Name: Gen-omgeving Interactiemodellen om gevoeligheidsmechanismen bij de ziekte van Parkinson te ontmaskeren (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2014-01-07T13:45:00.000+00:00
Duration: 8 min 9 s
Description: Ontdek hoe lipoxygenase-isozymen bijdragen aan nigrostriatale degeneratie bij de ziekte van Parkinson. Dit neurotoxine-model met MPTP en LOX-deficiënte muizen onthult isozym-specifieke effecten op dopaminerge integriteit en neuro-inflammatie.

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

playerTrialDesktop

Dit werk werd gefinancierd door de National Institutes of Health NIGMS 056062.

Er valt niets te onthullen.

Het ontwerp van deze gen-omgeving interactiestudie stelde ons in staat om nieuwe informatie te verkrijgen over de dubbele aard van het 5-LOX isozym in de nigrostriatale route. Door HPLC uit te voeren om striatale monoaminen te meten na een zoutoplossing- of MPTP-behandeling in transgenics zonder het 5-LOX-isozyme en hun wildtype nestgenoten, konden we opmerken dat het tekort ervan beschermend lijkt te zijn onder toxische omstandigheden(figuur 1),maar onder normale omstandigheden vermindert het ontbreken ...

Het gebruik van gen-omgevingsinteractiemodellen biedt een benadering om risicofactoren na te bootsen die waarschijnlijk de idiopathische ziekte van Parkinson (PD) beïnvloeden en biedt de mogelijkheid om mechanistische inzichten te onderscheiden die waarschijnlijk niet zullen worden opgehelderd door het gebruik van een genetisch of toxicant systeem alleen1,2. Hier illustreren we dit punt en beschrijven we de toepassing van het 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) muismodel van nigrostriatale degeneratie3 om de selectiviteit van lipoxygenase (LOX) isozyme-activiteit op neuro-inflammatie en toxiciteit4beter te begrijpen . Hoewel een rol voor LOX-isozymen op grote schaal is geëvalueerd bij perifere aandoeningen5,6 en de ziekte van CZS, waaronder beroerte7 en de ziekte van Alzheimer8,9,is de rol van de familie van isozymen in nigrostriatale functie en degeneratie gerelateerd aan PD niet goed begrepen en rechtvaardigt studie. Het MPTP-neurotoxine toont preferentiële degeneratie van de nigrostriatale route en vat de striatale dopaminedepletie en het nigrale dopaminerge celverlies samen dat ten grondslag liggen aan motorische stoornissen bij PD-patiënten10. Hoewel dit model niet de volledige cadre van niet-motorisch en motorisch PD-gedrag en frank α-synucleïne-positieve Lewy-lichaamspathologie reproduceert, is het nuttig geweest om nieuwe mechanistische doelen op te helderen die bijdragen aan nigrostriatale schade en voor translationele tests in een vroeg stadium, omdat het het best gekarakteriseerde niet-invasieve model is dat beschikbaar is om op betrouwbare wijze nigrale celdood te produceren, vergezeld van striataal dopamineverlies11-15. Breed gebruik van de MPTP-muis, met paradigma's variërend van acuut, subacute tot chronisch16-18, heeft het mogelijk gesteld om de dosering te standaardiseren om te resulteren in milde tot ernstige nigrostriatale schade19,20 met activering van verschillende toxiciteitsmechanismen, afhankelijk van het behandelingsregime18,21,22. Bijgevolg maakt dit het mogelijk om een 'venster van laesie' te richten dat kan leiden tot versterkt of verminderd nigrostriatal letsel, afhankelijk van het therapeutische middel of het transgene model dat23-25wordt gebruikt.
Ook essentieel voor translationele en ontdekkingsbiologiestudies zijn de technieken die worden gebruikt om schade te beoordelen en het bewijs dat dergelijke methoden leveren. Voor het MPTP-muismodel zijn gevestigde statistieken om laesies te evalueren meting van markers van striatale dopaminerge toon, inclusief dopamine en zijn metabolieten door HPLC, en westerse vlekanalyse van tyrosinehydroxylase (TH), het snelheidsbeperkende enzym in dopaminesynthese, en indicatoren van degeneratieve gebeurtenissen zoals gliaactivering met behulp van westerse vlekanalyse en immunohistochrie4. Hoewel dit klassieke neurochemische, biochemische en histologische procedures zijn, bieden de technieken kritische en reproduceerbare uitlezingen over de omvang van de schade binnen de nigrostriatale dopaminerge route, wijzen ze op toxiciteitsmechanismen en zijn ze waardevolle hulpmiddelen gebleken bij het begrijpen van degeneratieve gebeurtenissen in PD.

