Name: キイロショウジョウバエで優しく誘導運動されて: インターバル トレーニングのプロトコル (動画) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-06-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 21 s
Description: 学ぶTreadWheelを用いたキイロショウジョウバエの運動誘導法。遺伝子型や性別、食事との相互作用を考慮し、トリグリセリド蓄積や運動能力を評価することで、代謝健康への運動の影響を解析します。

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

ジュリー Jarnigan、メレディス ・ オーエンス、レイチェルの丘、ブランドン ・ モイエ ・、ローラ Mafla、オリビア魚とフライの飼育および画像処理のリード ラボの残りの部分に感謝したいと思います。ショーン ・ メンデスは、UAB のマシン ショップからの支援を受けて元されてを構築しました。この研究のための資金は、スリランカ ルピーと学部創造ケルと bjw 認定するアラバマの大学で研究院 NIH R01 GM 098856 によって提供されました。

<ol><li>Yanovski, J. A. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25836737">Pediatric obesity. An introduction.</a> Appetite. 93, 3-12 (2015).</li>
<li>Alberti, K. G. M. M., Zimmet, P., Shaw, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Metabolic+syndrome-a+new+world-wide+definition.+A+Consensus+Statement+from+the+International+Diabetes+Federation%5BTitle%5D)+AND+%22Diabetic+Medicine%22%5BJournal%5D)">Metabolic syndrome-a new world-wide definition. A Consensus Statement from the International Diabetes Federation.</a> Diabetic Medicine. 23, 469-480 (2006).</li>
<li>American Diabetes Association. <a target="_blank" href="http://care.diabetesjournals.org/content/39/Supplement_1/S47">6. Obesity Management for the Treatment of Type 2 Diabetes.</a> Diabetes Care. 39, Suppl 1 47-51 (2016).</li>
<li>Bliddal, H., Leeds, A. R., Christensen, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Osteoarthritis%2C+obesity+and+weight+loss%3A+evidence%2C+hypotheses+and+horizons+-+a+scoping+review%5BTitle%5D)+AND+%22Obesity+Reviews%22%5BJournal%5D)">Osteoarthritis, obesity and weight loss: evidence, hypotheses and horizons - a scoping review.</a> Obesity Reviews. 15, 578-586 (2014).</li>
<li>Bray, G. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+epidemic+of+obesity+and+changes+in+food+intake%3A+the+Fluoride+Hypothesis%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol.+Behav%22%5BJournal%5D)">The epidemic of obesity and changes in food intake: the Fluoride Hypothesis.</a> Physiol. Behav. 82, 115-121 (2004).</li>
<li>O'Rahilly, S., Farooqi, I. S. <a target="_blank" href="http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/361/1471/1095.short">Genetics of obesity.</a> Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 361, 1095-1105 (2006).</li>
<li>Kenkre, J., Tan, T., Bloom, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Treating+the+obese+diabetic%5BTitle%5D)+AND+%22Expert+Rev+Clin+Pharmacol%22%5BJournal%5D)">Treating the obese diabetic.</a> Expert Rev Clin Pharmacol. 6, 171-183 (2013).</li>
<li>Fiuza-Luces, C., Garatachea, N., Berger, N. A., Lucia, A. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/23997192">Exercise is the Real Polypill.</a> Physiology. 28, 330-358 (2013).</li>
<li>Matos, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Acute+exercise+reverses+TRB3+expression+in+the+skeletal+muscle+and+ameliorates+whole+body+insulin+sensitivity+in+diabetic+mice%5BTitle%5D)+AND+%22Acta+Physiologica%22%5BJournal%5D)">Acute exercise reverses TRB3 expression in the skeletal muscle and ameliorates whole body insulin sensitivity in diabetic mice.</a> Acta Physiologica. 198, 61-69 (2010).</li>
<li>Mercken, E. M., Carboneau, B. A., Krzysik-Walker, S. M., de Cabo, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Of+mice+and+men%3A+The+benefits+of+caloric+restriction%2C+exercise%2C+and+mimetics%5BTitle%5D)+AND+%22Ageing+Research+Reviews%22%5BJournal%5D)">Of mice and men: The benefits of caloric restriction, exercise, and mimetics.</a> Ageing Research Reviews. 11, 390-398 (2012).</li>
<li>Mendez, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+TreadWheel%3A+A+Novel+Apparatus+to+Measure+Genetic+Variation+in+Response+to+Gently+Induced+Exercise+for+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">The TreadWheel: A Novel Apparatus to Measure Genetic Variation in Response to Gently Induced Exercise for Drosophila.</a> PLoS ONE. 11, 0164706(2016).</li>
<li>Piazza, N., Gosangi, B., Devilla, S., Arking, R., Wessells, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exercise-Training+in+Young+Drosophila+melanogaster+Reduces+Age-Related+Decline+in+Mobility+and+Cardiac+Performance%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Exercise-Training in Young Drosophila melanogaster Reduces Age-Related Decline in Mobility and Cardiac Performance.</a> PLoS ONE. 4, 5886-5911 (2009).</li>
<li>Graham, P., Pick, L. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5444297/">Drosophila as a Model for Diabetes and Diseases of Insulin Resistance.</a> Fly Models of Human Diseases. 121, 397-419 (2017).</li>
<li>Reed, L. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Genotype-by-Diet+Interactions+Drive+Metabolic+Phenotype+Variation+in+Drosophila+melanogaster%5BTitle%5D)+AND+%22Genetics%22%5BJournal%5D)">Genotype-by-Diet Interactions Drive Metabolic Phenotype Variation in Drosophila melanogaster.</a> Genetics. 185, 1009-1019 (2010).</li>
<li>Watanabe, L. P., Riddle, N. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+the+Rotating+Exercise+Quantification+System+%28REQS%29%2C+a+novel+Drosophila+exercise+quantification+apparatus%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">Characterization of the Rotating Exercise Quantification System (REQS), a novel Drosophila exercise quantification apparatus.</a> PLoS ONE. 12, 0185090(2017).</li>
<li>Tinkerhess, M. J., Ginzberg, S., Piazza, N., Wessells, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endurance+training+protocol+and+longitudinal+performance+assays+for+Drosophila+melanogaster%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Endurance training protocol and longitudinal performance assays for Drosophila melanogaster.</a> J Vis Exp. , (2012).</li>
