Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Lipoxygenase (LOX) изозимы могут генерировать продукты, которые могут увеличить или уменьшить нейровоспламенение и нейродегенерации. Исследование взаимодействия генно-экологической среды может выявить эффекты, связанные с LOX isozyme. Использование 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин (MPTP) модель нигостриатального повреждения в двух ЛОКС изозим-дефицит трансгенных линий позволяет сравнить вклад ЛОКС изозимов на дофаминергической целостности и воспаления.
Lipoxygenase (LOX) деятельность была вовлечена в нейродегенеративных расстройств, таких как болезнь Альцгеймера, но его последствия в болезни Паркинсона (PD) патогенеза менее понятны. Модели взаимодействия генной среды имеют полезность в разоблачении воздействия конкретных клеточных путей на токсичность, которое не может наблюдаться только с помощью модели генетических или токсических заболеваний. Для оценки, если различные LOX isozymes выборочно способствовать PD связанных нейродегенерации, трансгенных(т.е. 5-LOX и 12/15-LOX дефицит) мышей могут быть оспорены с токсином, который имитирует травмы клеток и смерти в беспорядке. Здесь мы описываем использование нейротоксина, 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин (MPTP), который производит нигростриятическое поражение, чтобы прояснить различные вклады LOX изозимы в нейродегенерации, связанные с PD. Использование MPTP в мыши, и нечеловеческих приматов, хорошо создана для повторения нигростриятального повреждения в PD. Степень MPTP-индуцированного поражения измеряется анализом HPLC допамина и его метаболитов и полуколичествительным западным анализом помарки стриатума для гидроксилазы тирозина (TH), ограничивающего скорость фермента для синтеза допамина. Для оценки воспалительных маркеров, которые могут продемонстрировать LOX изозим селективной чувствительности, глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP) и Иба-1 иммуногистохимии выполняются на участках мозга, содержащих substantia nigra, и GFAP Западный анализ помарки выполняется на триатальных гомогенатов. Этот экспериментальный подход может дать новое представление о генно-антеманых взаимодействиях, лежащих в основе нигростриатальной дегенерации и PD.
Использование моделей взаимодействия генно-экологической среды обеспечивает подход к имитации факторов риска, которые могут повлиять на идиопатической болезни Паркинсона (PD) и дает возможность различить механистические идеи, которые вряд ли будут выяснены с помощью генетической или токсикологическойсистемы только 1,2. Здесь мы иллюстрировать этот момент и описать применение 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрагидропиридин (MPTP) мыши модель нигростриатальнойдегенерации 3, чтобы лучше понять избирательность липоксигеназы (LOX) изозима деятельности на нейровоспламенениеи токсичность 4. Хотя роль LOX isozymes была широко оцененав периферических расстройств 5,6, а также болезни ЦНС, включаяинсульт 7 и болезнь Альцгеймера8,9, роль семьи изозимов в нигостриаальной функции и дегенерации, связанные с PD не очень хорошо понимается и требует изучения. MPTP нейротоксин демонстрирует преференцианую дегенерацию нигростриатального пути и recapitulates стриатального истощения допамина и нигральной дофаминергической потери клеток, которые лежат в основе двигательных нарушений у пациентов PD10. Хотя эта модель не воспроизводит полный кадр немоторных и моторных PD поведения и откровенный α-синуклеин-положительной патологии тела Леви, было полезно, чтобы прояснить новые механистические цели, которые способствуют nigrostriatal повреждения и на ранней стадии трансляционного тестирования, как это лучше всего характеризуется неинвазивной модели доступны для надежного производства нигриальной клеточной смерти сопровождается striatal допаминапотери 11-15. Широкое использование mpTP мыши, с парадигмами, начиная от острой, подостралидо хронической 16-18, позволило для стандартизации дозирования, чтобы привести к легкой до тяжелой нигостриатальнойповреждения 19,20 с активацией различных механизмов токсичности в зависимости отрежима лечения 18,21,22. Следовательно, это позволяет "окно поражения", которые будут направлены, что может привести к повышению или снижению нигростриатальной травмы в зависимости от терапевтического агента или трансгенноймодели, используемой 23-25.
