Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Genetics

High Fat Diet utfodring och hög genomströmning Triacylglyceride test på Drosophila Melanogaster

Published: September 13, 2017 doi: 10.3791/56029

Summary

Detta är en hög fett diet utfodring protokoll för att inducera fetma i Drosophila, en modell för förståelse grundläggande molekylära mekanismer involverade i lipotoxicitet. Det ger också en hög genomströmning triacylglyceride test för att mäta fettansamling i Drosophila och eventuellt andra (insekt) modeller under olika kostvanor, miljö, genetiska eller fysiologiska förhållanden.

Abstract

Hjärtsjukdom är den främsta dödsorsaken i mänskliga världen. Många studier har visat starka kopplingar mellan fetma och hjärt fel hos människa, men fler verktyg och forskningsansträngningar behövs för att bättre belysa mekanismerna som är involverade. För över ett århundrade har har Drosophila genetiskt mycket lätthanterlig modell varit avgörande för upptäckten av viktiga gener och molekylära vägar som visat sig vara starkt konservativa mellan arter. Många biologiska processer och sjukdomsmekanismerna är funktionellt bevarad i flugan, som utveckling (t.ex., kroppen planen, hjärta), cancer och neurodegenerativa sjukdomar. Nyligen, studier av fetma och sekundära sjukdomar, såsom hjärtsjukdom i modellorganismer, spelat en mycket viktig roll i identifiering av viktiga regulatorer inblandade i metabola syndromet hos människor.

Här föreslår vi att använda denna modellorganism som ett effektivt verktyg att inducera fetma, dvs, överdriven ansamling av fett, och utveckla ett effektivt protokoll för att övervaka fetthalten i form av Taggar ackumulering. Förutom den mycket bevarat, men mindre komplexa genomet har flugan också en kort livslängd för snabba experiment, med kostnadseffektivitet. Detta dokument innehåller ett detaljerat protokoll för hög fett Diet (HFD) utfodring i Drosophila att inducera fetma och en hög genomströmning triacylglyceride (TAG) test för att mäta den tillhörande ökningen av fetthalten, med målet att vara mycket reproducerbara och effektivt för storskalig genetisk eller kemisk undersökning. Dessa protokoll ger nya möjligheter att effektivt utreda reglerande mekanismer som är involverade i fetma, samt ger en standardiserad plattform för läkemedelsforskning upptäckten för snabb testning av effekten av läkemedelskandidater på utveckling eller förebyggande av fetma, diabetes och metabola sjukdomar.

Introduction

Vi är i en tid där fetma och dess associerade ekonomiska bördor, är ett världsomspännande problem1. Två av varje tre amerikaner är överviktiga eller feta med relaterade hjärtat patologier, den primära dödsorsaken inom den vuxna befolkning2. Nya effektiva metoder behövs för att på lämpligt sätt undersöka de genetiska och molekylära komponenter inblandade i regleringen av metabola syndromet med modellorganismer. Därför väljer vi bananflugan Drosophila modellen eftersom den delar de mest grundläggande biologiska processerna med däggdjur, inklusive möss och människor3,4,5,6. Drosophilagenomet är mycket bevarade under evolutionen men totalt sett mycket mindre med mindre genen dubbelarbete och metabola komplexitet, vilket gör den idealisk för att förstå de grundläggande mekanismerna inblandad i många mänskliga sjukdomar4 , 7 , 8. Dessutom karakteristiska processer som utförs av fettvävnad, tarmen och bukspottkörteln är representerade i flugan och medla tillsynsuppdrag på glukos och lipid metabolism, exempelvis som liknar människor9, 10,11. Dessutom är de grundläggande molekylära vägarna som är involverad i kontrollen av övervikt, insulinresistens och diabetes hos människa funktionellt bevarad i Drosophila melanogaster12,13,14 , 15 , 16. som högre organismer, Drosophila har ett hjärta som bildas under utvecklingen av liknande processer som av däggdjur hjärtat3,17. Således utvecklingen av en tillförlitlig HFD utfodring protokoll och hög genomströmning TAG assay, anpassad för effektiv screening ändamål använda den genetiska verktygslådan av Drosophila, ge ett viktigt sätt att studera och förstå den grundläggande genetiska grunden underliggande komplexa metabola sjukdomar.

