저자는 공개 할 것이 없습니다.

1. 스트라이크 장치의 조립 ( 그림 1 ) <ol><li> 1mL 투베르쿨린 주사기에서 플런저를 제거합니다. 배럴을 1 mL 표시로 자릅니다. </li><li> 200 μL 피펫 팁에서 에어로졸 장벽 (높이 3 mm x 4 mm)을 제거하고 임팩터로 사용하십시오. 충격 장치를 시린지 배럴 안에 놓으십시오. 천천히 배럴을 탭하여 임팩터를 팁 끝으로 움직이십시오. 평평한면이 노즐 입구를 덮습니다. </li><li> Drosophila 마취 스테이션의 이산화탄소 (CO2) 유량 조절기에 연결된 플라스틱 튜빙에 배럴 팁 끝을 연결하십시오. </li><li> 배럴을 수직으로 잡고 표준 클램프 홀더 스탠드에 끼워서 충격 장치가 통의 바닥에 머 무르도록하십시오. </li><li> 플라이 홀더를 만들기 위해 200 μL 피펫 팁을 수정하십시오. <ol><li> 끝에서 4mm를 잘라 0.8mm 지름의 구멍을 만들어 플라이 헤드 만 노출되게하십시오. 참고 : tho뗏목 및 파리 몸의 다른 모든 부분은 피펫 팁 안에 머물 것입니다. </li></ol></li><li> 커넥터를 만들기 위해 1,000 μL 피펫 팁과 1 mL 주사기 바늘 캡을 수정하십시오. <ol><li> 팁의 입구에서 44mm 떨어져 자릅니다. 1 ML 주사기 바늘 캡의 6mm 길이를 가지고 1,000 μL 피펫 팁의 나머지 세그먼트에 단단히 밀어. </li></ol></li></ol> 2. 스트라이크 장치의 작동 <ol><li> 플라이 패드 (fly pad)에서 CO 2 를 사용하여 2 일 된 성인 여성 플라이에게 마취를하십시오. </li><li> 미세한 브러시로 플라이 홀더로 부드럽게 옮깁니다. 플라이 헤드가 팁 끝 외부에 보이도록 홀더를 부드럽게 두드립니다. 가요 성 코의 가위가 팁 외부에 노출 된 경우, 천천히 1 mL 주사기 바늘로 팁 안쪽으로 다시 넣습니다. 참고 : Fly proboscope를 홀더 안에 넣어야합니다. 그렇지 않으면, 파리는 빠는 코의 부상으로 사망 할 수 있습니다. </li><li> 플라이 호를 조이십시오.플라이 헤드가 아래쪽을 향하도록 커넥터가있는 주사기 배럴에 연결하십시오. </li><li> 가스 압력을 100 kPa로 설정하십시오. 실험 설계에 따라 유속을 조정하십시오. </li><li> 임팩트 터가 플라이 헤드를 한 번 치기 위해 유량 조절기 토글 스위치를 빠르게 켜고 끕니다. </li><li> 플라이 홀더를 들어 올려 플라이 패드 위로 옮깁니다. 플라이 홀더를 뒤집고 가볍게 측면을 가볍게 두 드리십시오. 빈 유리 병에 파리를 넣어 복구하십시오. </li></ol> 3. 비디오 지원 이동 추적 <ol><li> 추적 경기장을 만들기 위해 투명 실리콘 엘라스토머가있는 6cm 직경의 페트리 접시를 채 웁니다. 파리와 파리 사이에 3mm의 간격을 두어 파리가 자유롭게 걷고 날 수 없게하십시오. </li><li> 매번 샴 또는 치료 그룹에서 4 개의 파리를 마취하여 경기장에 배치하십시오. 파리를 22 ° C에서 1 시간 동안 방치하십시오. </li><li> 경기장 위에 CCD (Charge Coupled Device) 카메라를 배치하고 5 분 동안 기록합니다.</li><li> Ctrax 소프트웨어 (Caltech에서 무료로 구할 수 있음)를 사용하여 기록 된 운동 궤도를 분석하십시오. 추적 된 데이터를 프로그래밍 언어 (예 : Matlab) 호환 형식으로 내보내고 프레임 당 이동 한 거리를 기반으로 데이터를 분석합니다. 각 비행에 대한 평균 도보 거리를 계산하고 다른 모든 기록 된 파리 / 그룹과 결합하여 같은 그룹의 파일 집단이 이동 한 평균 누적 거리를 얻습니다. </li></ol>

<ol>
	<li>McKee, A. C., 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+first+NINDS/NIBIB+consensus+meeting+to+define+neuropathological+criteria+for+the+diagnosis+of+chronic+traumatic+encephalopathy.">The first NINDS/NIBIB consensus meeting to define neuropathological criteria for the diagnosis of chronic traumatic encephalopathy.</a> Acta Neuropathol. 131, 75-86 (2016).</li><li>Martland, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Punch+drunk.">Punch drunk.</a> JAMA. 91 (15), 1103-1107 (1928).</li><li>Millspaugh, 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=Dementia+pugilistica.">Dementia pugilistica.</a> US Naval Med Bull. 35, 297-303 (1937).</li><li>Omalu, B. 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이 작품은 존스 홉킨스 대 의과 대학 창립 자금 인 LC

