7 stycznia 2014
Izoenzymy lipooksygenazy (LOX) mogą generować produkty, które mogą zwiększać lub zmniejszać stan zapalny układu nerwowego i neurodegenerację. Badanie interakcji gen-środowisko może zidentyfikować efekty specyficzne dla izoenzymu LOX. Wykorzystanie modelu 1-metylo-4-fenylo-1,2,3,6-tetrahydropirydyny (MPTP) uszkodzenia nigrostriatalnego w dwóch liniach transgenicznych z niedoborem izoenzymów LOX pozwala na porównanie wpływu izoenzymów LOX na integralność dopaminergiczną i stan zapalny.
Ogólnym celem poniższego eksperymentu jest zrozumienie roli izoenzym lipooksygenazy w degeneracji prążkowia i istoty czarnej związanej z chorobą Parkinsona. W tym celu starannie przygotowuje się neurotoksynę wywołującą uszkodzenia w obrębie istoty czarnej i prążkowia. Następnie myszy z niedoborem LOX otrzymują codzienne iniekcje roztworu MPTP przez cztery kolejne dni, a analizy prowadzone są siedem dni po ostatniej iniekcji.
Próbki są pobierane i wykorzystywane do analizy biochemicznej lub immunohistochemicznej. Wyniki wykazują, że 1215 locks nie wpływa na toksyczność MPTP w prążkowiu. Jednakże five locks przyczynia się do uszkodzeń w warunkach toksyczności.
Metoda TS może pomóc w udzieleniu odpowiedzi na kluczowe pytania w dziedzinie choroby Parkinsona. Sugeruje ona, jaki jest wpływ interakcji genów z środowiskiem na podatność nistri. Wykorzystując modele genetyczno-środowiskowe, byliśmy w stanie rozpoznać funkcje selektywne ISO i zgłębić dwoistość pięciu lipes.
Odpowiednio przeszkolony personel powinien przez cały czas trwania poniższej procedury stosować właściwe środki ochrony indywidualnej. W pierwszej kolejności należy przeprowadzić wszystkie obliczenia niezbędne do przygotowania roztworu neurotoksyny. Następnie należy przygotować cały wymagany sprzęt, materiały i odczynniki.
Dodatkowo należy przygotować materiały do usunięcia ewentualnych rozlań. Obszar wokół wagi należy wyłożyć podkładkami lub ręcznikami papierowymi. W ramach środków ostrożności należy trzymać w zasięgu ręki chusteczki oraz 10% roztwór wybielacza, zwilżając nimi powierzchnię w celu zminimalizowania ryzyka związanego z rozsypaniem proszku.
Po przygotowaniu wyjmij fiolkę źródłową z odpowiedniego miejsca przechowywania. Oznakuj szklaną fiolkę z MPTP, podając stężenie oraz datę. Za pomocą wagi analitycznej znajdującej się w dygestorium odważ 50 mg MPTP do szklanej fiolki z wtórnym zabezpieczeniem, w której znajduje się chusteczka nasączona 10% roztworem wybielacza.
Następnie zamknij fiolkę źródłową i powoli przetrzyj jej zewnętrzną stronę 10%bleach. Do fiolki dodaj 13,763 milliliters sterylnej soli fizjologicznej i zamknij ją przed całkowitym wymieszaniem w dygestorium. Ostrożnie przefiltruj i wysterylizuj roztwór MPTP do oznakowanej fiolki wstrzykiwalnej, umieszczonej w pojemniku wtórnym z chusteczką nasączoną 10%bleach.
Aby zmniejszyć ciśnienie, należy lekko poluzować zakrętkę fiolki zawierającej przefiltrowany roztwór MPTP. Ewentualne rozlany materiał należy usunąć za pomocą chusteczki nasączonej wybielaczem, a zużyte materiały zutylizować w odpowiednio oznakowanym pojemniku na odpady biologiczne. Fiolkę z roztworem MPTP należy przechowywać w pojemniku wtórnym wraz z chusteczką nasączoną wybielaczem podczas transportu do pomieszczenia zabiegowego dla zwierząt.
Umieść fiolkę z MPTP w pojemniku wtórnym i odstaw ją w odpowiednie miejsce do przechowywania. Na koniec odkaź szpatułkę, wagę analityczną oraz powierzchnię dygestorium przez 10 minut, używając 10% roztworu wybielacza.
Przed iniekcją zwierząt należy przygotować jednorazowe klatki z filtrowanymi, perforowanymi pokrywami. Oznaczyć je jako MPTP. Włożyć jednorazowe wyściółki do klatek, uprzednio namoczone granulki karmy oraz hydrożel jako źródło wody.
Następnie zważ wszystkie zwierzęta i oblicz objętość roztworu MP TP wymaganą do wykonania wstrzyknięcia w dawce 15 mg/kg. Po przygotowaniu, zachowując szczególną ostrożność, unieruchom mysz nad jednorazową podkładką chłonną i wstrzyknij roztwór MPTP. Powtarzaj tę procedurę codziennie przez cztery dni; nie nakładaj nasadki na igłę, lecz umieść ją w dedykowanym i oznakowanym pojemniku na odpady medyczne i ostre narzędzia zanieczyszczone MPTP.
