Die Autoren danken Qiuli Wang, Sprachlernzentrum, Colby College, für die technische Unterstützung bei der Videoverarbeitung und Eric Thomas, Abteilung Musik, Colby College, für die Bereitstellung der Hintergrundmusik. Dieses Projekt wurde durch Zuschüsse aus dem National Center for Research Resources, INBRE (P20RR016463-12), dem Nationalen Institut für General Medical Sciences (P20 GM103423-12) unterstützt, Nationals Institutes of Health und Wissenschaft Abteilung Grant, Colby College (STA). JL und LWM wurden durch Zuschüsse von Sommer Scholar Fund, Colby College unterstützt.

1. Drosophila Startle-induzierte Locomotion Assay <ol><li> Die medikamentöse Behandlung <ol><li> Sedieren, um die gewünschte Anzahl immobilisieren (etwa 8-12) von 1-3 Tage alten männlichen Fliegen mit CO 2 und transportieren sie zu Fläschchen, die die Drogen ergänzt Essen. Hinweis: Eine weitere Betäubung zB Ether oder Eis verwendet, um Fliegen zu sedieren, um das Zählen und die Handhabung zu ermöglichen. </li><li> Lassen Sie Fliegen von Sedierung für 20 Minuten (oder bis zur Genesung) mit dem Fläschchen in eine horizontale Position zu erholen (um Fliegen verhindern, dass sich auf die Lebensmittel Stück) und legen Sie dann die Durchstechflasche aufrecht in einem 12 Stunden Dunkelheit, 12 Stunden Licht Brutschrank bei 25 ° C für den Rest des Experiments. </li></ol></li><li> Versuchsaufbau <ol><li> Teilen Sie diese Doppel Fläschchen Setup in drei gleiche Abschnitte von 6,33 cm durch Markierung Kreise um die Fläschchen mit einem Permanent-Marker. </li><li> Nach 3 Tagen Arzneimittelexposition, fliegt Übertragung ohne Betäubung in den Boden Fläschchen und schnell platzieren Sie die Top-Fläschchenüber der Öffnung. Kleben Sie die zwei Fläschchen zusammen mit durchsichtigem Klebeband. </li><li> Ermöglichen Fliegen an die neue Umgebung für 15 Minuten akklimatisieren. </li><li> Ort Fläschchen auf einem weißen Hintergrund und eine Digitalkamera in einem angemessenen Abstand von der Doppel Fläschchen Gerät mit einem Timer in Ansicht festgelegt. Stellen Sie sicher, die gesamte Vorrichtung in einem Bilderrahmen zu sehen ist und dass alle Fliegen sind im Fokus. Um konsistente Rahmen zwischen Studien zu erhalten, markieren Sie die Position der Kamera und Fläschchen. </li></ol></li><li> Mobilität Assay <ol><li> Sichtbar den Versuchsnummer, medikamentöse Behandlung und Timer in der Kamera-Ansicht. </li><li> Fest tippen Sie auf den Doppel Fläschchen Gerät gegen die Arbeitsplatte 3 mal und sicherzustellen, dass alle Fliegen fallen auf den Boden des Gefäßes. Gleichzeitig die Stoppuhr starten. </li><li> Alle 5 Sekunden für 1 min, ein Bild von dem Gerät. Hinweis: Alternativ könnte ein Video aufgenommen werden und blieb in angemessenen Abständen für Messungen. </li><li> Fliegen ermöglichen, für 1 min erholen ungestört. </li><li&gt; Wiederholen Sie 2 weitere Male mit 1 min Erholungszeit zwischen jedem Versuch. Hinweis: Jedes Gerät sollte 5 min zu ergreifen, um die Datenerfassung zu vervollständigen. Pflegen Sie ähnliche Kraft der Erschließung zwischen Studien. Mehrere (mindestens 3) Vorrichtung leicht gleichzeitig behandelt werden. </li></ol></li><li> Datenanalyse <ol><li> Überprüfen Sie Bilder und notieren Sie die Anzahl der Fliegen in jedem Abschnitt über die Zeit. Der prozentuale Anteil von Fliegen in jedem Abschnitt über die Zeit. Hinweise: Wiederholen Sie diese ganze Prozedur mit den gleichen Fliegen mit 2 oder 3 Mal Sehenswürdigkeiten, zum