Själva HFD maten görs från en standard laboratorium flyga mat kompletteras med kokosolja, som består främst av mättade fettsyror som förknippas med metabola syndromet18. Även inducera fetma hos däggdjur modeller, såsom gnagare, kan ta månader19,20, ökar vår optimerade HFD utfodring protokoll i Drosophila effektivt och reproducibly organismers fetthalten i en fråga om dagar12,14. Detta protokoll, tillåter i samband med en hög genomströmning TAG assay, effektiv massa screening för effekterna av genetiska faktorer, påverkan och läkemedelskandidater att upptäcka nya modulatorer av fettförbränningen. Följaktligen, protokollen sannolikt relevanta att förstå eller bekämpa fetma och övervikt-associerade mänskliga sjukdomar.

Protokollet utfodring är mångsidig och kan användas för att studera de metabola och funktionella effekterna av enda mättade eller omättade fettsyror. Användning av denna hög genomströmning TAG analys är inte begränsat till D. melanogaster, men får anpassas till en mängd små modellorganismer med nagelband eller tuffa extracellulära matriser (t.ex., andra Drosophila -arter, C. elegans och andra framväxande ryggradslösa modellorganismer) att mäta fetthalt under olika miljömässiga, genetiska eller fysiologiska förhållanden, i något skede av utveckling, vuxenlivet eller fas av metabola sjukdomar. TAG analysen baseras på en kolorimetrisk mätning av en serie enzymatiska reaktioner som försämrar taggarna till fria fettsyror, glycerol, Glycerol 3-fosfat och slutligen H2O2 som reagerar med 4-aminoantipyrin (4-AAP) och 3,5- diklor-2-hydroxibensen sulfonat (3,5 DHBS) att producera en röd färgad produkt som mäts med 96 brunnar spektrofotometer.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. HFD utfodring protokoll

Table 1
tabell 1. Flyga mat recept.
Denna tabell sammanfattar de olika ingredienserna som används för att förbereda vår kontroll mat. När gjort, 10 mL av livsmedlet hälls i injektionsflaskor, kyls och lagras vid 4 ° C för långtidsförvaring.

  1. HFD förberedelse
    1. för att göra 1 kg hög fett livsmedel, väger 700 g färdiga normala flyga mat (se tabell 1) och 300 g kokosolja i två separata behållare med en Analysvåg.
    2. Värm varje container individuellt i mikrovågsugn, tills innehållet smälta helt. Häll kokos oljan i behållaren flyga mat. Rör om med en visp tills oljan är väl blandade i maten för flyga.
      Obs: Inga bitar av mat eller olja ska synas. När flyga maten smälter i micron, stoppa i intervaller om 1 min att blanda maten och förhindra kokande över.
    3. Väger åter hög fett maten. Om den totala vikten är mindre än 1 kg (700 g mat + 300 g kokosolja), tillsätt vatten (cirka 10 mL) att kompensera för avdunstning under uppvärmning och att föra tillbaka vikten till 1 kg.
    4. Häll ca 10 mL välblandade hög fett mat per injektionsflaska (cirka 25% av injektionsflaskan volym). Nästa, täck med cheesecloth att förhindra flugor ' kontamination. Cool för 1 h i rumstemperatur sedan överföra injektionsflaskorna till 4 ° C för lagring upp till 4 veckor.
      Obs: Normal mat (NF) används som en kontroll mat. Även hälla 10 mL (cirka 25% av injektionsflaskan volym) NF per injektionsflaska. För livsmedels-HFD, ersätta 30% av NF mat med kokosolja. För kontroll och försöksbetingelser, flugorna gavs samma mängd NF och HFD (10 mL mat per injektionsflaska).