W pobliżu należy przygotować 10% roztwór wybielacza oraz chusteczki. W celu usunięcia przypadkowych wycieków, zwierzęta po iniekcji MPTP należy umieścić w wcześniej przygotowanych jednorazowych klatkach i kwaterować na otwartych regałach. Następnie należy podać MPTP.
Stosować tabliczki ostrzegawcze na klatkach oraz na drzwiach pomieszczenia z klatkami do 72 godzin po ostatnim wstrzyknięciu. Przetrzeć powierzchnię roboczą wybielaczem. Po każdym zabiegu zutylizować pozostałą część roztworu MPTP poprzez dodanie równoważnej objętości 10% wybielacza.
W celu utylizacji substancji jako biohazardous liquid waste, wszystkie zużyte środki ochrony osobistej należy wyrzucić do dedykowanych pojemników na odpady, w razie potrzeby spryskując je 10% wybielaczem przed wyrzuceniem. W trakcie tej procedury ważne jest regularne sprawdzanie stanu zwierząt oraz codzienne uzupełnianie im pożywienia i wody. Trzy dni po ostatnim wstrzyknięciu należy zutylizować wszystkie materiały i przenieść zwierzęta z powrotem do standardowych klatek.
W wcześniej określonych punktach czasowych eksperymentu pobrano zwierzęta w celu pozyskania i opracowania tkanek. Homogenizaty Stri AAL wykorzystano do pomiaru poziomów dopaminy u myszy typu dzikiego oraz myszy z nokautem five locks, traktowanych solą fizjologiczną lub MPTP. W grupach traktowanych solą fizjologiczną odnotowano istotny wpływ genotypu na poziomy DA, z niższymi poziomami DA u myszy transgenicznych. Jednak po zastosowaniu MPTP myszy z niedoborem five locks były chronione przed uszczupleniem poziomu SAL DA.
Pięć myszy z nokautem genu locks w grupie MPTP wykazywało podobne poziomy DA w porównaniu z pięcioma myszami z nokautem locks w grupie z solą fizjologiczną. W przeciwieństwie do tego, w przypadku 1215 genotyp z nokautem locks nie odgrywał roli w poziomach dopaminy, niezależnie od grupy terapeutycznej. Barwienie immunofluorescencyjne dla TH i GFAP w istocie czarnej wykazało mniej ciał komórkowych dodatnich dla TH, oznaczonych gwiazdką, oraz zwiększoną immunoreaktywność GFAP w grupie MPTP typu dzikiego. Barwienie DAB dla mikrogleju wykazało rozgałęzione ciała komórkowe i długie, rozgałęzione wypustki u myszy traktowanych solą fizjologiczną, podczas gdy u myszy traktowanych MPTP zaobserwowano aktywowaną mikrogleję z okrągłymi ciałami komórkowymi i krótkimi, pogrubionymi wypustkami. Immunoblotting dla SAL, TH i GFAP dostarczył dalszych dowodów na uszkodzenia i neurostan zapalny wynikające z podania MPTP.
Efekty te były zmniejszone u myszy z niedoborem five locks isy. Ze względu na to, że praca z MPTP może być niezwykle niebezpieczna, podczas wykonywania tej procedury należy zawsze przestrzegać środków ostrożności, takich jak noszenie osobistego sprzętu ochronnego i posiadanie pod ręką 10%bridge na wypadek kontaktu z substancją.
Wyświetl pełny transkrypt i uzyskaj dostęp do tysięcy filmów naukowych
Niniejsze badanie analizuje rolę izoenzym lipoksygenazy (LOX) w degeneracji prążkowia i istoty czarnej towarzyszącej chorobie Parkinsona. Z wykorzystaniem modelu neurotoksycznego oceniono wpływ niedoboru LOX na integralność neuronów dopaminergicznych oraz stan zapalny.
Modele interakcji gen-środowisko umożliwiają mechanistyczną redukcję ryzyka w przypadku celów terapeutycznych w chorobach neurodegeneracyjnych, ujawniając wkład konkretnych izoform w toksyczność, który pozostaje ukryty w modelach czysto genetycznych lub toksykologicznych. Podejście to wspiera walidację celu oraz zwiększa pewność prognostyczną we wczesnej fazie odkrywania leków, wyjaśniając istotność ścieżek sygnałowych i redukując liczbę wyników fałszywie dodatnich podczas identyfikacji związków wiodących. Wykorzystanie uznanych modeli neurotoksycznych, takich jak MPTP, zapewnia ciągłość translacyjną w ocenie neurodegeneracji dopaminergicznej i odpowiedzi neurozapalnych w badaniach nad chorobą Parkinsona.
Metoda ta integruje się z kontinuum procesu odkrywania – od testowania hipotez dotyczących celu, poprzez identyfikację wiodących związków, aż po walidację przedkliniczną – dostarczając mechanistycznych informacji na temat interakcji między genami a środowiskiem, które wpływają na przeżywalność neuronów dopaminergicznych.