Beispiel, Tag 3, 5 und 7. Wenn zu viele Fliegen sterben während des Experiments ist es möglich, Scale-up der ursprünglichen Versuchsnummer zu kompensieren für die Sterblichkeit. Verwenden Sie geeignete statistische Analysen, um die Daten zu vergleichen. </li></ol></li></ol> 2. Drosophila spontane Locomotion Assay <ol><li> Nahrungszubereitung <ol><li> Rekonstituieren 3 g Instant Drosophila-Medium mit 15 ml entionisiertem Wasser und der gewünschten Rotenon(Oder ein anderes Medikament von Interesse) Dosierung. </li><li> Sobald die Nahrung Mischung fest geworden (ca. 5 min), sorgfältig zu laden das Essen auf etwa 1 cm hoch in Herstellers transparente Rohre (5 mm x 65 mm). Füge das Medikament infundiert Nahrung auf die Rohre durch die Rohre genau platzieren vertikal in der Lebensmittel-und verdrehen, bis sie mit dem Nahrungsmittel im Inneren des Rohres entfernt werden. Hinweis: Es ist hilfreich, einen Finger auf die Öffnung des Rohres Ort, um ein Vakuum zu erzeugen. Lebensmittel sollten keine Luftblasen enthalten oder eine unebene Oberfläche, wie die Fliegen können stecken bleiben. </li></ol></li><li> Versuchsaufbau <ol><li> Eine Plastikkappe an dem Ende des Rohres am nächsten zu der Nahrung. Schieben Sie die Kunststoffkappe auf dem Rohr so ​​wenig wie möglich, da es eine Luftblase in der Ampulle zu erstellen, wenn geschoben, um mit Nachdruck. </li><li> Sedate 1 Tag-alten männlichen fliegt mit CO 2 und sorgfältig legen 1 Männchen fliegen in jedes Rohr mit einem Pinsel. Wiederholen, je nach Anzahl der gewünschten Prüfungen. </li><li> Stecken Sie denEnde des Rohres am weitesten von der Nahrung mit einem kleinen Wattebausch, die Hand vom größeren Speicher aufgerollt werden kann, haben Watte. </li><li> Ermöglichen Linie mit den Rohren in einer horizontalen Position für 15 Minuten zu erholen und zu gewährleisten, dass alle Fliegen lebendig und aktiv sind. Setzen Sie die Rohre in DAM und stellen Sie sicher, dass alle Rohre sind in der gleichen Position relativ zu Damm. Anmerkung: Es ist möglich, sie mit dem Bereich der Überwachung in der Mitte der Ampulle zu platzieren, oder um alle Röhrchen zur Seite zu schieben, so dass das Ende des Rohrs überwacht wird. Hinweis: Siehe Diskussion für Variationen dieser Methode. </li></ol></li><li> Data Collection <ol><li> Legen Sie das DAM in einem 12 Stunden Dunkelheit, 12 Stunden Licht Inkubator auf 25 ° C eingestellt. Schließen Sie das DAM an die Datensammelsystem. Öffnen Sie die DAM-Software und unter Einstellungen wählen bin Länge bis 10 min. Starten Sie die Datenerfassung und damit das Programm, um Daten für 7 Tage zu sammeln. Hinweis: Bin Länge kann bei Bedarf angepasst werden. </li><li> Datenanalyse Hinweis: Prozessdie Daten, die Zählimpulse pro min als Maß für die langfristige spontane Lokomotion zu erhalten. <ol><li> Öffnen DAM Datei-Scan-Programm und Zugang Überwachungsdaten, indem Sie wählen Eingangsdaten. </li><li> Wählen Sie den entsprechenden Bereich und wählen Sie Monitor bin Länge bis 10-Minuten-Intervallen. </li><li> In Ausgabedateityp wählen Sie Kanal-Dateien. Lassen Sie alle anderen Optionen als Standard. </li><li> Klicken Sie auf Scan-Daten und speichern Sie in einem bestimmten Ordner. </li><li> Import von Daten in einem zirkadianen Datenanalyse-Software, um Zählungen pro min erhalten. Hinweis: Für die Datenanalyse-Software Clocklab wird häufig verwendet. Andere Optionen sind ebenfalls erhältlich. </li></ol></li></ol></li></ol>