Figure 1
figur 1 . HFD utfodring i Drosophila.
Systemet visar de olika utfodring stegen för flugor på en kontroll mat (normal kost utan tillsats av kokosolja-NF) eller HFD (med tillägg av kokosolja). Hela processen tar 10 dagar efter den inledande samlingen av vuxna flugor. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

  1. HFD utfodring av D. melanogaster
    Obs: detta protokoll ingår kontroll mat och HFD utfodring förfaranden som är kompatibla med alla linan. Kontroll och experimentella flugor sätts i injektionsflaskor som innehåller samma mängd mat (NF eller HFD).
    1. Användning CO 2 att söva flugorna.
      Obs: För neofyterna, vänligen läs referens 21 för en översikt om att höja och hantering D. melanogaster.
    2. Samla in 0-5 dag gamla flugor från injektionsflaskor och överföring (genom att vrida) flugor in nya injektionsflaskor innehållande NF (tidigare värmde i rumstemperatur). Låt flugorna ålder 5 ytterligare dagar 21 ° C.
    3. i slutet av de 5 dagarna, ta ut skålarna innehållande HFD och NF från 4 ° C.
      Obs: som kalla temperaturer kan stress levande flugor, Låt injektionsflaskorna sitta i 30 min i rumstemperatur att värma upp före användning.
    4. Använder våtservetter, rengöra och ta bort överflödig vätska från sidorna av injektionsflaskorna.
    5. Infoga en liten bit av filterpapper, om 1 cm x 3 cm, i hög fett maten för att absorbera överskott vätska.
      Obs: Detta steg är avgörande för att förhindra att flugor fastnar HFD maten.
    6. Nästa, överföra flugorna på hög fett maten (vända). Lay injektionsflaskorna horisontellt på sin sida, (inte stående) vid 21-22 ° C i 5 dagar.
      Obs: Undvik högre temperaturer som detta kan delvis smälta hög fett maten, orsakar flugor att hålla sig till mat och dör.
    7. Efter 5 dagar, överföra (genom att vrida) flugor från NF och HFD till nya flaskor utan mat att tillåta deras tarmar att tömma i 30 min. Nästa, gå vidare till vägning flugorna.
      Obs: En av de kritiska steg i denna HFD utfodring protokoll är att förbereda en välblandad HFD, gratis några bitar flyga mat eller kondenserad olja. Homogen blandning och kyla HFD att 45-30 ° C är tillrådligt, innan du häller i injektionsflaskor och lagra maten vid 4 ° C. korrekt ålder matchning av kontroll och experimentella flugor är viktigt samt kontrollerade närings- och miljömässiga förhållanden före HFD utfodring. Under den matande fas, måste kontroll och experimentella flugor ges samma mängd NF och HFD. Aldrig samla flugor från överfulla injektionsflaskor eller flaskor (för att undvika transgenerationell effekter). Alltid sätta högst 25 flugor per injektionsflaska under NF och HFD utfodring för att undvika dietrestriktioner eller andra trängsel effekter. HFD består av 30% kokosolja, temperaturer över 22 ° C kan således delvis smälta den HFD, orsakar flugorna till sticka på fet mat och dör. Innan du sätter flugorna på HFD, ren skålarna för att ta bort eventuella oljerester och infoga ett filterpapper för att absorbera någon överflödig vätska i maten. Under inkubering av flugor på HFD, läggs skålarna på deras sidor för att ge en fettfri horisontell yta för flugorna.
  2. Väger flugorna
    1. för varje genotyp och kön ska testas, använda en ultrakänsliga skala att spela in vikterna av pre märkt, tom 1,7 mL tuber.
    2. Använder flyga bedövningsmedel eller CO 2, söva och samla 36 flugor av samma genotyp, kön, och utfodring status med en borste till en förvägda 1,7 mL tub.
    3. Väga röret som innehåller flugor med samma ultrakänsliga skala.
    4. Fastställa genomsnittliga flyga vikten efter denna formel:
      Equation 1
      Obs: antalet flugor i detta protokoll är 36.
    5. Flash frysa de 1,7 mL rör som innehåller flugor av störta i flytande kväve för 2 min. samla och lägga rören i lådor. Nästa, överföra rutorna till-80 ° C (att föredra temperatur) för lagring fram till användning med etiketten analys.
      Varning: Flytande kväve är en extremt låg temperatur. Använd lämplig personlig skyddsutrustning.