<li>Tinkerhess, M. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((The+Drosophila+PGC-1%CE%B1+Homolog+spargel+Modulates+the+Physiological+Effects+of+Endurance+Exercise%5BTitle%5D)+AND+%22PLoS+ONE%22%5BJournal%5D)">The Drosophila PGC-1α Homolog spargel Modulates the Physiological Effects of Endurance Exercise.</a> PLoS ONE. 7, 31633(2012).</li>
<li>Sujkowski, A., Bazzell, B., Carpenter, K., Arking, R., Wessells, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Endurance+exercise+and+selective+breeding+for+longevity+extend+Drosophila+healthspan+by+overlapping+mechanisms%5BTitle%5D)+AND+%22Aging%22%5BJournal%5D)">Endurance exercise and selective breeding for longevity extend Drosophila healthspan by overlapping mechanisms.</a> Aging. 7, 535-552 (2015).</li>
<li>Tjønna, A. E., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18606913">Aerobic Interval Training Versus Continuous Moderate Exercise as a Treatment for the Metabolic Syndrome: A Pilot Study.</a> Circulation. 118, 346-354 (2008).</li>
<li>Ciolac, E. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+high-intensity+aerobic+interval+training+vs.+moderate+exercise+on+hemodynamic%2C+metabolic+and+neuro-humoral+abnormalities+of+young+normotensive+women+at+high+familial+risk+for+hypertension%5BTitle%5D)+AND+%22Hypertension+Research+2010+33%3A8%22%5BJournal%5D)">Effects of high-intensity aerobic interval training vs. moderate exercise on hemodynamic, metabolic and neuro-humoral abnormalities of young normotensive women at high familial risk for hypertension.</a> Hypertension Research 2010 33:8. 33, 836-843 (2010).</li>
<li>Watanabe, L. P., Riddle, N. C. <a target="_blank" href="https://www.jove.com/video/57751/measuring-exercise-levels-drosophila-melanogaster-using-rotating">Measuring exercise levels in Drosophila melanogaster using the Rotating Exercise Quantification System (REQS).</a> J Vis Exp. , (2018).</li>
<li>Gargano, J., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Rapid+iterative+negative+geotaxis+%28RING%29%3A+a+new+method+for+assessing+age-related+locomotor+decline+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22Experimental+Gerontology%22%5BJournal%5D)">Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila.</a> Experimental Gerontology. 40, 386-395 (2005).</li>
<li>Schneider, C. A., Rasband, W. S., Eliceiri, K. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((NIH+Image+to+ImageJ%3A+25+years+of+image+analysis%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Methods+2012+9%3A7%22%5BJournal%5D)">NIH Image to ImageJ: 25 years of image analysis.</a> Nature Methods 2012 9:7. 9, 671-675 (2012).</li>
<li>Hammond, J. B. W., Kruger, N. J. <a target="_blank" href="http://www.springer.com/us/book/9780896031265">New Protein Techniques</a>. 3, 25-32 (1988).</li>
<li>Mackay, T. F. C., et al. <a target="_blank" href="https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/22318601">The Drosophila melanogaster Genetic Reference Panel.</a> Nature. 482, 173-178 (2012).</li>
<li>Miquel, J., Lundgren, P. R., Bensch, K. G., Atlan, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+temperature+on+the+life+span%2C+vitality+and+fine+structure+of+Drosophila+melanogaster%5BTitle%5D)+AND+%22Mechanisms+of+Ageing+and+Development%22%5BJournal%5D)">Effects of temperature on the life span, vitality and fine structure of Drosophila melanogaster.</a> Mechanisms of Ageing and Development. 5, 347-370 (1975).</li>
<li>Berlandi, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Swing+Boat%3A+Inducing+and+Recording+Locomotor+Activity+in+a+Drosophila+melanogaster+Model+of+Alzheimer%27s+Disease%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Behav+Neurosci%22%5BJournal%5D)">Swing Boat: Inducing and Recording Locomotor Activity in a Drosophila melanogaster Model of Alzheimer's Disease.</a> Front Behav Neurosci. 11, 159(2017).</li>
<li>Leng, S. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((ELISA+and+Multiplex+Technologies+for+Cytokine+Measurement+in+Inflammation+and+Aging+Research%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journals+of+Gerontology+Series+A%3A+Biological+Sciences+and+Medical+Sciences%22%5BJournal%5D)">ELISA and Multiplex Technologies for Cytokine Measurement in Inflammation and Aging Research.</a> The Journals of Gerontology Series A: Biological Sciences and Medical Sciences. 63, 879-884 (2008).</li>
<li>Ja, W. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Prandiology+of+Drosophila+and+the+CAFE+assay%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Prandiology of Drosophila and the CAFE assay.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 104, 8253-8256 (2007).</li>
<li>Chiu, J. C., Low, K. H., Pike, D. H., Yildirim, E., Edery, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assaying+locomotor+activity+to+study+circadian+rhythms+and+sleep+parameters+in+Drosophila%5BTitle%5D)+AND+%22J+Vis+Exp%22%5BJournal%5D)">Assaying locomotor activity to study circadian rhythms and sleep parameters in Drosophila.</a> J Vis Exp. , (2010).</li>
<li>MÖlich, A. B., FÖrster, T. D., Lighton, J. R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hyperthermic+Overdrive%3A+Oxygen+Delivery+does+Not+Limit+Thermal+Tolerance+in+Drosophila+melanogaster%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Insect+Science%22%5BJournal%5D)">Hyperthermic Overdrive: Oxygen Delivery does Not Limit Thermal Tolerance in Drosophila melanogaster.</a> Journal of Insect Science. 12, 1-7 (2012).</li>
<li>Long, A. D., Macdonald, S. J., King, E. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissecting+complex+traits+using+the+Drosophila+Synthetic+Population+Resource%5BTitle%5D)+AND+%22Trends+in+Genetics%22%5BJournal%5D)">Dissecting complex traits using the Drosophila Synthetic Population Resource.</a> Trends in Genetics. 30, 488-495 (2014).</li>
</ol>