<table><tbody><tr><td>1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetra-hydropyridine hydrochloride (MPTP-HCL)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M0896</td><td>voor PD-modellering</td></tr><tr><td>4% Formaldehyde (paraformaldehyde) oplossing, fosfaat-gebufferd (PFA)</td><td>American MasterTech Scientific</td><td>BUP0157</td><td>voor immersiefixatie</td></tr><tr><td>Perchlorazuur ACS-reagens, 70% (PCA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>244252</td><td>voor HPLC-zuurextractie</td></tr><tr><td>Tris Base</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>T1503</td><td>voor weefselhomogenisatie</td></tr><tr><td>Ethylenediaminetetraazijnzuur dinatriumzout dihydraat (EDTA)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>E1644</td><td>voor weefselhomogenisatie</td></tr><tr><td>Protease-remmercocktail</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P8340</td><td>voor weefselhomogenisatie</td></tr><tr><td>Fosfatase-remmercocktail</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P5726</td><td>voor weefselhomogenisatie</td></tr><tr><td>Natriumhydroxide (NaOH)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S5881</td><td>voor Lowry-eiwitassay</td></tr><tr><td>Sucrose, moleculaire biologie, &ge;99,5% (GC)&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S0389</td><td>voor cryoprotectie</td></tr><tr><td>Fosfaatgebufferde zoutoplossing, poeder, pH 7,4 (voor 0,01 M PBS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P3813</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>BCA-eiwitanalysekit</td><td>Pierce/Thermo</td><td>23225</td><td>voor eiwitbepaling</td></tr><tr><td>Novex 12% Tris-glycine Mini Gels 1,0 mm, 12-putjes</td><td>Invitrogen/Life Technologies</td><td>EC60052BOX</td><td>voor SDS-PAGE</td></tr><tr><td>NuPAGE LDS-monsterbuffer (4x)</td><td>Invitrogen/Life Technologies</td><td>NP0007</td><td>voor SDS-PAGE</td></tr><tr><td>Novex Sharp voorgekleurde eiwitstandaard&nbsp;</td><td>Invitrogen/Life Technologies</td><td>LC5800</td><td>eiwitladder</td></tr><tr><td>Glycine</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>G7126</td><td>voor SDS-PAGE</td></tr><tr><td>Natriumdodecylsulfaat, elektroforese, 98,5% (SDS)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>L3771</td><td>voor SDS-PAGE</td></tr><tr><td>Methylalcohol, anhydrisch, reagens&nbsp;</td><td>American MasterTech Scientific</td><td>SPM1057C</td><td>methanol voor transfer</td></tr><tr><td>Natriumchloride (NaCl), ACS-reagens</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>S9888</td><td>zoutoplossingen en buffers</td></tr><tr><td>Vette vrije melkpoeder</td><td>Carnation</td><td>n/a</td><td>voor immunoblotting</td></tr><tr><td>Ponceau S-oplossing in 5% azijnzuur&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P7170</td><td>voor immunoblotting</td></tr><tr><td>Anti-tyrosinehydroxylase (TH), schapenpolyklonaal</td><td>Chemicon/Millipore</td><td>AB1542</td><td>voor immunofluorescence&nbsp;</td></tr><tr><td>Anti-tyrosinehydroxylase (TH), konijnpolyklonaal</td><td>Pel-Freez Biologicals</td><td>P40101-0</td><td>voor immunoblotting</td></tr><tr><td>Anti-β Actine, konijn</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A2066</td><td>voor immunoblotting</td></tr><tr><td>Anti-gliale fibrillaire zure eiwit (GFAP), konijnpolyklonaal</td><td>Chemicon/Millipore</td><td>AB5804</td><td>voor immunofluorescence</td></tr><tr><td>Anti-gliale fibrillaire zure eiwit (GFAP), muismonoklonaal</td><td>Covance Inc.