2. TAG Assay

  1. beredning av etiketten standard koncentrationerna
    1. bereda 500 mL PBT (PBS 1 X, 0,05% Triton).
    2. Med 0,5 mL rör och TAG lösningen (Tabell för material), förbereda 100 µL av tomma (endast PBT) och 100 µL av sex standard TAG koncentrationer (2 µg/µL 1 µg/µL 0,5 µg/µL; 0,25 µg/µL; 0,125 µg/µL; 0.0625 µg/µL) med PBT.
    3. Placera rören på is och fortsätta med slipning flugorna.
  2. Slipning flugorna
    1. ta ut de frysta flugorna från-80 ° C (steg 1.3). Överföra rören som innehåller flugorna på ice.
    2. Först, placera 2 mm metall slipning bollar till en 96 brunnar bollautomaten, Använd en liten pensel att ta bort extra bollar.
    3. Plats 96 brunnar slipningen plattan uppochner ovanpå bollautomaten och flip överföra metall bollar direkt till slipning plattan. Det bör finnas en boll per brunn.
    4. Med flerkanalig pipett, tillsätt 600 µL av PBT i varje rad i den malande plattan med 96 brunnar.
    5. Med pincett, Lägg till 3 flugor per brunn. Ange villkoret genotyp, kön och mat av flugor i varje rad/brunn den malande plattan med 96 brunnar.
    6. Placera tätt lock på den malande plattan med 96 brunnar. Tejp kan placeras ovanpå för att säkerställa att det finns inget läckage.
    7. Placera korrekt 96 brunnar slipning plattorna i slipmaskinen. Ställ in maskinen på högsta hastighet och tryck " kör " att mala flugor för 3 min.
    8. Efter 3 min, stoppa slipning och fortsätt med plattan centrifugering: centrifuge för 15 min vid 4000 x g, 4 ° C. Efter centrifugering, hantera slipning plattan noggrant för att undvika att blanda supernatanten med pelleten.
  3. Prov lastning och TAG innehåll beslutsamhet
    1. ta en ny platta med 96 brunnar spektrofotometer. Med flerkanalig pipett, läsa in 200 µL av TAGGEN reagens i varje rad av plattan.
    2. Belastning 20 µL av PBT i den första brunnen som den första raden, att skapa en tom. Blanda genom pipettering upp och ner. Undvika bildar bubblor.
    3. Belastning 20 µL av varje standard utspädning (från steg 2.1.2) in resterande brunnar i först raden och blanda genom pipettering upp och ner. Undvika bildar bubblor.
    4. Med flerkanalig pipett, överföra 20 µL av supernatanten från varje rad av slipning plattan till motsvarande rad i 96 brunnar spektrofotometer plattan. Pipettera upp och ner för att blanda väl. Undvika bildar bubblor.
    5. Placera en gas-permeable folie över toppen av plattan med 96 brunnar.
    6. Inkubera plattan vid 37 ° C i 10 min.
      Obs: Om det finns bubblor i brunnarna, Centrifugera plattan för 2 min vid 2000 x g att ta bort alla bubblor. Bubblor kommer att störa absorbansen mätutslaget.
    7. Läs absorbansen hos varje brunn av plattan vid 550 nm med en kompatibel microplate reader. Nästa, spåra standardkurvan och bestämma koncentration [µg/µL] de okända proverna.
    8. Att bestämma mängden TAG innehåll per fly medelvikten, använda följande formel:
      Equation 2
      Observera: I detta protokoll, 3 flugor var malet i 600 µL PBT; följaktligen genomsnittlig volym per fly är 200 µL.
  4. Bradford assay och normalisering av TAGGEN innehåll med proteinhalt
    1. förbereda sju 100 µL av bovint serumalbumin (BSA) standard utspädningar (75 µg/mL, 100 µg/mL, 150 µg/mL; 200 µg/mL, 250 µg/mL; 500 µg/mL; 1 000 µg/mL) med PBT.
    2. Ta en nya plattan med 96 brunnar och läsa in 200 µL 1 X Bradford reagens i varje rad av plattan.
    3. i den första brunnen i första raden, tillsätt 10 µL av PBT att skapa en tom. Blanda genom pipettering upp och ner. Undvika bildar bubblor.
    4. Lägg till 10 µL av varje standard utspädning till resterande brunnar i först raden och blanda genom pipettering upp och ner. Undvika bildar bubblor.
    5. Med flerkanalig pipett, överföra 10 µL av flugan supernatant från varje rad av slipning plattan i motsvarande rad i plattan med 96 brunnar. Pipettera upp och ner för att blanda väl. Undvika bildar bubblor.
    6. Placera en gas-permeable folie över toppen av plattan med 96 brunnar.
    7. Inkubera plattan i rumstemperatur i 5 min. Om det finns bubblor i brunnarna, Centrifugera plattan för 2 min vid 2000 x g att ta bort dem.
      Obs: Bubblor kommer att störa absorbansen mätutslaget.
    8. Använda en spektrofotometer Läs absorbansen av Tom, standarder och okända prover på 595 nm. Använda standardkurvan för att fastställa koncentrationerna [µg/µL] av proverna i varje rad.
    9. Normalisera TAGGEN innehåll med proteinnivå med följande formel:
      Equation 3