신경 생리 학적 변화, 신경 병리학 적 특징, 신경 행동 적 결함을 포함하여 CTE 특성을 충실하게 모델링 한 동물 모델은 질병 기전을 밝히고 진단 및 치료 목표를 개발하는 데 필수적입니다. 인간 질병의 동물 모델이 임상 적으로 관련된 모든 종말점을 모방 할 때 완벽한 것은 아니라는 것을 이해할 수 있습니다. 그러나 우리는 견고한 CTE 모델이 다음 세 가지 요구 사항을 충족해야한다고 생각합니다. (1) 충격은 두피 및 두개골 보호가 손상되지 않은 머리에 직접 적용되어야합니다. (2) 충돌 노출 동안 헤드가 고정되어서는 안되며 따라서 빠른 가속 - 감속 및 회전 및 선형 헤드 이동이 허용됩니다. (3) 실험 디자인은 단일 및 반복적 인 정권을 포함해야하며, 충격 결과는 조직 부종, 타박상 또는 솔직한 출혈과 같은 눈에 보이는 손상을주지 않으면 서 본질적으로 경미해야한다. 오우과일 파리 모델은 파리 13,14,15에서 외상성 뇌 손상을 일으키는 다른 방법과 구별됩니다. Bead Ruptor 모델과 HIT 장치 모두 무작위로 충격 위치와 강도로 상해를 입 힙니다. 두 가지 방법 모두 표준 플라스틱 바이알 또는 2 mL 스크류 캡 튜브에 포함 된 다양한 수의 파리를 용기 벽에 접촉시키고 각 파업 또는 부상 시합 중에 여러 번 리바운드합니다. 파리는 컨테이너 내부에서 자유로이 움직일 수 있기 때문에, 신체 및 / 또는 머리의 다른 부분이 서로 다른 힘으로 부상 당하기 때문에 각자의 파리에 대한 주요 부상은 상당히 다릅니다. 따라서, 이러한 모델을 사용하여 파리가 장벽 장해 기능 장애를 겪었다는 것은 놀라운 일이 아닙니다. 이것은 양측 요법 13 , 14 에서 사망률과 직접적인 상관 관계가 있었으며, n두 시스템 모두에서 외상에 의한 손상이 원인이되었다. 대조적으로, 우리의 방법은 반복적으로 동일한 장소에 직접 헤드 충돌을 전달할 수 있습니다. 신체는 직접적인 노출로부터 보호되어 신체의 다른 부분이나 내부 기관의 손상으로 사망이 발생할 수 있다는 잠재적 인주의 사항을 제거합니다. 또한, 무게를 추진하는데 사용되는 CO2 가스의 유속은 조절되고 조절 가능한 강도를 달성하도록 조절 될 수있다. 가장 중요한 것은 파리 헤드가 파업시에 제약을받지 않기 때문에 인간 인구에서 발생하는 mTBI의 가장 일반적인 형태를 모방 한 매우 빠른 가속 - 감속 과정을 허용한다는 것 19 . CO2 유량 조절기를 제어하기 위해 자동 온 / 오프 스위치를 설치하는 것이 이상적 일지 모르지만, 현재의 수동 스위치는 임팩터 력의 재현성에 영향을 미치지 않는 것처럼 보입니다. 왜냐하면 우리 장치의 설계가 모두충격 장치가 머리에 부딪치게되면 신속하게 발휘되는 힘을 필요로합니다. 요약하면, 우리 시스템은 CTE를 모델링하는 새로운 플랫폼을 도입하여 mTBI를 더 잘 모방 할 수있는 새로운 체제를 제공합니다. 인간 신경 퇴행성 질환을 해독하는데 가치있는 것으로 증명 된 다른 초파리 (Drosophila) 모델과 마찬가지로, 뉴런 손상, 타우과 인산화, TDP-43 단백질 병증 및 입원 한 mTBI에 대한 신경 염증 반응에 대한 모델의 진행중인 상세한 특성 규명은 CTE 질병 과정에 대한 중요한 기계 론적 통찰력을 창출하고 현장에서의 중요한 질문에 답하는 데 도움이 될 것입니다.