</td><td>SMI-22R</td><td>voor immunoblotting</td></tr><tr><td>Tween-20</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P1379</td><td>voor immunoblotting</td></tr><tr><td>Geit Anti-Konijn IgG (H+L), Peroxidase Geconjugeerd&nbsp;</td><td>Fisher Scientific</td><td>31462</td><td>voor immunofluorescence</td></tr><tr><td>geit anti-schapen, peroxidase geconjugeerd</td><td>Pierce/Thermo</td><td>31480</td><td>voor immunofluorescence</td></tr><tr><td>geit anti-muis, peroxidase geconjugeerd</td><td>Pierce/Thermo</td><td>31430</td><td>voor immunofluorescence</td></tr><tr><td>SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substraat</td><td>Pierce/Thermo</td><td>34078</td><td>voor immunoblotting</td></tr><tr><td>CL-XPosure Film 7 in x 9,5 in&nbsp;</td><td>Pierce/Thermo</td><td>34089</td><td>voor immunoblotting</td></tr><tr><td>Restore Western Blot Stripping Buffer&nbsp;</td><td>Pierce/Thermo</td><td>21059</td><td>voor immunoblotting</td></tr><tr><td>Citroenzuurmonohydraat, ACS-reagens, &ge;99,0%&nbsp;</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>C1909</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>Normaal Ezelsserum</td><td>Millipore</td><td>S30-100ML</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>Polyvinylpyrrolidon (PVP)</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>P5288</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>Rundserumalbumine (BSA), gelyofiliseerd</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A3294</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>Triton X-100</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP151-01</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>Ezel Anti-Konijn IgG, Alexa Fluor 568-gelabeld&nbsp;</td><td>Invitrogen/Life Technologies</td><td>A10042</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>Ezel Anti-Schapen IgG (H+L), FITC&nbsp;</td><td>Jackson ImmunoResearch</td><td>713-095-147</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>VECTASHIELD Hard-Set Montage Medium met DAPI</td><td>Vector Laboratories</td><td>H-1500</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>Normaal Geitenserum</td><td>Millipore</td><td>S26-100ML</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>VECTASTAIN ABC Kit (Konijn IgG )&nbsp;</td><td>Vector Laboratories</td><td>PK-4001</td><td>voor IHC; 10 &micro;l van elk van oplossingen A en B per 1 ml PBS (per instructies )</td></tr><tr><td>DAB Peroxidase Substraat Kit, 3,3'-diaminobenzidine</td><td>Vector Laboratories</td><td>SK-4100</td><td>voor IHC; per 5 ml koude ddH2O, voeg 2 druppels buffer stock oplossing, 2 druppels DAB en 1 druppel H2O2 (H2O2 wordt direct voor gebruik toegevoegd)</td></tr><tr><td>Waterstofperoxide, 30%</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>216763</td><td>voor quench stap in IHC</td></tr><tr><td>Konijn anti-Iba1</td><td>Biocare Medicals</td><td>CP290A</td><td>voor IHC</td></tr><tr><td>Cresyl Violet Solution, Regular Strength&nbsp;</td><td>FD Neurotechnologies</td><td>PS102-01</td><td>tegenkleuring voor Iba1 IHC</td></tr><tr><td>95% Ethanol, reagent alcohol</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>R8382</td><td>uitdroging voor IHC</td></tr><tr><td>100% Absoluut ethanol</td><td>Mallinckrodt</td><td>7019-10</td><td>uitdroging voor IHC</td></tr><tr><td>Azijnzuur</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>A6283</td><td>ontkleuring voor IHC</td></tr><tr><td>Xyleen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>534056</td><td>clearing agent voor IHC</td></tr><tr><td>DP