著者が明らかに何もありません。

ここで詳細な運動プロトコルはショウジョウバエの穏やかな運動を正常に刺激することが示されているし、11の設定に制御室における耐久性運動をシミュレートするために使用することができます。最初されて概念を開発するとき我々 は同様に実行する変更可能性がある商品を考慮することに注意してください (例えば、研究室ロティサリー)。しかし、我々 最終的に拒否このアプローチは、業務用機器が十分に低い回転速度 (4 回転) を持っていなかったし、高スループット サンプルの生成のための十分なバイアル容量に欠けていたので特注デザインの選択。
TW のプロトコル自体は、研究のトピックの広い範囲を網羅する調整できます。たとえば、頻度とハエの運動体制の期間の調整を受けるワークアウトの強度を変更できます。長い 1 週間以上または他の年齢層のプロトコルを拡張すると、高齢化と様々 な加齢に伴う疾患の運動の効果を研究することが可能なります。拡張運動アプローチが実装されている場合、週に少なくとも 1 つの残りの日する必要がありますに追加することにより回復するをお勧めします。連続して毎日運動12を使用するそれらの政体より回復日が含まれて政権で増加するパフォーマンスと改善が示されました。また、回転運動に慣れ、長時間連続の練習問題11後に発生するので練習試合の長さ過去 30 分の延長に反対注意して欲しい。我々 はまた、TW11の活動レベルを維持するためにハエのモチベーションの遺伝の変化を観察しました。したがって、長い発作が必要な場合は、TW の概念の彼らの変更を記述する渡辺と謎の15,21によって表されるハエの活動レベルを監視することを検討してください。様々 なことができる他の要因で、温度と睡眠・覚醒パターンも飛ぶ動きの26,27に影響する示されています。
中と運動の後成的変化を解明する可能性と同様、生理学的な行動、および分子レベルでの運動の効果に対処するためのプロトコル完了後利用可能な解析の茄多があります。さらに運動効果を探索するメジャーを使用できます追加代謝アッセイ (例えばブドウ糖、グリコーゲン、蛋白質)、心機能、炎症反応は、飛ぶ生理・体組成12,14 ,24,28。カフェ アッセイ29またはアクティビティ監視デバイス12,15 のようなツールを使用して、運動の誘導、食行動、自発運動と睡眠の変化などに関連付けられているさまざまな行動の変化を測定できます。 ,30。における遺伝子発現と細胞呼吸運動に起因する変更はまた qRT PCR11と呼吸の31のようなメソッドを使用して定量化することができます。最後に、ショウジョウバエはあるショウジョウバエ遺伝学参照パネル 2 と研究者を実行するプラットフォームを提供するショウジョウバエの合成人口リソースなどの貴重な遺伝資源量的な遺伝学研究25,32。これらのツールは、運動と食事に関連する候補遺伝子を識別するために、ゲノムワイド関連研究と量的形質遺伝子座のマッピングなどのマッピング実験を有効にします。
されてを使用して完了の研究は、平均して、運動減少する体重、合計トリグリセリドのストレージ、およびグリコーゲン、蛋白質含有量の増加とパフォーマンス11を登山中を示した。さらに、性別や体重と同様、トリグリセリド、タンパク質、グリコーゲン、グルコースおよび活動レベル11,15遺伝子型間で行使する変数の回答でした。運動し、食事の遺伝子型と性別間での応答の変動を解釈するために挑戦できるし、時、直感的、それを反映している自然集団で観測された実際の生体変化の源。モデル有機体のこれらの要因をテストすることによって様々 な貢献の要因の相対的な役割を disentangling を容易にするツールを我々 の能力に重要になります、メッツの率が高いに貢献する要因の多様性を理解することを目指していきますパーソナライズされた予防と治療介入を開発。運動の効果を評価するには、これらの要素とやり取りする方法の各は、実験を行うとの結論を導き考慮されなければなりません。
TW は、他のほとんどのフライ運動マシンのようなフライの動きを数値化する能力が制限されます。最近では、渡辺と謎は、回転運動の定量化システム (リクエスト)、監視ユニット (LAM25H) ショウジョウバエ監視システム シリーズ15,21からアクティビティに変更 TW バックボーンを開発しました。TW のようなこのシステムは、LAM25H アームを使用して追跡し、飛ぶ活動を定量化しながら運動を優しく誘導する回転運動を使用しますが、TW15よりバイアル (32 本) のより小さい数を保持しています。高スループット運動研究活動定量化が必要か、必要でない場合、TW は大きいサンプル番号に対してできます。TW のデザインは、バイアルの大きい数を収容する、現在のフォームから変更でした。運動はショウジョウバエの達成だけでなく生理・分子反応の様々 な身体活動の効果を決定する研究もできる、確立を助けた他の既存の行使の方法と共に、このシステム11,12,15。したがって、TW、ハエ、穏やかな運動を誘導する実績のあるメソッドとして使用できます多種多様な生物の質問を調査します。