만성 외상성 뇌병증 (CTE)은 최근 알츠하이머 병과 같은 다른 타우 병증과 별개로 별개의 신경 퇴행성 장애로 인정 받고 있습니다. 가장 중요한 위험 요소가 나이와 치매의 가족력이있는 알츠하이머 병 및 다른 일반적인 타우 병증과는 달리 CTE는 그 이름에서 알 수 있듯이 접촉 스포츠 선수들에게서 볼 수있는 뇌 외상의 병력과 밀접한 관련이 있으며, 사각 팬티, 축구 선수, 군대 참전 용사 2 , 3 , 4 , 5 등이 있습니다. 그것은 반복적으로 뇌에 뇌졸중과 뇌졸중을 가하는 것으로 시작된다고 생각됩니다. 환자는 알츠하이머 병, 전두 측두엽과 유의 한 중복되는인지 장애, 기분 및 행동 변화, 운동 장애와 같은 증상 및 징후를 나타낼 수 있습니다치매, 레위 몸 치매, 파킨슨 병 6 . 대조적으로, 뇌 조직의 사후 검사는 다른 퇴행성 질환에서 관찰되지 않는 병리학 적 특징 인 피질 상피의 깊이에서 작은 혈관을 둘러싼과 인산화 된 타우 축적의 뚜렷한 패턴을 나타낸다. 그러나 지금까지 질병 발현으로 이어지는 병인에 대해서는 거의 알려지지 않았다. 이것은 충실한 동물 모델이 부족하여 많은 부분을 차지합니다 - 단지 최근에 설치류 모델이 생성되었습니다 ( 5 , 8) . 이러한 모델 생물은 비용 집중 치료와 상대적으로 긴 수명의 단점을 가지고 있으며 신경 퇴행성 질환 연구에 적합하지 않습니다. 포유류 대조 물과 비교하여, Drosophila 와 같은 무척추 동물은 비용 효율적인 유지 관리와 함께 훌륭한 대안이며,유전 적 결정 요인 해부를위한 광범위한 도구 및 상대적으로 짧은 수명 9 . 놀랍게도, 파리와 인간의 두뇌는 진화 적으로 보존 된 분자 및 세포 경로뿐만 아니라 해부학 적 유사성을 공유한다 10 , 11 , 12 . 외상성 뇌 손상을 연구하기위한 두 개의 독창적 인 초파리 모델이 이전에 13 , 14 번 보고되었습니다. Katzenberger와 동료가 고안 한 최초의 &quot;고 충격 손상&quot;(HIT) 장치는 금속 스프링 13 , 15 의 자유 단에 연결된 플라스틱 바이알에 자유롭게 움직이는 파리가 들어있었습니다. 플라스틱 병이 수직으로 기울어 졌을 때 폴리 우레탄 패드를 치고 파리 벽에 부딪쳐 튀어 나와 반발했다. 대조적으로, Barekat과 동료들은 다른 전달 방법을 설계했습니다.Omni Bead Ruptor-24 호 모지 나이저 플랫폼 14 . 파리는 이산화탄소로 무력화되어 호 모지 나이저에 고정되고 사전 프로그램 된 진탕 조건에 적용되는 2 mL 스크류 캡 튜브에 두었다. 조직 균질 기 시스템을 사용하는 한 가지 이점은 실험자가 상해의 강도, 상해의 지속 시간 및 부상의 횟수를 조절할 수 있다는 것입니다. 그러나 두 정권 모두 동일한 단점을 갖고있다 : 머리에 대한 일차적 인 상해는 충격 위치와 힘의 측면에서 무작위로 가해진 다. 또한, 두 가지 방법 모두 신체 및 내부 기관의 다른 부분에 불가피한 부수적 인 손상으로 인해 상당한 사망률을 초래했습니다. 여기, 우리는 과일 파리에서 mTBI를 유도하는 새로운 방법을 설명합니다. 우리의 장치는 가스 추진 탄도 충격기로 구성되어 있습니다. 기존의 Drosophila 모델 14 , 15에 비해 우리의 방법은 meas자유롭게 움직일 수있는 플라이 헤드에서만 지시되는 유랑 충격 (lrable impact)은 충격 강도, 충격 사이의 시간 간격 및 지속 된 충격의 총 횟수와 같은 다양한 요인을 정확하게 제어 할 수 있습니다.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="692">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Aerosol Barrier</td>
			<td style="width:151px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1120-8810</td>
			<td style="width:207px;">Used as an impactor</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">200 ul Pipette Tip</td>
			<td style="width:151px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1111-0706</td>
			<td>Used as a fly head holder</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">1000 ul Pipette Tip</td>
			<td style="width:151px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1122-1830</td>
			<td>Used as a connector</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">1 ml Tuberculin Syringe</td>
			<td style="width:151px;">Becton Dickinson</td>
			<td style="width:119px;">309625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">60 mm Petri Dishes</td>
			<td style="width:151px;">Fisher Scientific</td>
			<td>FB0875713A</td>
			<td>Used as a tracking arenas</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Flow Regulator</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">59-122WC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Standard Clamp Holder/stand</td>
			<td style="width:151px;">EISCO Scientific</td>
			<td style="width:119px;">CH0688</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Fine Brush</td>
			<td style="width:151px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">59-204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Flypad</td>
			<td style="width:151px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">59-114</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Sylgard Silicone Elastomer</td>
			<td style="width:151px;">Dow Corning</td>
			<td>4019862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CCD Camera</td>
			<td style="width:151px;">Microsoft&#160;</td>
			<td style="width:119px;">HD-5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ctrax Walking Fly Tracker</td>
			<td style="width:151px;">Caltech</td>
			<td style="width:119px;">Ctrax 0.2.11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">MATLAB Image Processing Toolbox</td>
			<td style="width:151px;">MATLAB</td>
			<td style="width:119px;">R2015b</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel method to model chronic traumatic encephalopathy in drosophila