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

I D. melanogaster, som är fallet med andra arter, finns det könsdimorfism mellan män och kvinnor22. Det är väl känt att kvinnor är större, med mer fett i deras abdomens, än män22. För att testa effektiviteten av våra protokoll, utfört vi TAG analyser för att fastställa skillnaderna i TAGGEN innehåll mellan hanar och honor av standard laboratorium vildtyp (w1118) flyger. Data visar att kvinnor har mer hela kroppsfett än sina manliga motsvarigheter (figur 2A, B). Data visade också att analysen är stabil, med ingen variation i TAGGEN kvantifiering över tid (upp till 50 min efter inkubation) och ingen variation beroende på biologiska provstorlek (3 eller 5 flugor).

HFD konsumtion har visat sig orsaka fetma i mänskliga och mus19,20,23. För att testa effekten av vår utfodring protokoll, utfört vi TAG analyser med våra HFD och kontroll matas kvinnliga flugor. Vi hittade att konsumtion av HFD i Drosophila orsakar ökad fetthalt som successivt ackumuleras över tiden (figur 3A-C). En annan viktig att hitta är att efter endast 18 h av HFD utfodring (figur 3C), vi skulle kunna framkalla en betydande ökning av fetthalten i dessa flugor. Dessa fynd tyder på att denna genetiska modellsystem är ett idealiskt verktyg för påskyndad forskning om att hitta nya regulatorer av HFD-inducerad fetma.

Figure 2
Figur 2 . TAG-analyser i manliga och kvinnliga flugor.
2 - vecka gamla flugor på en normal kost samlades, grupperade efter kön (män och kvinnor), vägde och grunden (3 eller 5 flugor per brunn) för TAGGEN analys. TAG analyser utfördes enligt de förfaranden som beskrivs i detta dokument. Absorbansen hos varje prov vid 550 nm lästes vid olika tidpunkter (0 min, 5 min, 20 min och 50 min) för att avgöra eventuella fluktuationer i TAGGEN kvantifiering över tid, fett innehåll variation i olika demografiska tyngd (3 och 5 flugor) av w1118 flugor och skillnader mellan manliga och kvinnliga tagginnehåll. Resultaten visade att kvinnor ackumulerar mer fett än sina manliga motsvarigheter (AB), TAG mätningar inte variera upp till 50 min efter den reaktion inkubationen vid 37 ° C (AB). Också, genomsnittliga TAG nivåerna oförändrade mellan TAGGEN analyser med 3 eller 5 flugor (AB). Data presenteras som medelvärde ± SEM. statistik: ingen signifikant skillnad. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Figure 3
Figur 3 . Effekter av HFD på fettansamling.
A-B: 2 - vecka-gammal kvinnlig flyger upp på en normal eller HFD i 5 dagar samlades och TAG analyserna utfördes för att fastställa nivåer av fett. TAG innehåll var normaliserade antingen med vikt (A) eller proteinnivåer (B). Data visade att HFD konsumtion leder till ökad fetthalt med båda metoderna för normalisering. C: 2 - vecka-gammal kvinnlig flugor på normal/kontroll mat (NF) och 18 h, 1 dag eller 2 dagar på HFD är analyseras för TAGGEN innehåll. Resultaten visar en betydande och progressiv ökning av TAGGEN nivåer från 18 h till 2 dagar efter exponering till HFD. Data presenteras som medelvärde ± SEM. statistik: student t-test. * p < 0,05, ** p < 0,01, *** p < 0,001. Klicka här för att se en större version av denna siffra.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Fetma induktion hos möss kan ta månader19,20. I flugor tillåter denna HFD utfodring protokoll för induktion av överskjutande fettansamling i några dagar eller mindre, vilket medför ökade ansamling av fett endast efter 18 h (se figur 2). HFD utfodring med protokollet beskrivs ökar glukos content 12 och minskar Bmm lipas och PGC-1 uttryck24. Detta är i motsats till fasta av vuxen Drosophila som orsakar en snabb minskning av både fett och glukos innehållet25,26 och ökad Bmm uttryck24. Dessutom skyddar upphöja Bmm eller PGC-1 nivåer mot HFD-inducerad fetma14,24. Medan 30% HFD har använts i detta protokoll, utfodring flugor med 3%, 7% eller 15% fett diet inducerad fetma i en dosberoende mode12, liksom öka varaktigheten av HFD utfodring (figur 3). Vi fann också att utfodring enda fettsyror av huvudkomponenterna i kokosolja, dvs, 14% laurinsyra eller 5% myristinsyra, orsakar signifikant förhöjda fettansamling12.