幼年期および大人の肥満は、高カロリーの食事を消費し、インスリン抵抗性、慢性炎症、変形性関節症など、深刻な長期的な結果につながることができる時間の長時間のアイドル文化の流行を成長しています。1,2,3,4. これらの疾患の有病率は、カロリー摂取量、脂肪、糖、および主に坐った生活様式5の高消費に起因する支出の成長の不均衡が原因上昇し続けています。同様に、このエネルギーの不均衡は、タイプ 2 糖尿病 (2 型糖尿病) と心血管疾患 (CVD)5の場合の増加につながっています。個人は、彼らは、メタボリック シンドローム (MetS) 症状が、腹部の肥満と高脂血症の2疾患と診断されている場合の両方の疾患の発症リスクが高い。メッツが遺伝子とダイエットなど様々 な環境要因の複雑な相互作用によって形作られて練習6.したがって、この複雑な病気の基になるメカニズムの完全な理解を得るためにこれらすべての要因見なす必要があります。
メッツとの闘いになると、医師はまず食べて健康的なバランスのとれた食事と身体活動2,7、8を含むライフ スタイルの変化をお勧め。薬理学的、外科的介入、重症および3 これらのライフ スタイルの変化との組み合わせでのみ推奨のみ有効な薬物が限られている胃のバイパス手術は高価な生涯医療監視が必要ですので ,7,8。ような運動やダイエット、生活習慣介入することができます生成し、長期的な減量の目標を維持、これらの是正措置し、メッツに関連付けられている負の影響を完全に改善するかどうか必要がありますさらに勉強を7、 8。
マウス モデルは年の運動の代謝性疾患に及ぼす影響を調べるに使用されています。しかし、メッツの研究を飛ぶ運動の導入は比較的最近の努力9,10、11,12です。ハエ管理されたラボ設定で運動を勉強する最適な手段を提供するので、簡単に操作することが、寿命が短い、安価を維持するため、エネルギー関連の代謝経路は高度にショウジョウバエの間保存と人間13。キイロショウジョウバエのゲノムがよく特徴付けられる、および様々 な遺伝子と調節することができる遺伝子型-環境の相互作用に洞察力を提供できるショウジョウバエで使用可能な豊富な遺伝学のツールがある、個体の健康14に対する運動の効果。
ショウジョウバエの行使の現在のメソッドを呼び出すはえの生得的な負の走傾向、行動の本能に登っていく、そのエンクロージャ11,12,15 内大人で登山を刺激するには.力タワー、ハエ、運動を刺激する 1 つの方法体系的に垂直方向に飛ぶエンクロージャを発生させ、それらバック ベンチ表面に効果的にバイアルの底にハエをたたくこうして彼らの本能的な負の走を誘導12,16. このマシンを使用しての実験, 運動は cvd 法と、2 型糖尿病などを含む多くの年齢関連の病気に対する強力な防御因子と健康加齢12,17,18 を促進します。.具体的には、彼らは運動することができますハエの移動性の加齢に伴う低下の発症を減らすと心機能などの複数の加齢に伴う症状を改善し、ストレス応答17,18ことを示した。ただし、コントロールよりこれらの体験マシン、反復的な滴の力は、ハエを傷つける可能性があります示唆とモビリティ12に影響を与える登山得点は高かった塔に決して飛ぶ。より少なく説得力がある、物理的な外傷の原因を回避する運動を誘導する方法が力タワー プロトコル16に役に立つ、相補的な方法であることが示唆されました。
ショウジョウバエでは、運動を優しく誘導する我々 はされて. (図 1) と呼ばれる運動マシンを開発しました。(今後 TW と略すの) されて回転運動は常に順番に、ハエで登山を刺激する、バイアルの重力のトップの再定義によってハエの生得的な負の走傾向をトリガーします。他のメソッドとは異なり、TW の回転運動は本質的に穏やかな発生して、結果に影響を与える可能性があります追加のストレスを最小限に。したがって、マシンはメタボリック健康 (図 2)、加齢、睡眠、および他の多くのトピック11の運動の効果を研究する研究者を可能にするストレスを誘発することがなく大量のハエの運動を誘導するための手段を提供します。
私たちのメソッド、次の逆ピラミッド型、インターバル トレーニングのプロトコル、いくつかの持久力訓練 (AIT) 好気性の間隔の側面を大きく取り入れたトレーニングします。標準の AIT 政権は、このプロトコルの持久力を促進するために 5 日間にわたって各間隔の時間を徐々 に増やすことで変更されます。AIT では、メッツの他の介入方法を基準にして予防に特に有用されている、連続運動19,20よりメタボリック シンドロームの共通のリスク要因を逆転させることでより効果的であった。ただし、発電塔の相対的な TW の不利な点はハエより迅速に回転運動に慣らす、ハエの中で慣らす先天的な傾向の変化、運動の利点の解釈が複雑に従って。11渡辺と謎の15との相補的な記事21はこの制限をエレガントなソリューションについて説明します。