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	<li>Olanow, C. W., Tatton, W. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Etiology+and+pathogenesis+of+Parkinson's+disease.">Etiology and pathogenesis of Parkinson's disease.</a> Annual review of neuroscience. 22, 123-144 (1999).</li><li>Coulom, H., Birman, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+exposure+to+rotenone+models+sporadic+Parkinson's+disease+in+Drosophila+melanogaster.">Chronic exposure to rotenone models sporadic Parkinson's disease in Drosophila melanogaster.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 24, 10993-10998 (2004).</li><li>Hosamani, R., Ramesh, S. R., Muralidhara, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Attenuation+of+rotenone-induced+mitochondrial+oxidative+damage+and+neurotoxicty+in+Drosophila+melanogaster+supplemented+with+creatine.">Attenuation of rotenone-induced mitochondrial oxidative damage and neurotoxicty in Drosophila melanogaster supplemented with creatine.</a> Neurochemical research. 35, 1402-1412 (2010).</li><li>Islam, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+neuroprotective+role+of+the+human+uncoupling+protein+2+(hUCP2)+in+a+Drosophila+Parkinson's+disease+model.">A neuroprotective role of the human uncoupling protein 2 (hUCP2) in a Drosophila Parkinson's disease model.</a> Neurobiology of disease. 46, 137-146 (2012).</li><li>Lawal, H. O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Drosophila+vesicular+monoamine+transporter+reduces+pesticide-induced+loss+of+dopaminergic+neurons.">The Drosophila vesicular monoamine transporter reduces pesticide-induced loss of dopaminergic neurons.</a> Neurobiology of. 40, 102-112 (2010).</li><li>St Laurent, ., O'Brien, R., M, L., Ahmad, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sodium+butyrate+improves+locomotor+impairment+and+early+mortality+in+a+rotenone-induced+Drosophila+model+of+Parkinson's+disease.">Sodium butyrate improves locomotor impairment and early mortality in a rotenone-induced Drosophila model of Parkinson's disease.</a> Neuroscience. 246, 382-390 (2013).</li><li>Sherer, T. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mechanism+of+toxicity+in+rotenone+models+of+Parkinson's+disease.">Mechanism of toxicity in rotenone models of Parkinson's disease.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 23, 10756-10764 (2003).</li><li>Munoz-Soriano, V., Paricio, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+models+of+Parkinson's+disease:+discovering+relevant+pathways+and+novel+therapeutic+strategies.">Drosophila models of Parkinson's disease: discovering relevant pathways and novel therapeutic strategies.</a> Parkinson's disease. , 520640 (2011).</li><li>Steffan, J. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Histone+deacetylase+inhibitors+arrest+polyglutamine-dependent+neurodegeneration+in+Drosophila.">Histone deacetylase inhibitors arrest polyglutamine-dependent neurodegeneration in Drosophila.</a> Nature. 413, 739-743 (2001).</li><li>Auluck, P. K., Bonini, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacological+prevention+of+Parkinson+disease+in+Drosophila.">Pharmacological prevention of Parkinson disease in Drosophila.</a> Nature medicine. 8, 1185-1186 (2002).</li><li>Whitworth, A. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+glutathione+S-transferase+activity+rescues+dopaminergic+neuron+loss+in+a+Drosophila+model+of+Parkinson's+disease.">Increased glutathione S-transferase activity rescues dopaminergic neuron loss in a Drosophila model of Parkinson's disease.</a> Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 102, 8024-809 (2005).</li><li>Ahmad, S. T., Steinmetz, S. B., Bussey, H. M., Possidente, B., Seggio, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Larval+ethanol+exposure+alters+free-running+circadian+rhythm+and+per+Locus+transcription+in+adult+D.+melanogaster+period+mutants.">Larval ethanol exposure alters free-running circadian rhythm and per Locus transcription in adult D. melanogaster period mutants.</a> Behavioural brain research. 241, 50-55 (2013).</li><li>Seggio, J. A., Possidente, B., Ahmad, S. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Larval+ethanol+exposure+alters+adult+circadian+free-running+locomotor+activity+rhythm+in+Drosophila+melanogaster.">Larval ethanol exposure alters adult circadian free-running locomotor activity rhythm in Drosophila melanogaster.</a> Chronobiology international. 29, 75-81 (2012).</li><li>Chaudhuri, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interaction+of+genetic+and+environmental+factors+in+a+Drosophila+parkinsonism+model.">Interaction of genetic and environmental factors in a Drosophila parkinsonism model.</a> The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience. 27, 2457-2467 (2007).</li><li>Feany, M. B., Bender, W. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Drosophila+model+of+Parkinson's+disease.">A Drosophila model of Parkinson's disease.</a> Nature. 404, 394-398 (2000).</li><li>Ali, Y. O., Escala, W., Ruan, K., Zhai, R. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assaying+locomotor,+learning,+and+memory+deficits+in+Drosophila+models+of+neurodegeneration.">Assaying locomotor, learning, and memory deficits in Drosophila models of neurodegeneration.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. , (2011).</li><li>Gargano, J. W., Martin, I., Bhandari, P., Grotewiel, M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+iterative+negative+geotaxis+(RING):+a+new+method+for+assessing+age-related+locomotor+decline+in+Drosophila.">Rapid iterative negative geotaxis (RING): a new method for assessing age-related locomotor decline in Drosophila.</a> Experimental gerontology. 40, 386-395 (2005).</li><li>Nichols, C. D., Becnel, J., Pandey, U. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Methods+to+assay+Drosophila+behavior.">Methods to assay Drosophila behavior.</a> Journal of visualized experiments : JoVE. , (2012).</li><li>Slawson, J. B., Kim, E. Z., Griffith, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+video+tracking+of+locomotion+in+adult+Drosophila+melanogaster.">High-resolution video tracking of locomotion in adult Drosophila melanogaster.</a> Journal of Visualized Experiments : JoVE. , (2009).</li></ol>