만성 외상성 뇌병증 (CTE)은 반복적 인 경미한 외상성 뇌 손상 (mTBI)에 대한 노출과 밀접하게 관련된 확립 된 신경 퇴행성 질환입니다. 복잡한 병리학 적 변화를 초래하는 기전은 신경 병리학 적 기준을 정의하는 최근의 합의에도 불구하고 크게 애매하다. 여기에서 우리는 Drosophila melanogaster ( Drosophila )에서 CTE 모델을 개발하여 뇌에서 특유의 과산화 된 타우 축적 및 신경 세포 죽음을 유도하는 핵심 유전자와 경로를 확인하려는 새로운 방법을 설명합니다. 경미한 닫힌 상처를 입히기 위해 조정 가능한 강도의 충격이 헤드를 급 가속 및 감속하도록하여 플라이 헤드에 직접 전달됩니다. 우리의 방법은 다른 Drosophila mTBI 모델에 내재 된 잠재적 문제를 제거합니다 ( 예 : 동물의 죽음은신체의 다른 부위 또는 내부 장기). 적은 노동력과 비용 집약적 인 동물 관리, 짧은 수명 및 방대한 유전 도구로 인해 CTE 병인을 연구하고 게놈 전반에 걸친 전방 유전자 및 약리학 적 스크리닝을 수행하는 것이 이상적입니다. 우리는 모델의 지속적인 특성화가 질병 예방 및 치료 방법에 대한 중요한 기계 론적 통찰력을 창출 할 것으로 기대한다.

성인 Drosophila를 사용하여 CTE 모델을 구축하기 위해 단일 폐쇄 머리 손상을 가할 때 우리 장치의 효율성을 결정했습니다. 유전자형, 성별 또는 나이와 관련된 변이를 없애기 위해 우리는 2 일 된 Canton-S WT 암컷 파리를 실험에 사용했습니다. 우리는 100 kPa의 일정한 가스 압력에서 CO 2 의 유량을 조절함으로써 임팩터의 강도를 쉽게 제어 할 수 있습니다. 가장 높은 유속 (15 L / min)에서 단일 타격에 노출 된 파리는 최소한의 외부 결함을 나타 냈습니다 ( 그림 2 ). 외부 눈과 입 냄새가 모두 보였다. 그럼에도 불구하고 우리는 15 L / min의 유속이 치명적이며 24 시간 내에 10 % 미만의 생존율을 나타냄을 발견했습니다 ( 그림 3A ). 대조적으로, 10 또는 7.5 L / 분의 스트라이크에 노출되면 각각 61.1 % 및 96.3 %의 생존율을 보였으 나, 5.0 및 2.5 L / min의 유속에서는 모든 파리가 살아남은 반면어 24 시간 ( 그림 3A ). 따라서 우리는 5.0 L / min CO2 유량으로 향후 연구를 표준화했습니다. 5.0 L / min에서 1 회 파업 한 후 파리는 4 분 이내에 점차 이동성을 회복했다 ( 그림 3B ). 다음 2 일 동안, 보행 성능으로 측정 한 기관차 기능은 서서히 정상으로 회복되었습니다 ( 그림 3C ). 예비 평가로서, 이러한 표현형은 뇌진탕 또는 경미한 수준의 외상 18을 경험 한 사람들이 제시 한 표현형을 연상시킵니다. 외상성 뇌 손상으로 고통받는 환자는 종종 근육 운동의 진행이 악화되고 조기 사망 할 수 있습니다. 다중 뇌 손상의 장기적인 영향을 평가하기 위해 각 스트라이크 사이에 24 시간의 회복 기간을 둔 5.0L / 분의 유속에서 5 번의 연속적인 스트라이크의 mTBI 프로토콜을 적용했습니다. 조사하려면<html> 모션 기능에 대한 mTBI의 영향, 우리는 플라이 모터 동작을 분석하기 위해 비디오 지원 모션 추적 시스템을 사용했습니다. 처리 후 파리를 20 시간 숙성시킨 후, mTBI로 처리 한 그룹은 가짜 그룹과 비교하여 감소 된 보행 활동 및 거리 이동을 보였다 ( 도 4A &amp; B ; 가짜 그룹 : 6.49 ± 0.72, 치료 그룹 대 n = 28 : 4.3 ± 0.47, n = 32, p &lt;0.05). 반복 뇌 손상이 생존에 만성 영향을 미치는지 여부를 조사하기 위해 mTBI 프로토콜을 견디는 파리의 수명을 결정했습니다. 도 4C에 나타낸 바와 같이 , 모조 군 (n = 129)과 비교하여 처리 된 파리 (n = 100)는 중간 수명 (36.9 ± 2.7 대 26.3 ± 0.9 일)이 현저히 감소하고 최대 수명 (49.3 ± 2.4 일) 34.7 ± 1.4 d). 1 &quot;class =&quot;xfigimg &quot;src =&quot;/ files / ftp_upload / 55602 / 55602fig1.jpg &quot;/&gt; 그림 1 . 타격 장치의 다이어그램. 이 장치는 Drosophila 실험실에서 쉽게 사용할 수있는 물질을 사용했습니다 : 1) 200 μL 피펫 팁, 2) 1 mL 투베르쿨린 주사기, 3) 임팩터, 4) Drosophila 마취 스테이션에 연결 튜브 연결, 5) 팁 조임 커넥터 주사기에. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55602/55602fig1large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55602/55602fig2.jpg" /> 그림 2 . 가벼운 폐두 외상. 가장 높은 가스 흐름에서 한 번의 단일 타격으로 머리, 몸 또는 부속기에 명백한 외부 손상이 발생하지 않았습니다. ( A &amp;B ) 타격. ( C &amp; D ) 가짜 비행. 사기 파리는 CO 2 흐름이 적용될 때 충격기가 주사기 배럴에 배치되지 않았다는 점을 제외하고는, 플라이 홀더를 타고 이동하는 것을 포함하여 처리 된 그룹과 정확히 동일한 절차를 거쳤습니다. <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55602/55602fig2large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55602/55602fig3.jpg" /> 그림 3 . 단일 타격의 효과. ( A ) 파업 후 24 시간 이내에 살아남은 파리의 비율로 정의 된 24 시간 (SI 24 )의 생존 지수는 가스 유속에 비해 그래프로 나타냅니다. 5.0 L / min 가스 흐름으로 한번 타격을받은 파리는4 분 ( B )에서, 그리고 그들의 이동성은 2 일 기간 ( C) 동안 천천히 정상으로 회복되었다. 오류 막대, 표준 오차 (SEM). <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55602/55602fig3large.jpg" target="_blank">이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a> <img alt="그림 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/55602/55602fig4.jpg" /> 그림 4 . Drosophila 에서 mTBI 모델의 개발 . 5 일 동안 반복되는 파업으로 인해 운동 능력이 크게 손상되었으며 ( A &amp; B ) 수명이 단축되었습니다 ( C ). 4 개의 가짜 및 처리 된 파리에 대해 5 분 이상 기록 된 대표적인 도보 트랙은 A. Error bars, SEM에 표시됩니다. * p &lt;0.05, Bonferroni 보정을 적용한 Mann-Whitney U-test. 총 파리 : 치료군 n = 100, 가짜 집단n = 129 <a href="http://ecsource.jove.com/files/ftp_upload/55602/55602fig4large.jpg" target="_blank">입니다.이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.</a>