<table><tbody><tr><td>トレッドホイール構造のための材料:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ヘビーデューティ振動減衰レベリングマウント</td><td>McMaster-Carr</td><td>60855K71</td><td>数量:4</td></tr><tr><td>ステンレス鋼ボールベアリング</td><td>McMaster-Carr</td><td>57155K306</td><td>数量:8</td></tr><tr><td>プラグイン電圧変圧器(500MA、120VAC入力、24VAC出力)</td><td>McMaster-Carr</td><td>70235K16</td><td>数量:1</td></tr><tr><td>コンパクトスクエアフェースDCギアモーターMcMaster-Carr</td><td></td><td>6409K23</td><td>数量:1</td></tr><tr><td>ツールホルダー(クランプ)</td><td>McMaster-Carr</td><td>1723A22</td><td>数量:5 (10x)</td></tr><tr><td>12L14炭素鋼タイトトレランスロッド</td><td>McMaster-Carr</td><td>5227T24</td><td>数量:1</td></tr><tr><td>セットスクリューシャフトカラー</td><td>McMaster-Carr</td><td>6432K13</td><td>数量:8</td></tr><tr><td>ラウンドベルトプーリー</td><td>McMaster-Carr</td><td>6284K51</td><td>数量: 5</td></tr><tr><td>ダーツ コントロール &ndash; 25 最大 RPM、電気 AC DC モーター</td><td>McMaster-Carr</td><td>13DV 1A</td><td>数量: 1</td></tr><tr><td> フライ メンテナンスおよび畜産用材料</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>6 oz スクエア ボトム ボトル (ポリプロピレン)</td> <td>ジェネシー サイエンティフィック</td><td>32-130</td><td>数量: 1</td></tr><tr><td>35x10mm ペトリ皿</td><td>VWR</td><td>82050-536</td><td>数量:1</td></tr><tr><td>ナローショウジョウバエバイアル</td><td>Genesee Scientific</td><td>32-116</td><td>数量:1</td></tr><tr><td>Flystuff Flypad</td><td>Genesee Scientific</td><td>59-114</td><td>数量:1</td></tr><tr><td>ブローガン、ミニ</td><td>Genesee Scientific</td><td>54-104</td><td>数量:1</td></tr><tr><td>RING様アッセイ用材料:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>ImageJソフトウェア</td><td>NIH</td><td>の https://imagej.nih.gov/ij/</td> <td>量:1</td></tr><tr><td>1 cMのグラフ用紙または描かれた格子(少なくとも20 cM x 30 cM)</td><td>さまざまな</td><td></td><td>量:</td></tr><tr><td>タイマーが付いているデジタルカメラかカメラタイマーappが付いているスマートフォン</td><td>1つ いろいろ</td><td></td><td>量:</td></tr><tr><td>1トリグリセリドの試金のための材料:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>デュワーFlask</td><td>VWR</td><td>14200-960</td><td>数量:1</td></tr>血清<tr><td>トリグリセリド測定キット</td><td>シグマアルドリッチ</td><td>TRO100</td><td>数量:1</td></tr>コード<tr><td>レス乳棒モーターVWR</td><td></td><td>47747-370</td><td>数量:1</td></tr>乳<tr><td>棒</td><td>VWR</td><td>47747-358</td><td>数量:1</td></tr></tbody></table>

キイロショウジョウバエで優しく誘導運動されて: インターバル トレーニングのプロトコル

The TreadWheel: Interval Training Protocol for Gently Induced Exercise in Drosophila melanogaster

複雑な代謝性疾患の発生率が増加カロリー摂取量低下の活動レベルのライフ スタイルに向けて広範な転移の結果として増加しています。これらの多因子性の疾患は、遺伝・環境・行動の要因の組み合わせから生じる。1 つそのような複雑な病気、メタボリック シンドローム (メッツ)、代謝性疾患、高血圧、高血糖、腹部肥満などのクラスターであります。運動と食餌療法の介入は、肥満とその後続の代謝性疾患を軽減するために医師によって推奨されて主要な治療です。特に好気性のインターバル トレーニング、運動介入は、タイプ 2 糖尿病 (2 型糖尿病)、心血管疾患 (CVD)、およびその他の条件の共通のリスク要因に良好な変化を刺激します。証拠の流入とモデル運動制御の設定でシステム実験における運動の効果を評価するための貴重なツールを提供しています確立する代謝の健康は治療効果の運動を記述します。キイロショウジョウバエは、運動介入に起因する生理・分子の変化を調査するための素晴らしいツールです。ハエ短い寿命および人間と比較した場合の栄養素の代謝の同様のメカニズムがあります。ショウジョウバエの運動を誘導して、登山を優しく誘導するはえの生得的な負の走傾向を生かしたされてと呼ばれるマシンを開発しました。これにより、代謝健康に及ぼす運動の基礎となる遺伝子型-環境の相互作用を理解する遺伝的多様なハエの大規模コホートで実験を行う研究者。

