方法論記事

再生医療研究のための水生動物モデル

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DOI:

10.3791/64946

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2023年1月20日

この記事について

要約

議論された記事:

清水、Y.、川崎、T.再生能力の比較分析のためのゼブラフィッシュとメダカを使用した成体視蓋の刺し傷傷害モデル。視覚化された実験のジャーナル。(180)、E63166(2022)。

Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. 成魚の遊泳持久力と遊泳行動の評価.視覚化された実験のジャーナル。(177)、E63240(2021)。

El-Daher, F. et al. ゼブラフィッシュの幼生における脊髄再生を研究するための半自動レーザー誘発傷害の制御。視覚化された実験のジャーナル。(177)、E63259(2021)。

Slater, P. G., Larraín, J. xenopus laevis オタマジャクシの脊髄切断。視覚化された実験のジャーナル。(178)、E63276(2021)。

編集記事

再生は、病気やトラウマ的な出来事によって損傷した臓器、組織、細胞を回復できる、興味深く魅力的な生物学的プロセスです1,2,3。これらの出来事の後、損傷した臓器の移植が患者にとって唯一の救いです 4,5。それにもかかわらず、臓器提供の寿命は短く、さまざまな影響 (痛み、感染症、出血、血栓など) があるため、再生アプローチはこれらの患者の命を救うための潜在的な代替手段となる可能性があります。さらに、過去10年間で、いくつかのモデル生物(例えば、ゼブラフィッシュ、メダカ、アフリカツメガエルなどの水生動物6、7、8、9、10、11、12)を使用して、外傷後の再生プロセスを研究してきました。このコレクションの目的は、水生動物の臓器または組織損傷の標準化されたプロトコルを示し、再生医療でこれらのモデル動物を使用することによって得られる大きな利点を実証することです。

脳の再生を研究するために、Shimizuら13 は、メダカとゼブラフィッシュを比較した脳損傷の興味深いモデルを提案しています。著者らは、神経因性幹細胞ニッチにおける細胞の運命を調査するために、針を使用して成魚の脳に損傷を誘発する方法について説明しました。詳細には、著者らは脳の特定の領域(視神経蓋)に手動で針を挿入し、魚の脳を取り外して固定しました。脳を切片化し(クライオスタットを使用)、これらの切片を使用して特定のマーカー(増殖性または分化性)を検出しました。著者らが説明したアプローチは、メダカとゼブラフィッシュという2つの異なる硬骨魚で結果を生み出した。

脊髄再生については、Burris et al.14 は、無傷のゼブラフィッシュの行動を評価するための独自のプロトコルを説明しています。著者らは、脊髄損傷を負った魚の泳動能力の有意な低下を観察した。興味深いことに、この魚は病変から少なくとも2週間後に徐々に遊泳能力機能を回復しました。ゼブラフィッシュモデルを使用した脊髄再生の研究に貢献したEl-Daherら15 のプロトコルにより、脊髄損傷をより正確に実行することが可能になりました。著者らはレーザーを使用して特定の病変を誘発しました。この方法は、動物と実験の数を増やすことができるという点で、手動アプローチとは異なりました。

硬骨魚や他の水生動物は脊髄損傷後に再生できるため、Slaterら16 は、カエルの動物モデル(アフリカツメガエル)で脊髄を切断するプロトコルを詳細に説明しています。著者らは、手術中にこの動物モデルを管理する方法、術後のケアを提供する方法、および機能テストを実行する方法についての手順も含めています。これらの非哺乳類動物モデルにおける組織再生、特に脳と脊髄を支配する分子メカニズムを分析する継続的な取り組みは、いくつかの疾患の治療のための新しい戦略の開発に役立ちます。

開示事項

著者らは開示するものは何もない。

謝辞

著者には確認がありません。

参考文献

  1. Shvedova, M., Thanapaul, R. J. R. S., Thompson, E. L., Niedernhofer, L. J., Roh, D. S. Cellular senescence in aging, tissue repair, and regeneration. Plastic and Reconstructive Surgery. 150, 4-11 (2022).
  2. Hou, J., Zhou, Q., Zhu, X., Peng, J., Xiong, J. W. Diverse biological and engineering strategies towards organ regeneration. Cell Regeneration. 10 (1), 34(2021).
  3. Shimizu, T. Tissue & organ engineering for regenerative therapy. Arerugi. 66 (1), 32-35 (2017).
  4. Reyes-Acevedo, R., et al. Current state and challenges for organ donation and transplantation in Mexico. Transplantation. 103 (4), 648-650 (2019).
  5. Ricci, S., Cacialli, P. Stem cell research tools in human metabolic disorders: An overview. Cells. 10 (10), 2681(2021).
  6. Cacialli, P., et al. Neuronal expression of brain derived neurotrophic factor in the injured telencephalon of adult zebrafish. The Journal of Comparative Neurology. 526 (4), 569-582 (2018).
  7. Cacialli, P., Lucini, C. Adult neurogenesis and regeneration in zebrafish brain: are the neurotrophins involved in. Neural Regeneration Research. 14 (12), 2067-2068 (2019).
  8. Cacialli, P., et al. A connexin/ifi30 pathway bridges HSCs with their niche to dampen oxidative stress. Nature Communications. 12 (1), 4484(2021).
  9. Watanabe, N., et al. Kidney regeneration through nephron neogenesis in medaka. Development, Growth & Differentiation. 51 (2), 135-143 (2009).
  10. Sekimizu, K., Tagawa, M., Takeda, H. Defective fin regeneration in medaka fish (Oryzias latipes) with hypothyroidism. Zoological Science. 24 (7), 693-699 (2007).
  11. Phipps, L. S., Marshall, L., Dorey, K., Amaya, E. Model systems for regeneration: Xenopus. Development. 147 (6), (2020).
  12. Slater, P. G., Palacios, M., Larrain, J. Xenopus, a model to study wound healing and regeneration: Experimental approaches. Cold Spring Harbor Protocols. 2021 (8), (2021).
  13. Shimizu, Y., Kawasaki, T. Stab wound injury model of the adult optic tectum using zebrafish and medaka for the comparative analysis of regenerative capacity. Journal of Visualized Experiments. (180), e63166(2022).
  14. Burris, B., Jensen, N., Mokalled, M. H. Assessment of swim endurance and swim behavior in adult zebrafish. Journal of Visualized Experiments. (177), e63240(2021).
  15. JoVE. Erratum:Controlled semi-automated laser-induced injuries for studying spinal cord regeneration in zebrafish larvae. Journal of Visualized Experiments. (182), e6497(2022).
  16. Slater, P. G., Larrain, J. Spinal cord transection In xenopus laevis tadpoles. Journal of Visualized Experiments. (178), e63276(2021).

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