gen-omgeving interactiemodellen om gevoeligheidsmechanismen bij de ziekte van parkinson te ontmaskeren

Gene-environment Interaction Models to Unmask Susceptibility Mechanisms in Parkinson's Disease

Lipoxygenase (LOX) activiteit is betrokken bij neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, maar de effecten ervan bij de ziekte van Parkinson (PD) pathogenese zijn minder begrepen. Gen-omgeving interactiemodellen hebben nut bij het ontmaskeren van de impact van specifieke cellulaire routes in toxiciteit die mogelijk niet worden waargenomen met behulp van een alleen genetisch of toxicant ziektemodel alleen. Om te evalueren of verschillende LOX-isozymen selectief bijdragen aan PD-gerelateerde neurodegeneratie, kunnen transgene(d.w.z. 5-LOX en 12/15-LOX-deficiëntie) muizen worden uitgedaagd met een toxine dat celletsel en de dood in de aandoening nabootst. Hier beschrijven we het gebruik van een neurotoxine, 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), dat een nigrostriatale laesie produceert om de verschillende bijdragen van LOX-isozymen aan neurodegeneratie gerelateerd aan PD op te helderen. Het gebruik van MPTP bij muizen en niet-menselijke primaten is goed ingeburgerd om de nigrostriatale schade bij PD samen te vatten. De omvang van mptp-geïnduceerde laesie wordt gemeten door HPLC-analyse van dopamine en zijn metabolieten en semi-kwantitatieve westerse vlekanalyse van striatum voor tyrosinehydroxylase (TH), het snelheidsbeperkend enzym voor de synthese van dopamine. Om ontstekingsmarkers te beoordelen, die LOX isozymselectieve gevoeligheid kunnen aantonen, worden gliafibrillair zuur eiwit (GFAP) en Iba-1 immunohistochopathie uitgevoerd op hersensecties die substantia nigra bevatten, en GFAP Western blot-analyse wordt uitgevoerd op striatale homogenaten. Deze experimentele aanpak kan nieuwe inzichten verschaffen in gen-omgevingsinteracties die ten grondslag liggen aan nigrostriatale degeneratie en PD.

Dit toxine blootstelling paradigma kan produceren een significante en detecteerbare 20% striatale dopamine uitputting in MPTP- vs. zoutoplossing geïnjecteerde dieren. Het is belangrijk op te merken dat verschillende partijen MPTP iets meer of minder laesie kunnen opleveren; dus, voor een betere precisie, wordt een voorlopig experiment bij wildtype muizen aanbevolen voorafgaand aan gebruik in transgenics wanneer een nieuwe partij neurotoxine wordt gebruikt. Het gebruik van milde tot matige laesie maakt het mogelijk om imp...

Lipoxygenase (LOX) isozymen kunnen producten genereren die neuro-inflammatie en neurodegeneratie kunnen verhogen of verminderen. Een gen-omgeving interactiestudie kan LOX isozym-specifieke effecten identificeren. Met behulp van het 1-methyl-4-fenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP) model van nigrostriatale schade in twee LOX isozym-deficiënte transgene lijnen maakt het mogelijk om de bijdrage van LOX-isozymen aan dopaminerge integriteit en ontsteking te vergelijken.

Gen-omgeving Interactiemodellen om gevoeligheidsmechanismen bij de ziekte van Parkinson te ontmaskeren

Lipoxygenase (LOX) activity has been implicated in neurodegenerative disorders such as Alzheimer&#39;s disease, but its effects in Parkinson&#39;s disease ...

Het algemene doel van het volgende experiment is om de rol van lipoxygenase ISO-enzymen te begrijpen bij nigrostriatale degeneratie in relatie tot de ziekte van Parkinson. Om dit te bereiken, wordt zorgvuldig een neurotoxine voorbereid dat een Nigro SAL-laesie veroorzaakt. Vervolgens worden knocks-deficiënte muizen dagelijks gedurende vier opeenvolgende dagen geïnjecteerd met de MPTP-oplossing, zeven dagen na de laatste injectie.Monsters worden verzameld en gebruikt voor biochemische of immunohistologische analyse. De resultaten laten zien dat 1215 locks geen invloed heeft op de nigrostriatale MPTP-toxiciteit. Echter dragen vijf locks bij aan schade onder toxische omstandigheden.De TS-methode kan helpen bij het beantwoorden van kernvragen binnen het vakgebied van de ziekte van Parkinson. Stel vast wat de impact is van gen-omgevingsinteracties op de kwetsbaarheid van nistri. Met behulp van gen-omgevingsmodellen waren we in staat om ISO-selectieve functies te onderscheiden en inzicht te verkrijgen in de dualiteit van vijf lipen.Correct opgeleid personeel dient gedurende de volgende procedure geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen te dragen. Begin met het uitvoeren van alle noodz

gene-environment-interaction-models-to-unmask-susceptibility

Research

JoVE Journal

Medicine

Geneeskunde

De ziekte van Parkinson en bewegingsstoornissen in het algemeen, gevoelig en betrouwbaar gedrag assays zijn essentieel voor het testen van nieuwe potentiële geneesmiddelen. We beschrijven hier een beheersbare batterij sensorimotorische tests voor muizen die gevoelig zijn voor verschillende mate van schade aan het nigrostriatale systeem en nuttig voor preklinische studies.