個人の全体的な代謝の健康に寄与する要因を識別するに特に興味を持っております。以前、遺伝子型によって食の相互作用が代謝の特徴14の人口レベルの変動に大幅に貢献することが分かった。これは、各遺伝子型の応答ユニークで複雑な方法で環境の違いを意味します。物理的な練習を含めて遺伝子型と環境によって効果に私たちの仕事を拡張するため、されてを開発した、高スループット方法訓練 (AIT) 好気性の間隔に遺伝子型の大規模な番号を公開することが可能であります。
代謝の特徴かどうか、TW の運動に影響するには、トリグリセリドのストレージを測定したオレゴン-R (動体) と y1w1ハエ、一般的な野生型のハエ (図 2B-C) とハエのに対してこれらの値を正規化当初メンデスらに報告された蛋白質の集中11. 多変量分散分析 (実質的) 会計遺伝子型、セックス、運動治療 (とその相互作用) および時間の複製や食品など実験的ブロック効果バイアルおよび重要があったことが判明して、データ分析を行った遺伝子型によって運動の相互作用 (p = 0.0017) トリグリセリドのストレージに影響を与えます。男性と女性 (p &lt; 0.0001) よりもより多くのトリグリセリドを格納する男性と女性の間に性的に二形の影響があった。私たちは女性で行使ハエでの未行使の同等より大幅に低いトリグリセリドのレベルがあったことを見た (図 2B、 p &lt; 0.0001)。男性、オレゴン-R にみられるトリグリセリドのストレージの減少を行使 (コントロール) と比較するとハエはなかった統計的に有意な 2 つの別々 の行 (図間トリグリセリドのストレージに有意差は認め2C、 p &lt; 0.0001)。組成比全体的なハエの体内の洞察力は、タンパク質濃度に対するトリグリセリド濃度を標準化、ハエの異なるグループ間で直接中性脂肪やタンパク質濃度の比較することができます提供も注意してください。これらの表現型の練習の効果について個別に。
セックス、アダルト運動のような変数およびトリグリセリドのストレージに影響を与える遺伝子が表示されます、ので、これらの要因はまた他の表現型に影響を与えるし、ダイエットとの対話が必要です。我々 は 1 週間 (図 2A) の代表的な野生型のショウジョウバエの遺伝的参照パネル ライン (DGRP 153)25が高脂肪または通常の食事と大人のハエの誘導運動から幼虫を発生します。その後、クライミング能力を計測するリングのような否定的な走アッセイを行った。登山のアッセイに使用異なっていたリングの標準的な試金;リング装置の代わりにバイアルの開口部を覆っているパラフィン フィルムは家のハエ分析中に使用されました。オリジナル リング アッセイ、バイアルの底にハエをタップし、写真を撮るまでの時間などの他の側面は、剰余金22でした。
すべての治療は時間の複製と治療につき 59 個々 のはえの最小値と別々 に 3 回を繰り返した。データ ダイエット、遺伝子型、セックスの実質的会計によって分析された、時間複製、試金瓶とバイアル アッセイ複製の実験的ブロック効果だけでなく、治療 (とその相互作用) を行使します。行使女性が有意に高く登ったことがわかった (p &lt; 0.005) 女性治療 (図 2D) のどれよりも高脂肪食で飼育した場合。男性は、運動は、通常国会で提起された男性と有意に亢進 (図 2E) 高脂肪の食事で育った人を登山のみ改善された見られました。また重要な性的に二形の効果がわかった (p &lt; 0.0001) で男性が女性よりも高い登山とクライミングします。登坂能力は、通常の食事を消費する女性のための DGRP 153 行 (図 2D) から次の女性のための運動の低下の意外な結果 (p &lt; 0.0001) のこのタイプの練習ができない場合がありますどのように例です、すべての遺伝子型の一様に肯定的な介入および他の環境要因に依存することができます。メンデスらに11、通常提起されている後の上昇性能をテスト 4 の他の遺伝子のラインから女性はダイエット運動トレーニングで強化された登山能力を示したすべてです。これは DGRP 153 の観測は遺伝子多型と TW 運動治療の全般的なプロパティではなく、示唆しています。セックス、ダイエット、運動治療群、応答の可変性は、線の登坂力に影響を与えるセックスでダイエットで運動の交互作用が有意があることを示す (p &lt; 0.0001)。
一緒に取られて、結果は大人のフライのメタボリック健康の運動の影響がセックス、遺伝子型、幼虫の食の機能をすることができますを示します。遺伝子への応答において表現型の変化を観測 (例えば食事と運動)、環境変数とセックスもで観察されている他研究11,12,14,15。したがって、TW とショウジョウバエはメタボリック健康を形成遺伝と環境の要因を解明するための強力な戦略をすることができます。
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57788/57788fig1.jpg"> 図 1:、されてエクササイズ マシン。(A) 機械 48 バイアルを保持し、変速機能を持っています。ここで 4 回転で実験を行った。実験のハエを含む (B) 個々 の食品容器は回転車軸に取り付けブラケットにスナップされました。バイアルの間の距離 (C) プラグと食品運動バイアルおよび制御瓶用 1 cm 6 cm であった。バイアルは、運動のマシンに配置されました。(D) 5 日間逆ピラミッド運動政権は、成虫を行使する使用されました。毎日、追加 5 分追加されたモデルは持久力、運動強度を徐々 にランプに運動発作の 1 つにインターバル トレーニング。この図は、メンデスらから変更されています。11.<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/57788fig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/57788/57788fig2.jpg"> 図 2: 視覚的方法と代表的な結果。(A) 幼虫食事と大人の運動の相互作用をテストする方法。幼虫は高脂肪または通常所ダイエットで発生され、羽化時に通常の食品に切り替え。成虫がセックスで区切られ、実験グループに配置、5 日連続の行使。その後、アッセイを登ってリングのような否定的な走を行った、ハエが中性脂肪測定用凍結されました。代表的なトリグリセリドのデータが表示されます 2 つの遺伝子のライン、オレゴン州 R および y1w1 (B) と (C) の男性。すべてのハエは、普通の食事で飼育され、成人で行使。別の文字のレベルが大幅に異なる (p &lt; 0.05)ホックを投稿スチューデントのtを使用して-をテストします。この図は、メンデスらで報告されるデータのサブセットを含む11. DGRP 153 行女性 (D) と (E) 男性の代表的な登山データが表示されます。各ポイントは、3 つの独立した時間点にわたって 232 以上の個人の平均登坂性能を表します。誤差範囲は、1 つの標準エラーを示しています。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/57788fig2large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
<img alt="Supplemental Figure 1" src="/files/ftp_upload/57788/57788supfig1.jpg"> 補足図 1: されての詳細な概略図。(A) 構造の図、デュアル バイアル クランプ バイアルをマシンに接続するために使用します。(B) 回転駆動装置の内部ビュー。(C) マシンの前面の平行投影。<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/57788supfig1large.jpg" target="_blank">この図の拡大版を表示するのにはここをクリックしてください</a>。
補足コード ファイル: TreadWheel.skp<a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/57788/TreadWheel.skp" target="_blank">このファイルをダウンロードするここをクリックしてください</a>。