Den accelererade metabola svaren med dessa flugor på en HFD regim är korrelerad med en reducerad livslängd27 som observerats hos däggdjur28, men > 80% av flugorna överleva senaste 20 dagarna HFD27. Snabb induktion av fettansamling medieras av bevarade cellulära och molekylära processer som styr lipid och glukosmetabolism är fördelaktigt för många fetmarelaterade studier, t ex diabetes eller lipotoxic kardiomyopati10, 12,13,14,15,16. De viktigaste resultaten i konsekvenserna av metabolisk obalans och relaterade kardiella dysfunktioner kommer sannolikt tillåta jämförande translationella studier hos människor.

Den HFD utfodring protokoll är kompatibel för användning med andra Drosophila arter och insekter modeller som delar liknande Dieter med D. melanogaster. Detta HFD utfodring protokoll kan anpassas på lämpligt sätt för organismen som C. elegans eller också andra insekter som kräver olika 'normala' mat media. De 30% HFD inte lämpar sig för använda i experiment som kräver höga temperaturer; lägre koncentrationer av kokosolja eller enda fettsyror kan dock lämpliga alternativ12.

Denna tagg-protokollet är baserat på PBS, en giftfri buffert som möjliggör enkel hantering och experiment utan dragskåp, i kontrast till tidigare används organiska lösningsmedel (metanol/kloroform eller dietyleter) i lipid utvinning och kvantifiering15 , 29 , 30. en annan fördel med denna buffert är att det kan normalisera TAG nivåer att protein innehåll baserat på samma inledande Homogenatet, att göra fett bestämning i små vävnadsprover lätt uppnåeliga och erbjuder nya möjligheter att studera orgel Cross-talk i organismers metabolisk homeostas. Också, samma inledande flyga Homogenatet erhålls efter slipning, kan användas för att utföra parallella glukos och glykogen analyser, så att studiet av förändringar i både lipider och glukos metabolism från de samma biologiska proverna. Detta TAG protokoll är mindre mödosam och tidskrävande än föregående protokoll15,29,30, och är ganska hög genomströmning, med ett 96 brunnar format som möjliggör snabb testning av nära 100 prover inom en timme. Detta protokoll kan också användas för att kvantifiera fetthalt under övriga kosten villkor, inklusive hög socker diet13,31, dietrestriktioner och svält, samt för åldrande studier att förstå förändringar i ålder-associerade i fettförbränningen.

Övervikt, metabola syndromet och relaterade sjukdomar är på en all-time high med katastrofala konsekvenser på människors hälsa1,2. Kombinerade HFD protokollet och hög genomströmning TAGGA assay erbjuder en unik plattform för att använda modellorganismer, såsom Drosophila, snabbt inducera fetma och skärmen för genetiska faktorer, eller naturliga och syntetiska kemiska föreningar, att bättre förstå metabolisk obalans. Slutligen skulle detta kraftigt bidra till befordran av vetenskapliga upptäckter för att utveckla nya behandlingar eller botemedel för metabola sjukdomar.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Författarna har något att avslöja.

