Морфометрический анализ формы: инструментарий для анализа для количественного определения черепно-лицевой формы у данио-рерио.

Summary

В данной работе описывается протокол количественной оценки формы краниофациального хряща с помощью бесплатного программного обеспечения (tpsDigs2, MorphoJ и PAST) для измерения изменений структуры лица у личинок данио-рерио.

Abstract

Расстройства фетального алкогольного спектра (FASD) характеризуются различными физическими, когнитивными и поведенческими нарушениями, вызванными пренатальным воздействием этанола, включая те, что затрагивают скелет лица. Чувствительные к этанолу генетические локусы способствуют высокой вариации FASD, что усложняет анализ формы лица. Ранее мы показали, что можем анализировать эти изменения формы лица в результате взаимодействия генов и этанола у данио-рерио. Данио-рерио является идеальной моделью для анализа этой вариации по нескольким причинам; (i) 70% генов являются ортологами между человеком и данио-рерио; (ii) внешнее оплодотворение позволяет исследователям контролировать время и дозировку обработки этанолом; (iii) структура скелета лица сохраняется у позвоночных; (iv) полупрозрачные личинки позволяют непосредственно наблюдать изменения в краниофациальной скелетной структуре во время развития. Однако полностью оценить форму черепно-лицевой кости с помощью простых линейных измерений сложно, так как они не отражают общие изменения формы. Кроме того, изменения размера головки могут усложнять интерпретацию данных. Для решения этой проблемы мы применили морфометрический подход, анализируя общую форму лица с помощью основных компонентов с помощью бесплатного программного обеспечения tpsDigs2, MorphoJ и PAST. Сочетание этого программного обеспечения позволяет парно сравнивать общую морфологию лица. Здесь мы излагаем наш подход и анализ формы лица у мутантов-данио-рерио, обработанных этанолом, используя эти программы для проведения серии дополнительных многомерных статистических анализов.

Introduction

Расстройства фетального алкогольного спектра (FASD) характеризуются широким спектром нарушений развития, включая поведенческие, неврологические и^{физические 1,2}. К этим физическим дефектам относятся краниофациальные дефекты, такие как гипоплазия ^{челюсти} 3,4,5,6. Хотя время и дозировка воздействия этанола влияют на сложную этиологию FASD, генетический вклад играет значительную роль в этиологии^FASD

Protocol

Все личинки данио-рерио, используемые в этой процедуре, были выращены и выведены в соответствии с установленными протоколами IACUC, одобренными Университетом^{Луисвилля 23}.

ПРИМЕЧАНИЕ: В этом исследовании использовались штамм данио-рерио bmp7a^ty68a24 и дикие родственники (все на фоне AB), при этом взрослая рыба поддерживалась при температуре 28,5 °C с циклом светлого и тёмного 14/10 часов. Используйте соответствующие линии в соответствии с желаемыми экспериментальными результатами. Используйте воду, стерилизированную с помощью обратного осмос....

Results

Для выявления изменений формы лица, вызванных этанолом, у данио-рерио, мы объединили свободно доступные программные приложения для генерации и количественной оценки морфологических данных скелета лица. Эмбрионы взрослых носителей гетерозиготных bmp7a были получены и обработаны этанолом мощностью 6-24 hpf. Личинки этих скрещиваний фиксировались на уровне 5 dpf, а лицевые хрящи были окрашены в цвет Alcian Blue. Были сделаны изображения висцерокрания для каждой личинки в каждом ген.......

Discussion

FASD характеризуется широким спектром дефектов развития, включая черепно-лицевые дефекты, такие как гипоплазия челюсти. Данио-рерио является сильной моделью FASD благодаря их генетической сохранности у человека, высокой плодовитости, полупрозрачным личинкам и внешнему оплодотворению. Данио-рерио используется десятилетиями для изучения как формирования черепно-лицевой скелета, так и влияния этанола на развитие 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		Бесплатное программное обеспечение — для скачивания может потребоваться административные разрешения
ПРОШЛОЕ	https://www.nhm.uio.no/english/research/resources/past/		Бесплатное программное обеспечение — для скачивания может потребоваться административные разрешения
Составный микроскоп Brightfield	Олимп	BX53