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A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

여기, 우리는 Drosophila melanogaster 에서 닫힌 머리 외상성 뇌 손상을 일으키는 새로운 접근법을 설명합니다. 우리의 방법은 조정 가능한 강도로 반복적 인 충격을 머리에 직접 전달하는 장점이 있습니다. 무척추 동물 시스템의 추가 탐구는 만성 외상성 뇌증의 병인을 밝히는 데 도움이 될 것입니다.

만성 외상성 뇌증 모델링을위한 새로운 방법<em&gt; Drosophila</em

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

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Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

8.2K 조회수.  Johns Hopkins University School of Medicine.  여기, 우리는 Drosophila melanogaster 에서 닫힌 머리 외상성 뇌 손상을 일으키는 새로운 접근법을 설명합니다. 우리의 방법은 조정 가능한 강도로 반복적 인 충격을 머리에 직접 전달하는 장점이 있습니다. 무척추 동물 시스템의 추가 탐구는 만성 외상성 뇌증의 병인을 밝히는 데 도움이 될 것입니다. 

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Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement

Animal models of reinforcement have proven to be useful for understanding the neurobiological mechanisms underlying drug addiction. Operant drug self-administration and conditioned place preference (CPP) procedures are expansively used in animal research to model various components of drug reinforcement, consumption, and addiction in humans. For this study, we used a novel approach to studying drug reinforcement in rats by combining traditional CPP and self-administration methodologies. We assembled an apparatus using two Med Associate operant chambers, sensory stimuli, and a Plexiglas-constructed neutral zone. These modifications allowed our experiments to encompass motivational aspects of drug intake through self-administration and drug-free assessment of drug/cue conditioning strength with the CPP test. In our experiments, rats self-administered cocaine (0.75 mg/kg/inj, i.v.) during either four (e.g., the "short-term") or eight (e.g., the "long-term") alternating-day sessions in an operant environment containing distinctive sensory cues (e.g., olfactory and visual). On the alternate days, in the other (differently-cued) operant environment, saline was available for self-infusion (0.1 ml, i.v.). Twenty-four hours after the last self-administration/cue-pairing session, a CPP test was conducted. Consistent with typical CPP findings, there was a significant preference for the chamber associated with cocaine self-administration. In addition, in animals undergoing the long-term experiment, a significant positive correlation between CPP magnitude and the number of cocaine-reinforced lever responses. In conclusion, this apparatus and approach is time and cost effective, can be used to examine a wide array of topics pertaining to drug abuse, and provides more flexibility in experimental design than CPP or self-administration methods alone.