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

In dieser Studie beschreiben wir zwei Verfahren zur Messung sowohl langfristige Fortbewegung spontane und kurzfristige Schreck-induzierten Fortbewegung in einer Rotenon-induzierten Drosophila Modell der Parkinson-Krankheit. Man kann auch diese Bewegungs Merkmale entfernt, um andere pharmakologische Wirkstoffe bekannt, die Parkinson-Krankheit zB Typ, Paraquat 14, genetischen Modellen der Parkinson-Krankheit beispielsweise alpha-Synuclein-Mutanten 15 und andere Flugmodelle ...

Fortbewegungsmangel sind ein Hauptsymptom der Parkinson-Krankheit und sind weitgehend durch Verschlechterung der dopaminergen Neuronen der Substantia nigra 1 verursacht. Rotenon ist ein Insektizid, das Keton eingehend untersucht worden ist, um die Parkinson-motorische Defizite in Drosophila 2-6 modellieren. Rotenon verursacht oxidativen Schäden durch die Blockierung der oxidativen Phosphorylierung Weg, die letztlich zum Zelltod 7. Dopaminergen Neuronen sind anfälliger für Rotenon Toxizität, so dass die Auswirkungen der chemischen hauptsächlich Motors auf 2,7. Durch die Induktion Symptome des Morbus Parkinson in Fliegen, können wir besser verstehen, die Krankheit und ihre Symptome zu beheben 6,8-11. Drosophila bietet ein gutes Modell für die Untersuchung dieser Effekt, weil sie genetisch manipulierbaren, leicht zu pflegen sind, und haben einen schnellen Lebenszyklus. Mehrere Studien haben gezeigt, dass Rotenon verursacht kurzfristige Schreck-induzierteFortbewegung Mängel in Drosophila -Wenn Fliegen werden auf Rotenon-Lebensmittel ergänzt gehalten, zeigen sie eine langsamere Reaktion nach negativen geotactic Schreck 2-6. Ihr Versagen, nach oben in einem Fläschchen Gerät so schnell wie Steuer Studien klettern ist bezeichnend für Schreck-induzierten Bewegungsfehler. Die Wirkung von Rotenon auf langfristige, ist spontane Bewegung nicht gut beschrieben. Drosophila Aktivitätsmonitore (Dämme) erfolgreich verwendet, um Bewegung in Drosophila zirkadianen Rhythmus zu überwachen studiert 12,13. Fliegen werden in Einzelrohre, die in das DAM geladen angeordnet. Diese Vorrichtung ist mit einem Infrarotsensor, der die Anzahl von Malen eine Fliege bricht den Infrarotstrahl zählt ausgestattet. Diese Zählwerte können als Maß für die ungestörte Fortbewegung und Aktivität 12,13 verwendet werden. Durch die Platzierung Fliegen in einer DAM, kann die Wirkung von Rotenon auf ihre langfristige Fortbewegung charakterisiert werden. Diese Studie beschreibt die Methoden zum MessenUre kurzfristige Schreck-induzierten Fortbewegung und langfristige spontane Fortbewegung, um die Auswirkungen von Rotenon vermittelten motorischen Defiziten besser zu verstehen. Charakterisierung von Bewegungsmangel imitiert Parkinson-Krankheit sind wichtig, weil sie es erlauben, die Untersuchung von anderen Verbindungen, die diese Bewegungsfehler der Rückwärtsgang kann.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="628">
	<tbody>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Standard narrow vials</td>
			<td style="width:127px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">32-120</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Rotenone</td>
			<td style="width:127px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">R8875</td>
			<td>Store in freezer, make fresh for each experiment</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Dimethyl Sulfoxide (DMSO)</td>
			<td style="width:127px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">D8418</td>
			<td>Solvent for rotenone</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Instant Drosophila medium</td>
			<td style="width:127px;">Carolina Biological&#160;</td>
			<td style="width:119px;">Formula 4-24</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">Drosophila activity monitor (DAM)</td>
			<td style="width:127px;">Trikinetics</td>
			<td style="width:119px;">DAM2</td>
			<td>trikinetics.com</td>
		</tr>
		<tr height="40">
			<td height="40" style="height:40px;width:216px;">DAM tubes</td>
			<td style="width:127px;">Trikinetics</td>
			<td style="width:119px;">Tubes 5X65 mm</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;"></td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Recipe for Rotenone +food (125 mM dose)</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>Make 62.5 mM rotenone stock solution in DMSO by dissolving 25 mg rotenone in 1 ml DMSO&#160;</td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;"></td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td>For 125 mM dose, add 10 mM rotenone stock in DMSO to 5 ml water.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

methods to characterize spontaneous and startle-induced locomotion in a rotenone-induced parkinson's disease model of drosophila