Beoordeling van Sensorimotor Functie in muismodellen van de ziekte van Parkinson

Hier beschrijven we het RatWalker-systeem, gebouwd door het MouseWalker-apparaat opnieuw te ontwerpen om tegemoet te komen aan de toegenomen grootte en het gewicht van ratten. Dit systeem maakt gebruik van gefrustreerde totale interne reflectie (FTIR), snelle video-opname en open-access analysesoftware om loopparameters te volgen en te kwantificeren.

Het ratwalkersysteem toepassen voor loopanalyse in een genetisch rattenmodel van de ziekte van Parkinson

In dit artikel laten we zien hoe we een zevenpuntenscoresysteem kunnen gebruiken om veranderingen in dopaminerge neuron dendrietmorfologie in C. elegansconsequent te kwantificeren . Dit systeem is bedoeld voor analyses van dopaminerge neurodegeneratie-assays met behulp van genetische, chemische en op leeftijd gebaseerde modellen van neurodegeneratieve aandoeningen.

Kwantificering van dopaminerge neuron morfologische verandering en degeneratie in Caenorhabditis elegans

Dit werk analyseert de vectordosis en blootstellingstijd die nodig is om neuro-inflammatie, neurodegeneratie en motorische stoornissen te induceren in dit preklinische model van de ziekte van Parkinson. Deze vectoren die coderen voor de menselijke α-synucleïne worden afgeleverd in de substantia nigra om de synucleïnepathologie geassocieerd met de ziekte van Parkinson samen te vatten.

Analyse van het muismodel van de ziekte van Parkinson geïnduceerd door Adeno-geassocieerde virale vectoren die coderen voor menselijk α-synucleïne

Dit protocol beschrijft de celkweek van dopaminerge neuronen in de middenhersenen, gevolgd door immunologische kleuring en het genereren van neuronale fenotypische profielen op basis van verworven microscopisch kleine beelden met een hoog gehalte die de identificatie van fenotypische variaties als gevolg van genetische of chemische modulaties mogelijk maken.

Fenotypische profilering van dopaminerge neuronen in de middenhersenen van menselijke stamcellen

Dit protocol stelt een gedragsfenotyperingsparadigma vast bij met MPTP behandelde zebravislarven om Parkinson-achtige motorische en niet-motorische tekorten te evalueren.

Fenotypische profilering van door MPTP geïnduceerde Parkinson-achtige gedragsfenotypes bij zebravislarven op basis van gedragsexperiment

Een protocol voor het uitvoeren van unilaterale 6-OHDA letsels van de mediale voorhersenen bundel bij muizen wordt beschreven. Deze methode heeft een laag sterftecijfer (13,3%) met 89% van de overlevende dieren die&gt; 95% verlies van striatale dopamine en 90,63 ± -4,02% ipsiversive rotatie voorkeur voor de kant van de laesie.

Ontwikkeling van een eenzijdig-gelaedeerde 6-OHDA muismodel van de ziekte van Parkinson

Dopamine vervanging farmacotherapie met L-dopa is de meest gebruikte symptomatische behandeling van Parkinson, maar gaat gepaard met bijwerkingen zoals onwillekeurige abnormale bewegingen, genoemd...

MALDI massaspectrometrie Imaging van neuropeptiden bij de ziekte van Parkinson

De fibroblast explantaatkweek protocol uit menselijke huid stansbiopsieën is een technisch robuuste en eenvoudige manier om huidcellen te leiden binnen 4-8 weken voor het bankwezen van ongeveer 15-20 miljoen cellen bij een lage passage nummer.

Huid Punch Biopsie Explantatiestatus Cultuur voor Afleiding van primaire humane fibroblasten

Fibroblasten van patiënten die mutaties in Parkinson's ziekte-veroorzakende genen vormen een gemakkelijk...

Het gebruik van primaire menselijke fibroblasten voor de monitoring van Mitochondriale fenotypes op het gebied van de ziekte van Parkinson

Ontdek hoe lipoxygenase-isozymen bijdragen aan nigrostriatale degeneratie bij de ziekte van Parkinson. Dit neurotoxine-model met MPTP en LOX-deficiënte muizen onthult isozym-specifieke effecten op dopaminerge integriteit en neuro-inflammatie.

Gen-omgeving Interactiemodellen om gevoeligheidsmechanismen bij de ziekte van Parkinson te ontmaskeren

Meer video's verkennen