Operant drug self-administration and conditioned place preference (CPP) procedures are expansively used in research to model various components of drug reinforcement, consumption, and addiction in humans. In this report, we combined traditional CPP and self-administration methods as a novel approach to studying drug reinforcement and addiction in rats.

약물 보강 소설 장치 및 방법

Animal models of reinforcement have proven to be useful for understanding the neurobiological mechanisms underlying drug addiction.  Operant drug ...

연구

신경과학

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and mortality. Based on the nature of primary injury following TBI, complex and heterogeneous secondary consequences result, which are followed by regenerative processes 1,2. Primary injury can be induced by a direct contusion to the brain from skull fracture or from shearing and stretching of tissue causing displacement of brain due to movement 3,4. The resulting hematomas and lacerations cause a vascular response 3,5, and the morphological and functional damage of the white matter leads to diffuse axonal injury 6-8. Additional secondary changes commonly seen in the brain are edema and increased intracranial pressure 9. Following TBI there are microscopic alterations in biochemical and physiological pathways involving the release of excitotoxic neurotransmitters, immune mediators and oxygen radicals 10-12, which ultimately result in long-term neurological disabilities 13,14. Thus choosing appropriate animal models of TBI that present similar cellular and molecular events in human and rodent TBI is critical for studying the mechanisms underlying injury and repair.
Various experimental models of TBI have been developed to reproduce aspects of TBI observed in humans, among them three specific models are widely adapted for rodents: fluid percussion, cortical impact and weight drop/impact acceleration 1. The fluid percussion device produces an injury through a craniectomy by applying a brief fluid pressure pulse on to the intact dura. The pulse is created by a pendulum striking the piston of a reservoir of fluid. The percussion produces brief displacement and deformation of neural tissue 1,15. Conversely, cortical impact injury delivers mechanical energy to the intact dura via a rigid impactor under pneumatic pressure 16,17. The weight drop/impact model is characterized by the fall of a rod with a specific mass on the closed skull 18. Among the TBI models, LFP is the most established and commonly used model to evaluate mixed focal and diffuse brain injury 19. It is reproducible and is standardized to allow for the manipulation of injury parameters. LFP recapitulates injuries observed in humans, thus rendering it clinically relevant, and allows for exploration of novel therapeutics for clinical translation 20.
We describe the detailed protocol to perform LFP procedure in mice. The injury inflicted is mild to moderate, with brain regions such as cortex, hippocampus and corpus callosum being most vulnerable. Hippocampal and motor learning tasks are explored following LFP.

Lateral fluid percussion (LFP), an established model of traumatic brain injury in mice, is demonstrated. LFP fulfills three major criteria for animal models: validity, reliability and clinical relevance. The procedure, consisting of surgical craniotomy, fixation of hub followed by induction of injury, resulting in focal and diffuse injuries, is described.

측면 유체 타악기 : 마우스의 외상성 뇌 손상 모델

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and ...

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While these systems can provide a wealth of behavioral information, the cost and complexity of these systems can be prohibitive for many labs. We have developed a low-cost assay for measuring locomotive behavior and seizure movement in D. melanogaster. The system uses a web-cam to capture images that can be processed using a combination of inexpensive and free software to track the distance moved, the average velocity of movement and the duration of movement during a specified time-span. To demonstrate the utility of this system, we examined a group of D. melanogaster mutants, the Bang-sensitive (BS) paralytics, which are 3-10 times more susceptible to seizure-like activity (SLA) than wild type flies. Using this novel system, we were able to detect that the BS mutant bang senseless (bss) exhibits lower levels of exploratory locomotion in a novel environment than wild type flies. In addition, the system was used to identify that the drug metformin, which is commonly used to treat type II diabetes, reduces the intensity of SLA in the BS mutants.

A Low-cost Method for Analyzing Seizure-like Activity and Movement in Drosophila

Using a webcam and a combination of free and inexpensive software programs, locomotive patterns in Drosophila melanogaster can be analyzed to detect differences in the speed, distance, and time of various motor activities.

발작과 같은 활동을 분석하고 운동을위한 저가의 방법<em&gt; 초파리</em

Video tracking systems have been used widely to analyze Drosophila melanogaster movement and detect various abnormalities in locomotive behavior. While ...