Parkinson-Krankheit ist eine neurodegenerative Erkrankung, die aus der Degeneration der dopaminergen Neuronen führt das Zentralnervensystem, vor allem in der Substantia nigra. Die Krankheit verursacht motorischen Defiziten, die als Steifigkeit, Zittern und Demenz bei Menschen zu präsentieren. Rotenon ist ein Insektizid, das oxidative Schäden verursacht durch die Hemmung der Funktion der Elektronentransportkette in den Mitochondrien. Es wird auch zur Behandlung der Parkinson-Krankheit in Drosophila zu modellieren. Fliegen haben eine inhärente negativen geotactic Antwort, die sie nach oben zu klettern, auf Erschrecken zwingt. Es wurde festgestellt, dass Rotenon verursacht frühe Sterblichkeit und Mängel, die Fortbewegung der Fliegen Fähigkeit zu klettern, nachdem sie zuvor nach unten geklopft zu stören. Jedoch ist die Wirkung auf die spontane Bewegung Rotenon nicht gut dokumentiert. Diese Studie beschreibt zwei empfindliche, reproduzierbare und Hochdurchsatz-Assays Rotenon-induzierten Mängel kennzeichnenkurzfristige Schreck-induzierten Fortbewegung und langfristige spontane Fortbewegung in Drosophila. Diese Assays können leicht angepasst, um andere Drosophila Modelle von Bewegungsfehlern und Wirksamkeit von therapeutischen Mitteln zu charakterisieren.

Drosophila Startle-induzierte Locomotion Assay Wildtyp-, Kantons-S, zeigte Fliegen eine robuste negativen geotactic Reaktion mit nur etwa 88% und 5% der Fliegen in den oberen und unteren Abschnitten jeweils der Doppel Fläschchen Gerät nach 30 sec (Abbildung 1). Fliegen bis 125 um und 250 um Rotenon für 3 Tage ausgesetzt waren, zeigten einen leichten Rückgang in der Anzahl der Fliegen im oberen Bereich und eine leichte Erhöhung der Anza...

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Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson&#039;s Disease Model of Drosophila

Parkinson-Krankheit ist eine neurodegenerative Erkrankung, die aus der Degeneration der dopaminergen Neuronen im Zentralnervensystem führt, wodurch Bewegungsfehler. Rotenon Modellen der Parkinson-Krankheit in Drosophila. In diesem Dokument werden zwei Tests, die sowohl spontan als auch erschrecken-induzierten Bewegungsmangel durch Rotenon verursacht charakterisieren.

Methoden zur Charakterisierung Spontan und Startle-induzierte Locomotion in einer Rotenon-induzierten Parkinson-Krankheit Modell der<em&gt; Drosophila</em

Parkinson&#8217;s disease is a neurodegenerative disorder that results from the degeneration of dopaminergic neurons in the central nervous system, ...

methods-to-characterize-spontaneous-startle-induced-locomotion

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

10.0K Aufrufe.  Colby College.  Parkinson-Krankheit ist eine neurodegenerative Erkrankung, die aus der Degeneration der dopaminergen Neuronen im Zentralnervensystem führt, wodurch Bewegungsfehler. Rotenon Modellen der Parkinson-Krankheit in Drosophila. In diesem Dokument werden zwei Tests, die sowohl spontan als auch erschrecken-induzierten Bewegungsmangel durch Rotenon verursacht charakterisieren. 

Serie: Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

Autologous Blood Injection to Model Spontaneous Intracerebral Hemorrhage in Mice

Investigation of the pathophysiology of injury after intracerebral
hemorrhage (ICH) requires a reproducible animal model. While ICH
accounts for 10-15% of all strokes, there remains no specific
effective therapy. The autologous blood injection model in mice
involves the stereotaxic injection of arterial blood into the basal
ganglia mimicking a spontaneous hypertensive hemorrhage in man. The
response to hemorrhage can then be studied in vivo and the
neurobehavioral deficits quantified, allowing for description of the
ensuing pathology and the testing of potential therapeutic agents. The
procedure described in this protocol uses the double injection
technique to minimize risk of blood reflux up the needle track, no
anticoagulants in the pumping system, and eliminates all dead space
and expandable tubing in the system.

The autologous blood injection model of intracerebral hemorrhage in mice described in this protocol uses the double injection technique to minimize risk of blood reflux up the needle track, no anticoagulants in the pumping system, and eliminates all dead space and expandable tubing in the system.

Eigenblut Injection zu Spontane intrazerebrale Blutungen in Mäuse-Modell

Investigation of the pathophysiology of injury after intracerebral
hemorrhage (ICH) requires a reproducible animal model.  While ICH
accounts for 10-15% ...

