Morfometryczne analizy kształtu: narzędzie analityczne do kwantyfikacji kształtu czaszkowo-twarzowego u danio pręgowanego

Summary

Praca ta opisuje protokół do ilościowego określania kształtu chrząstki czaszkowo-twarzowej za pomocą wolnego oprogramowania (tpsDigs2, MorphoJ i PAST) do pomiaru zmian struktury twarzy u larw danio dano.

Abstract

Zaburzenia ze spektrum alkoholu płodu (FASD) charakteryzują się różnorodnym zestawem niepełnosprawności fizycznych, poznawczych i behawioralnych spowodowanych ekspozycją na etanol prenatalny, w tym tych dotykających szkielet twarzy. Na ten wysoki stopień zmienności FASD przyczyniają się lęki genetyczne wrażliwe na etanol, co utrudnia analizę kształtu twarzy. Wcześniej wykazaliśmy, że możemy analizować te zmiany kształtu twarzy wynikające z interakcji gen-etanol u danio pręgowanych. Danio dano jest idealnym modelem do analizy tej zmienności z kilku powodów; (i) 70% genów to ortologie między ludźmi a danio pręgowanymi; (ii) nawożenie zewnętrzne pozwala badaczom kontrolować czas i dawkę stosowania zabiegów etanolem; (iii) struktura szkieletu twarzy jest zachowana u kręgowców; (iv) Przezroczyste larwy umożliwiają bezpośrednie obserwowanie zmian w strukturze szkieletu czaszkowo-twarzowego podczas rozwoju. Jednak analiza kształtu szkieletu czaszkowo-twarzowego może być trudna do pełnej oceny za pomocą prostych miar liniowych, ponieważ nie oddają one ogólnych zmian kształtu. Dodatkowo, zmiany rozmiaru głowicy mogą utrudniać interpretację danych. Aby temu zaradzić, zastosowaliśmy podejście morfometryczne, analizując ogólny kształt twarzy poprzez analizy głównych komponentów za pomocą darmowego oprogramowania tpsDigs2, MorphoJ i PAST. Połączenie tego oprogramowania pozwala na parowe porównanie ogólnej morfologii twarzy. Tutaj przedstawiamy nasze podejście i analizę kształtu twarzy u mutantów danio dano obrobionych etanolem, wykorzystując te programy do przeprowadzenia serii komplementarnych, wielowariantowych analiz statystycznych.

Introduction

Zaburzenia ze spektrum alkoholowego płodu (FASD) charakteryzują się szerokim zakresem wad rozwojowych, w tym wad behawioralnych, neurologicznych i fizycznych ^1,2. Wśród tych defektów fizycznych znajdują się ubytki czaszkowo-twarzowe, takie jak hipoplazja szczęki 3,4,5,6. Chociaż czas i dawka ekspozycji na etanol przyczyniają się do złożonej etiologii FASD, wkład genetyczny odgrywa istotną rolę w etiologii FASD 6,7,8,9,10,11,12.

Protocol

Wszystkie larwy danio pręgowanego użyte w tym zabiegu zostały wyhodowane i hodowane zgodnie z ustalonymi protokołami IACUC zatwierdzonymi przez Uniwersytet Louisville²³.

UWAGA: W badaniu wykorzystano szczep danio bmp7a^ty68a24 oraz rodzeństwo typu dzikiego (wszystkie w tle AB), a dorosłe ryby utrzymywano w temperaturze 28,5 °C z cyklem światła i ciemności 14/10 godzin. Używaj odpowiednich linii zgodnie z pożądanymi wynikami eksperymentu. Używaj wody sterylizowanej przez odwróconą osmozę. Płeć jako zmienna biologiczna nie ma zastosowania do badanych etapów rozwoju, ponieważ p....

Results

Aby zidentyfikować zmiany kształtu twarzy wywołane etanolem u danio pręgowanych, połączyliśmy dostępne aplikacje programistyczne, aby generować i ilościowo określać dane morfologiczne szkieletu twarzy. Zarodki heterozygotycznych dorosłych ryb nosicielskich bmp7a zostały wygenerowane i poddane etanolowi z 6-24 hpf. Larwy z tych krzyżyków utrwalono na 5 dpf, a chrząstki twarzy zabarwiono błękitem alcyjskim. Zdjęcia wnętrzności wykonano dla każdej larwy w każdym genotypie i grupie leczeń (Rysun.......

Discussion

FASD charakteryzuje się szerokim zakresem wad rozwojowych, w tym defektami czaszkowo-twarzowymi, takimi jak hipoplazja szczęki. Danio pręgowane jest silnym modelem FASD ze względu na genetyczną konserwację u ludzi, wysoką płodność, przezroczyste larwy oraz zapłodnienie zewnętrzne. Danio pręgowane od dziesięcioleci służy zarówno do badania powstawania szkieletu czaszkowo-twarzowego, jak i wpływu etanolu na rozwój 6,12,13,15,18,28,29.^<.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
tpsUtil, tpsDig2, MorphoJ	https://sbmorphometrics.org		Oprogramowanie darmowe – może wymagać uprawnień administracyjnych do pobrania
PRZESZŁOŚĆ	https://www.nhm.uio.no/english/research/resources/past/		Oprogramowanie darmowe – może wymagać uprawnień administracyjnych do pobrania
Mikroskop Jasnego Pola Złożonego	Olympus	BX53