A Novel Method of Drug Administration to Multiple Zebrafish (Danio rerio) and the Quantification of Withdrawal

Anxiety testing in zebrafish is often studied in combination with the application of pharmacological substances. In these studies, fish are routinely netted and transported between home aquaria and dosing tanks. In order to enhance the ease of compound administration, a novel method for transferring fish between tanks for drug administration was developed. Inserts that are designed for spawning were used to transfer groups of fish into the drug solution, allowing accurate dosing of all fish in the group. This increases the precision and efficiency of dosing, which becomes very important in long schedules of repeated drug administration. We implemented this procedure for use in a study examining the behavior of zebrafish in the light/dark test after administering ethanol with differing 21 day schedules. In fish exposed to daily-moderate amounts of alcohol there was a significant difference in location preference after 2 days of withdrawal when compared to the control group. However, a significant difference in location preference in a group exposed to weekly-binge administration was not observed. 
This protocol can be generalized for use with all types of compounds that are water-soluble and may be used in any situation when the behavior of fish during or after long schedules of drug administration is being examined. The light/dark test is also a valuable method of assessing withdrawal-induced changes in anxiety.

A Novel Method of Drug Administration to Multiple Zebrafish Danio rerio and the Quantification of Withdrawal

A novel method for reducing variability when exposing fish to drugs is explained. Fish exposed to various patterns of ethanol exposure were found to have altered anxiety levels during withdrawal in a light/dark scototaxic assay.

여러 제브라 피쉬에의 약국 (FDA)의 새로운 방법 (<em&gt; 다니오의 레 리오 (rerio)</em&gt;)와 철수의 정량화

Anxiety testing in zebrafish is often studied in combination with the application of pharmacological substances. In these studies, fish are routinely ...

Quantitative Analysis of Climbing Defects in a Drosophila Model of Neurodegenerative Disorders

Locomotive defects resulting from neurodegenerative disorders can be a late onset symptom of disease, following years of subclinical degeneration, and thus current therapeutic treatment strategies are not curative. Through the use of whole exome sequencing, an increasing number of genes have been identified to play a role in human locomotion. Despite identifying these genes, it is not known how these genes are crucial to normal locomotive functioning. Therefore, a reliable assay, which utilizes model organisms to elucidate the role of these genes in order to identify novel targets of therapeutic interest, is needed more than ever. We have designed a sensitized version of the negative geotaxis assay that allows for the detection of milder defects earlier and has the ability to evaluate these defects over time. The assay is performed in a glass graduated cylinder, which is sealed with a wax barrier film. By increasing the threshold distance to be climbed to 17.5 cm and increasing the experiment duration to 2 min&#160;we have observed a greater sensitivity in detecting mild mobility dysfunctions. The assay is cost effective and does not require extensive training to obtain highly reproducible results. This makes it an excellent technique for screening candidate drugs in Drosophila mutants with locomotion defects.

We present an optimized inexpensive and reliable negative geotaxis assay in Drosophila melanogaster as a model for neurodegenerative disorders. Being more sensitive to mild locomotor defects, this assay will help screen for potential genetic interactions and drug targets.

퇴행성 신경 질환의 초파리 모델에서 등반 결함의 정량 분석

Locomotive defects resulting from neurodegenerative disorders can be a late onset symptom of disease, following years of subclinical degeneration, and ...

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies using Drosophila have contributed important breakthroughs in understanding neurological processes. Thus, with the goal of understanding the cellular and molecular basis of TBI pathologies in humans, we developed the High Impact Trauma (HIT) device to inflict closed head TBI in flies. Flies subjected to the HIT device display phenotypes consistent with human TBI such as temporary incapacitation and progressive neurodegeneration. The HIT device uses a spring-based mechanism to propel flies against the wall of a vial, causing mechanical damage to the fly brain. The device is inexpensive and easy to construct, its operation is simple and rapid, and it produces reproducible results. Consequently, the HIT device can be combined with existing experimental tools and techniques for flies to address fundamental questions about TBI that can lead to the development of diagnostics and treatments for TBI. In particular, the HIT device can be used to perform large-scale genetic screens to understand the genetic basis of TBI pathologies.

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Here we describe a method to inflict closed head traumatic brain injury (TBI) in Drosophila. This method provides a gateway to investigate the cellular and molecular mechanisms that underlie TBI pathologies using the vast array of experimental tools and techniques available for flies.

폐쇄 머리 외상성 뇌 손상을 입힐 수있는 방법<em&gt; 초파리</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such as epilepsy and neurodegenerative disorders. However, it is technically difficult to obtain EEG recordings in neonates as it requires specialized handling and great care. Here, we present a novel method to record EEG in neonatal rat pups (P8-P15). We designed a simple and reliable electrode using computer pin loci; it can be easily implanted into the skull of a rat pup to record high-quality EEG signals in the normal and epileptic brain. Pups were given an intraperitoneal (i.p.) injection of the neurotoxin kainic acid (KA) to induce epileptic seizures. The surgical implantation performed in this procedure is less expensive than other EEG procedures for neonates. This method allows one to record high-quality and stable EEG signals for more than 1 week. Furthermore, this procedure can also be applied to adult rats and mice to study epilepsy or other neurological disorders.

Here, we introduce a novel technique designed to record electroencephalography (EEG) in freely moving neonatal epileptic pups and describe its procedures, features, and applications. This method allows one to record EEG for more than 1 week.