Acknowledgments

Vi vill tacka Erika Taylor för redigering Detta manuskript. Detta arbete har finansierats genom anslag från National Institutes of Health (P01 HL098053, P01 AG033561 och R01 HL054732) att R.B., postdoktorala forskning tillägg (R01 HL085481) och en gemenskap (AAUW) till S.B.D. och bidrag från American Heart Association till S.B.D. och R.T.B.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Talboys Ball dropper/bead Dispenser Talboys #: 930150
Talboys High Throughput Homogenizer Talboys #: 930145
Grinding Balls, Stainless Steel  OPS Diagnostics, LLC # GBSS 156-5000-01 5000 balls
Masterblock 96 Well deep Microplates Greiner Bio-One # T-3058-1 case of 80 plates
Greiner  96 well microplate flat bottom Sigma Aldrich # M4436 40 plates
Greiner CapMat for sealing multiwell plates Sigma Aldrich # C3606 50 sealing plates
Reagent Reservoirs  Thomas Scientific # 1192T71 12/PK
Thermo Scientific Finnpipette 4661040 Thermo Scientific # 4661040 1-10 ul multipipette
Thermo Scientific Finnpipette 4661070 Thermo Scientific # 4661070 30-300ul multipipette
Thermo Scientific Finnpipette 4661020 Thermo Scientific #4661020 10-100ul multipipette
Multichannel tips Denville Scientific Inc # P3131-S for 10 uL pipette
Multichannel tips Denville Scientific Inc # P3133-S for 200 uL pipette
Multichannel tips Denville Scientific Inc #P1125 for 100 uL pipette
Forceps  Roboz Surgical # 5 Dumonts Super fine forceps
Mettler Toledo Excellence XS Analytical Balance Mfr# XS64 Cole-Parmer scientific experts # EW-11333-00
Metler Toledo Excellence XS Toploading Balance Cole-Parmer scientific experts # EW-11333-49
96-Well microplate Centrifuge Hettich Zentrifugen # Rotina 420R
Microplate Reader Molecular devices # SpectraMax 190
Lab-Line Bench Top Orbit Environ Shaker Incubator Biostad # 3527
Infinity Triglycerides reagent Thermo Scientific # TR22421
Triglyceride Standard Stanbio #2103 - 030
Quick Start Bradford Protein Assay Bio-RAD # 500-0205 1x dye Reagent
Coconut oil Nutiva # 692752200014 15 0z jar
PBS 10X Thermo Scientific # AM9625 500 ml
Triton X-100 Sigma Aldrich # 9002-93-1
Gas-permeable Foil Macherey-Nagel # 740675 50 pieces
filter Paper VWR # 28317-241 Pack of 100
Drosophila vials Genesee Scientific Cat #: 32-116SB
Quick Start Bovine Serum Albumin Standard Bio-Rad # 5000206
FlyNap Anesthetic Carolina # 173025 100 mL
Kimwipes Low-Lint Uline # S-8115 1-Ply, 4.4 x 8.4"