されては、そっとハエの生得的な負の走を利用して大人のショウジョウバエの運動を誘導するために回転運動を使用します。代謝状態を評価する練習および遺伝子型、セックス、ダイエット、生理・分子アッセイへの影響などの要因間の相互作用の解析が可能です。

The incidence of complex metabolic diseases has increased as a result of a widespread transition towards lifestyles of increased caloric intake and ...

この方法は、運動のような特定のライフスタイル介入が特定の個人に利益をもたらすかどうかを判断するなど、代謝研究の分野における重要な質問に答えるのに役立ちます。多くの場合、この方法に不慣れな個体は、最初の幼虫の識別に苦労します。鍵は、卵とほぼ同じサイズの幼虫を集めることです。この手法の主な利点は、多くの実験条件や遺伝子型にわたる運動の影響を評価するために使用できることです。まず、実験グループごとに敷設チャンバーを組み立てます。リンゴジュース寒天プレートにイーストペーストを少し塗り、プレートを6オンスのペットボトルに固定します。りんごジュース寒天プレートは、店で購入したりんごジュースに3%寒天溶液を作ることによって作られます。そして、壁の3/4の道の35×10ミリメートルの皿を埋めます。イーストペーストは、市販の活性ドライイーストを水と混合して、酵母1グラムあたり約2ミリリットルの蒸留水の割合で作られます。ペーストをゆるく覆ってガス抜きし、各プレートに約3mmの小滴を塗ります。ポリプロピレン製のボトルは、換気のために小さな穴を開けて準備する必要があります。チャンバーのコンポーネントを準備した後、大人へのロードに進みます。目的の遺伝子型の成虫がすべてボトルに入ったら、ボトルをプレートでキャップし、アセンブリを輪ゴムで固定します。産卵室に十分な数の成虫ハエを確保するには、計画された実験の数世代前から個体数の構築を開始する必要があるでしょう。次に、リンゴジュースの寒天プレートを1日2回、朝と夕方に1回交換します。次に、卵を採取したプレート上で12〜24時間、最初の幼虫に成長させます。これらの幼虫を収集するには、細い絵筆または柔軟な細い針とハンドルから作られたピックを使用します。各実験グループについて、50匹の初齢幼虫を生鮮食品のバイアルに移し、成虫になるまで成長させます。複製ごとに十分な幼虫を収集できることを確認するには、必要な数を得るために幼虫を効率的に収集できる研究者がいることを確認してください。蛹化したら、最初に小さな湿った絵筆を使用して蛹を濡らして蛹を収集します。次に、へらでバイアルの側面から蛹をそっとすくい取ります。蛹を空のバイアルに入れます。次に、閉塞時に、成虫を標準的な食品バイアルに移します。.卵後1〜5日で、性別に基づいてハエを分離し、各性別を実験的グループと制御されたグループの2つのグループに分けます。バイアルあたり50ハエで成虫を維持します。2日ごとに生きた酵母と一緒にハエに新鮮なバイアルを与えます。生酵母の補給なしで成虫を維持することは可能ですが、サプリメントを使用すると成虫のパフォーマンスが向上することがわかりました。生酵母の補給は、研究者が特定の研究目標に合わせて変更できる変数です。エクササイズデバイスは、可変速モーターで駆動するシンプルなベルトとプーリーシステムを使用しています。エクササイズデバイスを使用する前に、取り付けられているバイアルをすべて取り外し、電源を使用してモーター速度を調整し、全回転期間が15秒になるようにします。回転速度を合わせるには、小さな絵筆をモーターカバーに取り付け、ブラシを回転ブラケットの1つに接触するように配置します。次に、ブラシとブラケットの接点を毎分数えて、回転回数を計ります。キャリブレーションされたマシンを使用して、エクササイズの初日(通常は月曜日)に進みます。バイアルプラグをバイアルに押し込みます。ハエをコントロールバイアルに1センチメートル、エクササイズバイアルに6センチメートルのスペースを残します。次に、バイアルをクランプに入れ、10分でハエを順応させます。運動装置は最大48本のバイアルを保持できます。室温は数日間の手順を通じて一定に保つか、必要に応じて運動装置をインキュベーターに収めることができます。実験デザインは、週に5日間連続して運動することで構成されています。各運動日には、運動と休息の交互の期間が含まれています。毎日、運動時間の1つに5分が追加され、週5日の労働時間で、4つの運動時間すべてが5分増加します。ハエが慣れたら、最初の運動期間を開始します。マシンを15分間実行します。5分間の期間間休息中に、バイアルをクランプに置いておきます。運動の4サイクル目が完了したら、フードバイアルプラグを通常の位置に戻し、ハエをインキュベーターに戻します。TreadWheelでの運動が代謝形質に影響を与えるかどうかを確立するために、オレゴンRと黄色の1匹の白いハエのトリグリセリド貯蔵を測定し、ハエのタンパク質濃度に対して正規化しました。統計解析により、運動相互作用がトリグリセリドの貯蔵に影響を与える有意な遺伝子型が明らかになりました。また、男性は女性よりも多くのトリグリセリドを貯蔵するという有意な性的に二形性の影響もありました。運動したハエの雌は、運動していないハエよりもトリグリセリドレベルが有意に低かった。これは男性では観察されませんでした。次に、ハエを可変食餌で飼育し、運動療法を行い、RINGのような陰性ジオタキシスアッセイでテストしました。女性は、高脂肪食で育てられた場合、他のどの治療よりも有意に高く上昇しました。男性の場合、運動がクライミングを改善するのは、通常の食事で育てられたときだけでした。高脂肪食は効果がありませんでした。興味深いことに、DGRP 153ラインの女性は、通常の食事で育てられた場合、運動後のクライミングパフォーマンスが低下しました。したがって、運動はすべての遺伝子型に対して一様に肯定的な介入であるとは限らない。この手順に続いて、血リンパグルコースアッセイや寿命分析などの他の方法を実行して、II型糖尿病または長寿に対する運動の影響を評価できます。この技術により、遺伝学と代謝の分野の研究者は、モデル生物であるショウジョウバエの代謝健康維持における運動の役割を探求することができます。