새로운 방법으로 자유롭게 움직이는 신생아 쥐의 뇌파 기록

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory machinery, such as in patients experiencing peripheral neuropathy or injury-induced sensitization, are not well characterized. The genetically tractable Drosophila model has been used to study the cells and genes required for noxious heat detection, which has yielded multiple conserved genes of interest. Little is known however about the cells and receptors important for noxious cold sensing. Although, Drosophila does not survive prolonged exposure to cold temperatures (&#8804;10 &#186;C), and will avoid cool, preferring warmer temperatures in behavioral preference assays, how they sense and possibly avoid noxious cold stimuli has only recently been investigated.
Here we describe and characterize the first noxious cold (&#8804;10 &#186;C) behavioral assay in Drosophila. Using this tool and assay, we show an investigator how to qualitatively and quantitatively assess cold nociceptive behaviors. This can be done under normal/healthy culture conditions, or presumably in the context of disease, injury or sensitization. Further, this assay can be applied to larvae selected for desired genotypes, which might impact thermosensation, pain, or nociceptive sensitization. Given that pain is a highly conserved process, using this assay to further study&#160;thermal nociception will likely glean important understanding of pain processes in other species, including vertebrates.

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Here we demonstrate a novel assay to study cold nociception in Drosophila larvae. This assay utilizes a custom-built Peltier probe capable of applying a focal noxious cold stimulus and results in quantifiable cold-specific behaviors. This technique will allow further cellular and molecular dissection of cold nociception.

콜드 통각에 대한 소설 분석<em&gt; 초파리</em&gt; 애벌레

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory ...

CMAP Scan MUNE (MScan) - A Novel Motor Unit Number Estimation (MUNE) Method

Like other methods for motor unit number estimation (MUNE), compound muscle action potential (CMAP) scan MUNE (MScan) is a non-invasive electrophysiologic method to estimate the number of functioning motor units in a muscle. MUNE is an important tool for the assessment of neuropathies and neuronopathies. Unlike most MUNE methods in use, MScan assesses all the motor units in a muscle, by fitting a model to a detailed stimulus-response curve, or CMAP scan. It thereby avoids the bias inherent in all MUNE methods based on extrapolating from a small sample of units. Like &#39;Bayesian MUNE,&#39;&#160;MScan analysis works by fitting a model, made up of motor units with different amplitudes, thresholds, and threshold variabilities, but the fitting method is quite different, and completed within five minutes, rather than several hours. The MScan off-line analysis works in two stages: first, a preliminary model is generated based on the slope and variance of the points in the scan, and second, this model is then refined by adjusting all the parameters to improve the fit between the original scan and scans generated by the model.
This new method has been tested for reproducibility and recording time on 22 amyotrophic lateral sclerosis (ALS) patients and 20 healthy controls, with each test repeated twice by two blinded physicians. MScan showed excellent intra- and inter-rater reproducibility with ICC values of &#62;0.98 and a coefficient of variation averaging 12.3 &#177; 1.6%. There was no difference in the intra-rater reproducibility between the two observers. Average recording time was 6.27 &#177; 0.27 min.
This protocol describes how to record a CMAP scan and how to use the MScan software to derive an estimate of the number and sizes of the functioning motor units. MScan is a fast, convenient, and reproducible method, which may be helpful in diagnoses and monitoring disease progression in neuromuscular disorders.

CMAP Scan MUNE MScan - A Novel Motor Unit Number Estimation MUNE Method

This protocol describes a new method to estimate the number of functioning motor units in a muscle, by fitting a model to a detailed stimulus-response curve of the compound muscle action potential. It is quick and easy to perform and analyze and has excellent reproducibility.

CMAP 스캔 MUNE (MScan)-소설 모터 단위 번호 추정 (MUNE) 메서드

Like other methods for motor unit number estimation (MUNE), compound muscle action potential (CMAP) scan MUNE (MScan) is a non-invasive electrophysiologic ...

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the detonation of explosive devices, however, the mechanisms that underlie the brain damage resulting from blast overpressure exposure are not entirely understood and are believed to be unique to this type of brain injury. Preclinical models are crucial tools that contribute to better understand blast-induced brain injury. A novel in vitro blast TBI model was developed using an open-ended shock tube to simulate real-life open-field blast waves modelled by the Friedlander waveform. C57BL/6N mouse organotypic hippocampal slice cultures were exposed to single shock waves and the development of injury was characterized up to 72 h using propidium iodide, a well-established fluorescent marker of cell damage that only penetrates cells with compromised cellular membranes. Propidium iodide fluorescence was significantly higher in the slices exposed to a blast wave when compared with sham slices throughout the duration of the protocol. The brain tissue injury is very reproducible and proportional to the peak overpressure of the shock wave applied.

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

This paper describes a novel model of primary blast traumatic brain injury. A compressed-air driven shock tube is used to expose in vitro mouse hippocampal slice cultures to a single shock wave. This is a simple and rapid protocol generating a reproducible brain tissue injury with a high throughput.

모델을 새로운 시험관에 폭발 외상 성 뇌 손상의

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the ...