Forschung

Neurowissenschaften

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular disease and various neurological diseases1. We have optimized simple and robust behavioral assays for determining larval locomotion, adult climbing ability (RING assay), and courtship behaviors of Drosophila. These behavioral assays are widely applicable for studying the role of genetic and environmental factors on fly behavior. Larval crawling ability can be reliably used for determining early stage changes in the crawling abilities of Drosophila larvae and also for examining effect of drugs or human disease genes (in transgenic flies) on their locomotion. The larval crawling assay becomes more applicable if expression or abolition of a gene causes lethality in pupal or adult stages, as these flies do not survive to adulthood where they otherwise could be assessed. This basic assay can also be used in conjunction with bright light or stress to examine additional behavioral responses in Drosophila larvae. Courtship behavior has been widely used to investigate genetic basis of sexual behavior, and can also be used to examine activity and coordination, as well as learning and memory. Drosophila courtship behavior involves the exchange of various sensory stimuli including visual, auditory, and chemosensory signals between males and females that lead to a complex series of well characterized motor behaviors culminating in successful copulation. Traditional adult climbing assays (negative geotaxis) are tedious, labor intensive, and time consuming, with significant variation between different trials2-4. The rapid iterative negative geotaxis (RING) assay5 has many advantages over more widely employed protocols, providing a reproducible, sensitive, and high throughput approach to quantify adult locomotor and negative geotaxis behaviors. In the RING assay, several genotypes or drug treatments can be tested simultaneously using large number of animals, with the high-throughput approach making it more amenable for screening experiments.

Methods to Assay Drosophila Behavior

Drosophila melanogaster is a genetically and behaviorally tractable model system that has been used to understand the molecular and cellular basis of many important biological processes for over a century 1. Drosophila has been well exploited to gain insights into the genetic basis of fly behavior.

Methoden zum Test Drosophila Verhalten

Drosophila melanogaster, the fruit fly, has been used to study molecular mechanisms of a wide range of human diseases such as cancer, cardiovascular ...

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar olfactory systems suggesting that the biological approach to chemical sensing has been optimized over evolutionary time1. In the insect olfactory system, odorants are transduced by olfactory receptor neurons (ORN) in the antenna, which convert chemical stimuli into trains of action potentials. Sensory input from the ORNs is then relayed to the antennal lobe (AL; a structure analogous to the vertebrate olfactory bulb). In the AL, neural representations for odors take the form of spatiotemporal firing patterns distributed across ensembles of principal neurons (PNs; also referred to as projection neurons)2,3. The AL output is subsequently processed by Kenyon cells (KCs) in the downstream mushroom body (MB), a structure associated with olfactory memory and learning4,5. Here, we present electrophysiological recording techniques to monitor odor-evoked neural responses in these olfactory circuits.
First, we present a single sensillum recording method to study odor-evoked responses at the level of populations of ORNs6,7. We discuss the use of saline filled sharpened glass pipettes as electrodes to extracellularly monitor ORN responses. Next, we present a method to extracellularly monitor PN responses using a commercial 16-channel electrode3. A similar approach using a custom-made 8-channel twisted wire tetrode is demonstrated for Kenyon cell recordings8. We provide details of our experimental setup and present representative recording traces for each of these techniques.

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust Schistocerca Americana Olfactory Circuits

We demonstrate variations of the extracellular multi-unit recording technique to characterize odor-evoked responses in the first three stages of the invertebrate olfactory pathway. These techniques can easily be adapted to examine ensemble activity in other neural systems as well.

Multi-unit Recording Methoden zur neuronalen Aktivität in der Locust Charakterisieren (<em&gt; Schistocerca Americana</em&gt;) Olfaktorische Circuits

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival  of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar ...

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such behavior is spontaneous locomotor activity. Here we describe our protocol that utilizes Drosophila population monitors and a tracking system that allows continuous monitoring of the spontaneous locomotor activity of flies for several days at a time. This method is simple, reliable, and objective and can be used to examine the effects of aging, sex, changes in caloric content of food, addition of drugs, or genetic manipulations that mimic human diseases.

Determination of the Spontaneous Locomotor Activity in Drosophila melanogaster

Drosophila melanogaster are useful in studying genetic or environmental manipulations that affect behaviors such as spontaneous locomotor activity.&#160; Here we describe a protocol that utilizes monitors with infrared beams and data analysis software to quantify spontaneous locomotor activity.&#160;

Bestimmung der spontanen lokomotorischen Aktivität in<em&gt; Drosophila melanogaster</em

Drosophila melanogaster has been used as an excellent model organism to study environmental and genetic manipulations that affect behavior. One such ...

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic Brain Injury (mTBI). The mechanisms responsible for its complex pathological changes remain largely elusive, despite a recent consensus to define the neuropathological criteria. Here, we describe a novel method to develop a model of CTE in Drosophila melanogaster&#160;(Drosophila&#160;)&#160;in an attempt to identify the key genes and pathways that lead to the characteristic hyperphosphorylated tau accumulation and neuronal death in the brain. Adjustable-strength impacts to inflict mild closed injury are delivered directly to the fly head, subjecting the head to rapid acceleration and deceleration. Our method eliminates the potential problems inherent with other Drosophila mTBI models (e.g.,animal death might be induced by damage to other parts of the body or to internal organs). The less labor- and cost-intensive animal care, short life span, and extensive genetic tools make the fruit fly ideal to study CTE pathogenesis and make it possible to perform large-scale, genome-wide forward genetic and pharmacological screens. We anticipate that the ongoing characterization of the model will generate important mechanistic insights on disease prevention and therapeutic approaches.