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Ng, M., et al. Global, regional, and national prevalence of overweight and obesity in children and adults during 1980-2013: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2013. Lancet. 384, 766-781 (2014).
  2. Murphy, S. L., et al. Mortality in the United States, 2014. NCHS data brief, no 229. , Available from: https://www.cdc.gov/nchs/products/databriefs/db229.htm (2015).
  3. Bodmer, R. Heart development in Drosophila and its relationship to vertebrates. Trends Cardiovasc Med. 5, 21-28 (1995).
  4. Brumby, A. M., Richardson, H. E. Using Drosophila melanogaster to map human cancer pathways. Nat Rev Cancer. 5, 626-639 (2005).
  5. Chan, H. Y., Bonini, N. M. Drosophila models of human neurodegenerative disease. Cell Death Differ. 7, 1075-1080 (2000).
  6. Levine, M., et al. Human DNA sequences homologous to a protein coding region conserved between homeotic genes of Drosophila. Cell. 38, 667-673 (1984).
  7. Bier, E. Drosophila, the golden bug, emerges as a tool for human genetics. Nat Rev Genet. 6, 9-23 (2005).
  8. Bier, E., Bodmer, R. Drosophila, an emerging model for cardiac disease. Gene. 342, 1-11 (2004).
  9. Noyes, B. E., et al. Identification and expression of the Drosophila adipokinetic hormone gene. Mol Cell Endocrinol. 109, 133-141 (1995).
  10. Rajan, A., Perrimon, N. Of flies and men: insights on organismal metabolism from fruit flies. BMC Biol. 11, 38 (2013).
  11. Rulifson, E. J., et al. Ablation of insulin-producing neurons in flies: growth and diabetic phenotypes. Science. 296, 1118-1120 (2002).
  12. Birse, R. T., et al. High-fat-diet-induced obesity and heart dysfunction are regulated by the TOR pathway in Drosophila. Cell Metab. 12, 533-544 (2010).
  13. Musselman, L. P., et al. A high-sugar diet produces obesity and insulin resistance in wild-type Drosophila. Dis Models Mech. 4, 842-849 (2011).
  14. Diop, S. B., Bodmer, R. Gaining Insights into Diabetic Cardiomyopathy from Drosophila. Trends Endocrinol Metab. 26, 618-627 (2015).
  15. Williams, M. J., et al. The Obesity-Linked Gene Nudt3 Drosophila Homolog Aps Is Associated With Insulin Signaling. Mol Endocrinol. 29, 1303-1319 (2015).
  16. Morris, S. N., et al. Development of diet-induced insulin resistance in adult Drosophila melanogaster. Biochim Biophys Acta. 1822, 1230-1237 (2012).
  17. Bodmer, R. The gene tinman is required for specification of the heart and visceral muscles in Drosophila. Development. 118, 719-729 (1993).
  18. Erkkila, A., et al. Dietary fatty acids and cardiovascular disease: an epidemiological approach. Prog Lipid Res. 47, 172-187 (2008).
  19. Ganz, M., et al. High fat diet feeding results in gender specific steatohepatitis and inflammasome activation. World J Gastroenterol. 20, 8525-8534 (2014).
  20. Wang, C. Y., Liao, J. K. A mouse model of diet-induced obesity and insulin resistance. Methods Mol Biol. 821, 421-433 (2012).
  21. Stocker, H., Gallant, P. Getting started: an overview on raising and handling Drosophila. Methods Mol Biol. 420, 27-44 (2008).
  22. Mathews, K. W., et al. Sexual Dimorphism of Body Size Is Controlled by Dosage of the X-Chromosomal Gene Myc and by the Sex-Determining Gene tra in Drosophila. Genetics. 205, 1215-1228 (2017).
  23. Golay, A., Bobbioni, E. The role of dietary fat in obesity. Int J Obes Relat Metab Disord. 21, Suppl 3 2-11 (1997).
  24. Diop, S. B., et al. PGC-1/Spargel Counteracts High-Fat-Diet-Induced Obesity and Cardiac Lipotoxicity Downstream of TOR and Brummer ATGL Lipase. Cell Rep. 10, 1-13 (2015).
  25. Chatterjee, D., et al. Control of metabolic adaptation to fasting by dILP6-induced insulin signaling in Drosophila oenocytes. Proc Natl Acad Sci U S A. 111, 17959-17964 (2014).
  26. Palanker, L., et al. Drosophila HNF4 regulates lipid mobilization and beta-oxidation. Cell Metab. 9, 228-239 (2009).
  27. Heinrichsen, E. T., Haddad, G. G. Role of high-fat diet in stress response of Drosophila. PLoS One. 7, 42587 (2012).
  28. Kitahara, C. M., et al. Association between class III obesity (BMI of 40-59 kg/m2) and mortality: a pooled analysis of 20 prospective studies. PLoS Med. 11, 1001673 (2014).
  29. Reis, A., et al. A comparison of five lipid extraction solvent systems for lipidomic studies of human LDL. J Lipid Res. 54, 1812-1824 (2013).
  30. Turne, C., et al. Supercritical fluid extraction and chromatography for fat-soluble vitamin analysis. J Chromatogr A. 936, 215-237 (2001).
  31. Na, J., et al. Drosophila model of high sugar diet-induced cardiomyopathy. PLoS Genet. 9, 1003175 (2013).

Tags

Genetik problemet 127 övervikt metabola syndromet screening genetik lipider lipotoxicitet
High Fat Diet utfodring och hög genomströmning Triacylglyceride test på <em>Drosophila Melanogaster</em>
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Diop, S. B., Birse, R. T., Bodmer,More

Diop, S. B., Birse, R. T., Bodmer, R. High Fat Diet Feeding and High Throughput Triacylglyceride Assay in Drosophila Melanogaster. J. Vis. Exp. (127), e56029, doi:10.3791/56029 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter