AD jest przewlekłą postępującą chorobą charakteryzującą się utratą neuronów i synaps w korze mózgowej1,2,3,4,5. Klasycznymi neuropatologicznymi cechami charakterystycznymi AD są odkładanie się peptydów amyloidowych i tworzenie się splątków neurofibrylarnych (NFT)6. Blaszki starcze, znane również jako blaszki amyloidowe, składają się z peptydów β amyloidu (Aβ), które tworzą β-plisowane struktury w miąższu mózgu5. Akumulacja Aβ42 u pacjentów z chorobą Alzheimera odgrywa wczesną i kluczową rolę w postępie choroby. AD uruchamia kaskadę zdarzeń prowadzących do dysfunkcji synaptycznych, upośledzenia plastyczności i utraty neuronów7,8,9,10.
Dorosły mózg danio pręgowanego teleost służy jako doskonały model do badania regulacji plastyczności komórek macierzystych11,12,13,14,15,16,17,18,19,20 i różne choroby ośrodkowego układu nerwowego (OUN), w tym AD21,22,23,24. Dzięki szerokiej gamie dostępnych metod eksperymentalnych19,20,25,26,27,28,29,30,31, badania te mają charakter informacyjny i są wykonalne. Danio pręgowany może uzupełnić CNS13,15,32,33,34,35,36,37,38, częściowo za pomocą programów molekularnych aktywowanych po utracie neuronów19, 39,40,41,42,43,44. W związku z tym stworzenie modelu choroby neurodegeneracyjnej u ryb danio pręgowanego może pomóc w rozwiązaniu nowych problemów dotyczących zdolności regeneracyjnych i biologii komórek macierzystych w mózgach kręgowców.
Ostatnio opracowaliśmy model toksyczności amyloidu w mózgu dorosłego danio pręgowanego, wstrzykując syntetyczne peptydy Aβ42 (Tabela 1)39. To wstrzyknięcie spowodowało fenotypy neurodegeneracji przypominające patologię ludzkiego mózgu (np. śmierć komórki, aktywacja mikrogleju, degeneracja synaps i deficyty pamięci), co wskazuje, że danio pręgowany może być używany do wywoływania neurodegeneracji w mózgu danio pręgowanego, peptydy Aβ42 można wykryć za pomocą barwień immunohistochemicznych, a molekularne mechanizmy regeneracji w OUN dorosłego danio pręgowanego można zidentyfikować39. W tym protokole demonstrujemy wstrzyknięcie syntetycznych peptydów amyloidowych do mózgu danio pręgowanego przy użyciu metody iniekcji komorowej mózgu (CVMI)27,39,45,46 w celu naśladowania osadzania się amyloidu (Rysunek 1). CVMI zapewnia nowatorski sposób dostarczania peptydów, które agregują się po wstrzyknięciu jako struktury β-arkuszowe i wywierają toksyczność. Peptydy są równomiernie rozmieszczone w mózgu, celując w obszar komorowy wzdłuż całej osi ogonowo-ogonowej45. Dodatkowo metoda ta pozwala na analizę morfologicznej i molekularnej odpowiedzi NSPC w mózgu dorosłego danio pręgowanego po inkluzjach amyloidu. Takie badania dostarczą nam informacji na temat skutecznej naprawy mózgu u ssaków. Nasza metoda może być wykorzystana do zrozumienia niezbędnego mechanizmu molekularnego skutecznej reakcji regeneracyjnej po objawach podobnych do choroby Alzheimera w celu wywołania uzupełnienia utraconych neuronów i powrotu do funkcjonowania.