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Here, we describe a new approach to inflict closed-head traumatic brain injury in Drosophila melanogaster. Our method has the advantage of directly delivering repetitive impacts with adjustable strength to the head alone. Further exploration of the invertebrate system will help to illuminate the pathogenesis of chronic traumatic encephalopathy.

Eine neuartige Methode zur Modellierung chronisch traumatischer Enzephalopathie in<em&gt; Drosophila</em

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic ...

Quantifying Spontaneous Ca2+ Fluxes and their Downstream Effects in Primary Mouse Midbrain Neurons

Parkinson&#8217;s disease (PD) is a devastating neurodegenerative disorder caused by the degeneration of dopaminergic (DA) neurons. Excessive Ca2+ influx due to the abnormal activation of glutamate receptors results in DA excitotoxicity and has been identified as an important mechanism for DA neuron loss. In this study, we isolate, dissociate, and culture midbrain neurons from the mouse ventral mesencephalon (VM) of ED14 mouse embryos. We then infect the long-term primary mouse midbrain cultures with an adeno-associated virus (AAV) expressing a genetically encoded calcium indicator, GCaMP6f under control of the human neuron-specific synapsin promoter, hSyn. Using live confocal imaging, we show that cultured mouse midbrain neurons display spontaneous Ca2+ fluxes detected by AAV-hSyn-GCaMP6f. Bath application of glutamate to midbrain cultures causes abnormal elevations in intracellular Ca2+ within neurons and this is accompanied by caspase-3 activation in DA neurons, as demonstrated by immunostaining. The techniques to identify glutamate-mediated apoptosis in primary mouse DA neurons have important applications for the high content screening of drugs that preserve DA neuron health.

Quantifying Spontaneous Ca2+ Fluxes and their Downstream Effects in Primary Mouse Midbrain Neurons

Here we present a protocol to measure in vitro Ca2+ fluxes in midbrain neurons and their downstream effects on caspase-3 using primary mouse midbrain cultures. This model can be employed to study pathophysiologic changes related to abnormal Ca2+ activity in midbrain neurons, and to screen novel therapeutics for anti-apoptotic properties.

Quantifizierung von Spontan-Ca2+-Fluxes und ihren nachgelagerten Auswirkungen in primären Maus-Midbrain-Neuronen

Parkinson&#8217;s disease (PD) is a devastating neurodegenerative disorder caused by the degeneration of dopaminergic (DA) neurons. Excessive Ca2+ influx ...

Applying the RatWalker System for Gait Analysis in a Genetic Rat Model of Parkinson's Disease

Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder caused by the loss of dopaminergic (DA) neurons in the substantia nigra pars compacta. Gait abnormalities, including decreased arm swing, slower walking speed, and shorter steps are common in PD patients and appear early in the course of disease. Thus, the quantification of motor patterns in animal models of PD will be important for phenotypic characterization during disease course and upon therapeutic treatment. Most cases of PD are idiopathic; however, the identification of hereditary forms of PD uncovered gene mutations and variants, such as loss-of-function mutations in Pink1 and Parkin, two proteins involved in mitochondrial quality control that could be harnessed to create animal models. While mice are resistant to neurodegeneration upon loss of Pink1 and Parkin (single and combined deletion), in rats, Pink1 but not Parkin deficiency leads to nigral DA neuron loss and motor impairment. Here, we report the utility of FTIR imaging to uncover gait changes in freely walking young (2 months of age) male rats with combined loss of Pink1 and Parkin prior to the development of gross visually apparent motor abnormality as these rats age (observed at 4-6 months), characterized by hindlimb dragging as previously reported in Pink1 knockout (KO) rats.

Here we describe the RatWalker system, built by redesigning the MouseWalker apparatus to accommodate for the increased size and weight of rats. This system uses frustrated total internal reflection (FTIR), high-speed video capture, and open-access analysis software to track and quantify gait parameters.

Anwendung des RatWalker-Systems zur Ganganalyse in einem genetischen Rattenmodell der Parkinson-Krankheit

Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder caused by the loss of dopaminergic (DA) neurons in the substantia nigra pars ...

The 6-hydroxydopamine Rat Model of Parkinson's Disease

Motor symptoms of Parkinson's disease (PD)-bradykinesia, akinesia, and tremor at rest-are consequences of the neurodegeneration of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta (SNc) and dopaminergic striatal deficit. Animal models have been widely used to simulate human pathology in the laboratory. Rodents are the most used animal models for PD due to their ease of handling and maintenance. Moreover, the anatomy and molecular, cellular, and pharmacological mechanisms of PD are similar in rodents and humans. The infusion of the neurotoxin, 6-hydroxydopamine (6-OHDA), into a medial forebrain bundle (MFB) of rats reproduces the severe destruction of dopaminergic neurons and simulates PD symptoms. This protocol demonstrates how to perform the unilateral microinjection of 6-OHDA in the MFB in a rat model of PD and shows the motor deficits induced by 6-OHDA and predicted dopaminergic lesions through the stepping test. The 6-OHDA causes significant impairment in the number of steps performed with the contralateral forelimb.