the-treadwheel-interval-training-protocol-for-gently-induced-exercise

Research

JoVE Journal

Genetics

遺伝学

アダルトキイロショウジョウバエのロコモーションの高解像度のビデオトラッキング

我々は、重要な遺伝的モデル生物種の最初の持久力トレーニングのプロトコルについて説明します。...

キイロショウジョウバエのための持久力トレーニングのプロトコルと縦パフォーマンスアッセイ

このビデオでは、自由に歩くハエを追跡して一般的な移動能力を評価する方法を説明しています。注目のプロトコルは、ビデオ追跡ソフトウェアを使用したアッセイのセットアップとデータ解析を示しています。...

自由に歩くハエの追跡:ショウジョウバエの移動を評価する方法

このビデオでは、自発運動を追跡するために使用されるショウジョウバエ活動モニタ(DAM)システムについて説明しています。研究者は、DAMから収集した活動データを使用して、ショウジョウバエの概日リズムを研究しています。注目のプロトコルクリップは、デバイスにハエをロードし、概日実験のための活動データを記録する方法を示しています。...

ショウジョウバエ活動量モニター(DAM):ハエの自発運動を測定する方法

回転運動の定量化システム (リクエスト)...

回転運動の定量化システム (リクエスト) を用いたキイロショウジョウバエの運動レベルの測定

ショート セッション (≤10 分) 高強度インターバル トレーニング (HIIT) 長く運動療法に代わるものとして浮上しているけれどもより短いバリアントは、ほとんど動物実験でモデル化します。ここでは、3 日、週、上り坂トレッドミル HIIT プロトコル男性は身体能力を強化し、女性高齢マウス 10 分を述べる.

短いセッション高強度インターバル トレーニングと高齢マウスにおけるトレッドミルの評価

この手順では、マウスにおける平行移動可能なプログレッシブロードランニングホイール抵抗トレーニングモデルについて説明します。このレジスタンストレーニングモデルの主な利点は、それが完全に自発的であるため、動物のストレスと研究者の負担を軽減することです。...

マウスの漸進的レジスタンストレーニングのためのシンプルで安価なランニングホイールモデル

このプロトコルの目標は、ショウジョウバエに飛行運動を提供することです。代表的な結果は、飛行運動トレーニングが有酸素能力と高脂肪食に対する抵抗力の増加をもたらすことを示しています。...

FLEX:ショウジョウバエの飛行運動トレーニングプロトコル

ショウジョウバエにおけるストレス誘発性うつ様状態の多様行動表現型

このプロトコルは、周囲の空気の粒子状物質で処理した後、RAW264.7マウスマクロファージにおけるin vitroで染色体異常の定量および特徴付けのための手法について説明します。...

使用周囲粒子状物質によって誘発される染色体異常の解析<em&gt;インビトロ</em&gt;システム

学ぶTreadWheelを用いたキイロショウジョウバエの運動誘導法。遺伝子型や性別、食事との相互作用を考慮し、トリグリセリド蓄積や運動能力を評価することで、代謝健康への運動の影響を解析します。

キイロショウジョウバエで優しく誘導運動されて: インターバルトレーニングのプロトコル

さらに動画を探す

キイロショウジョウバエで優しく誘導運動されて: インターバル トレーニングのプロトコル

さらに動画を探す

キイロショウジョウバエで優しく誘導運動されて: インターバルトレーニングのプロトコル