaminergica e sull'infiammazione.

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Modellazione di malattie neurodegenerative associate all'età in Caenorhabditis elegans

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In questo articolo, mostriamo come utilizzare un sistema di punteggio a sette punti per quantificare costantemente i cambiamenti nella morfologia del dendrite neurone dopaminergico in C. elegans. Questo sistema è destinato alle analisi di saggi di neurodegenerazione dopaminergica che utilizzano modelli genetici, chimici e basati sull'età di disturbi neurodegenerativi.

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Questo protocollo descrive la coltura cellulare di neuroni dopaminergici del mesencefalo umano, seguita da colorazione immunologica e generazione di profili fenotipici neuronali da immagini microscopiche acquisite ad alto contenuto che consentono l'identificazione di variazioni fenotipiche dovute a modulazioni genetiche o chimiche.

Profilo fenotipico dei neuroni dopaminergici del mesencefalo derivati da cellule staminali umane

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Impara a valutare la degenerazione dei neuroni dopaminergici in C. elegans come modello per il morbo di Parkinson. Questo saggio identifica fattori genetici neuroprotettivi utili per studiare le malattie neurodegenerative.

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