The 6-hydroxydopamine (6-OHDA) model has been used for decades to advance the understanding of Parkinson's Disease. In this protocol, we demonstrate how to perform unilateral nigrostriatal lesions in the rat by injecting 6-OHDA in the medial forebrain bundle, assess motor deficits, and predict lesions using the stepping test.

Das 6-Hydroxydopamin-Rattenmodell der Parkinson-Krankheit

Motor symptoms of Parkinson's disease (PD)-bradykinesia, akinesia, and tremor at rest-are consequences of the neurodegeneration of dopaminergic neurons in ...

Induction and Assessment of Levodopa-induced Dyskinesias in a Rat Model of Parkinson's Disease

Levodopa (L-DOPA) remains the gold-standard therapy used to treat Parkinson&#39;s disease (PD) motor symptoms. However, unwanted involuntary movements known as L-DOPA-induced dyskinesias (LIDs) develop with prolonged use of this dopamine precursor.&#160;It is estimated that the incidence of LIDs escalates to approximately 90% of individuals with PD within 10&#8211;15 years of treatment. Understanding the mechanisms of this malady and developing both novel and effective anti-dyskinesia treatments requires consistent and accurate modeling for pre-clinical testing of therapeutic interventions. A detailed method for reliable induction and comprehensive rating of LIDs following 6-OHDA-induced nigral lesioning in a rat model of PD is presented here. Dependable LID assessment in rats provides a powerful tool that can be readily utilized across laboratories to test emerging therapies focused on reducing or eliminating this common treatment-induced burden for individuals with PD.

This article describes methods to induce and evaluate levodopa-induced dyskinesias in a rat model of Parkinson&#39;s disease. The protocol offers detailed information regarding the intensity and frequency of a range of dyskinetic behaviors, both dystonic and hyperkinetic, providing a reliable tool to test treatments targeting this unmet medical need.

Induktion und Bewertung von Levodopa-induzierten Dyskinesien in einem Rattenmodell der Parkinson-Krankheit

Levodopa (L-DOPA) remains the gold-standard therapy used to treat Parkinson&#39;s disease (PD) motor symptoms. However, unwanted involuntary movements ...

Locomotor Assessment of 6-Hydroxydopamine-induced Adult Zebrafish-based Parkinson's Disease Model

The limitations of current treatments in delaying dopaminergic neuronal loss in Parkinson&#39;s disease (PD) raise the need for alternative therapies that can restore these neurons. Much effort is currently directed toward a better understanding of neuroregeneration using preclinical in vivo models. This regenerative capability for self-repair is, however, inefficient in mammals. Non-mammalian animals like zebrafish have thus emerged as an excellent neuroregenerative model due to its capability to continuously self-renew and have a close brain homology to humans. As part of the effort in elucidating cellular events involved in neuroregeneration in vivo, we have established the 6-hydroxydopamine (6-OHDA)-induced adult zebrafish-based PD model. This was achieved through the optimized intracerebroventricular (ICV) microinjection of 99.96&#160;mM 6-OHDA to specifically ablate dopaminergic neurons (DpN) in the ventral diencephalon (Dn) of zebrafish brain. Immunofluorescence indicated more than 85% of DpN ablation at day three postlesion and full restoration of DpN at lesioned site 30 days postlesion. The present study determined the impairment and subsequent recovery of zebrafish swimming behavior following lesion by using the open field test through which two parameters, distance traveled (cm) and mean speed (cm/s), were quantified. The locomotion was assessed by analyzing the recordings of individual fish of each group (n = 6) using video tracking software. The findings showed a significant (p &#60; 0.0001) reduction in speed (cm/s) and distance traveled (cm) of lesioned zebrafish 3 days postlesion when compared to sham. The lesioned zebrafish exhibited full recovery of swimming behavior 30 days postlesion. The present findings suggest that 6-OHDA lesioned adult zebrafish is an excellent model with reproducible quality to facilitate the study of neuroregeneration in PD. Future studies on the mechanisms underlying neuroregeneration as well as intrinsic and extrinsic factors that modulate the process may provide important insight into new cell replacement treatment strategies against PD.

The present protocol describes the intracerebroventricular (ICV) injection of adult zebrafish with neurotoxic 6-hydroxydopamine (6-OHDA) at the ventral diencephalon (Dn) and the assessment of the impairment and subsequent recovery of swimming behavior postlesion by using the open tank test, which is accompanied by analysis using a video tracking software.

Lokomotorische Bewertung des 6-Hydroxydopamin-induzierten adulten Zebrafisch-basierten Parkinson-Modells

The limitations of current treatments in delaying dopaminergic neuronal loss in Parkinson&#39;s disease (PD) raise the need for alternative therapies that ...