Кроме того, важное значение для трансляционных и открытий биологических исследований являются методы, используемые для оценки ущерба и доказательств, таких методов. Для модели мыши MPTP, установленные метрики для оценки поражения являются измерение маркеров стриатального дофаминергического тона, в том числе допамина и его метаболитов HPLC, и западный анализ помарки тирозин гидроксилазы (TH), ограничивающий скорость фермент в синтезе допамина, ипоказатели дегенеративных событий, таких как глиальная активация с использованием анализа западных помарк и иммунофимистики 4. Хотя это классические нейрохимические, биохимические и гистологические процедуры, методы обеспечивают критические и воспроизводимые считывания о степени повреждения в нигостриатального дофаминергического пути, указывают механизмы токсичности, и оказались ценными инструментами в понимании дегенеративных событий в PD.
Примечание: Все процедуры и методы ухода за животными должны быть одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и использованию животных (IACUC). Описанное здесь исследование проводилось в соответствии с руководящими принципами, установленными МАКУК НИИ Интернэшнл.
1. Приобретение и техническое обслуживание мышей с дефицитом LOX
2. Меры предосторожности, хранения, подготовки, обеззараживания и удаления MPTP
Примечание: MPTP интоксикации от внутривенного воздействия у людей было показано, вызывают паркинсонизм10; MPTP является весьма липофильной и может легко пересечь гемово-мозговой барьер26. Следует принять меры предосторожности для обеспечения безопасного обращения, детоксикации и удаления. Его метаболизм включает в себя несколько шагов, включая преобразование в 1-метил-4-фенил-2,3-дигидропиридиний фермента моноаминоксидазы B (MAO-B)27. Ингибиторы МАО-В могут быть использованы в случае случайной интоксикации человека.
3. Администрация MPTP
4. Сбор
тканей5. Обработка тканей
6. Иммуноблоттинг
7. Нейрохимия
8. Иммуногистохимия
9. Статистика
Эта парадигма воздействия токсинов может производить значительные и обнаруживаемые 20% истощения стриатального допамина в MPTP- против солевые инъекционные животных. Важно отметить, что различные партии MPTP может дать немного более или менее поражения; Таким образом, для лучшей точности, ...
Конструкция этого исследования взаимодействия генно-окружающей среды позволила нам получить новую информацию о двойной природе изозима 5-LOX в нипростриатальной дорожке. Выполняя HPLC для измерения стриатальных моноамина после солевого или MPTP лечения в трансгеничных не хватает 5-LOX isozyme ...
Раскрывать нечего.
Эта работа финансировалась Национальными институтами здравоохранения NIGMS 056062.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
1-Methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetra-hydropyridine hydrochloride (MPTP-HCL) | Sigma-Aldrich | M0896 | for PD modeling |
4% Formaldehyde (paraformaldehyde) solution, phosphate-buffered (PFA) | American MasterTech Scientific | BUP0157 | for immersion fixation |
Perchloric acid ACS reagent, 70% (PCA) | Sigma-Aldrich | 244252 | for HPLC acid extraction |
Tris Base | Sigma-Aldrich | T1503 | for tissue homogenization |
Ethylenediaminotetraacetic acid disodium salt dihydrate (EDTA) | Sigma-Aldrich | E1644 | for tissue homogenization |
Protease inhibitor cocktail | Sigma-Aldrich | P8340 | for tissue homogenization |
Phosphatase inhibitor cocktail | Sigma-Aldrich | P5726 | for tissue homogenization |
Sodium Hydroxide (NaOH) | Sigma-Aldrich | S5881 | for Lowry protein assay |
Sucrose, molecular biology, ≥99.5% (GC) | Sigma-Aldrich | S0389 | for cryoprotection |
Phosphate buffered saline, powder, pH 7.4 (for 0.01 M PBS) | Sigma-Aldrich | P3813 | for IHC |
BCA Protein Assay Kit | Pierce/Thermo | 23225 | for protein determination |
Novex 12% Tris-Glycine Mini Gels 1.0 mm, 12-well | Invitrogen/Life Technologies | EC60052BOX | for SDS-PAGE |
NuPAGE LDS Sample Buffer (4x) | Invitrogen/Life Technologies | NP0007 | for SDS-PAGE |
Novex Sharp Prestained Protein Standard | Invitrogen/Life Technologies | LC5800 | protein ladder |
Glycine | Sigma-Aldrich | G7126 | for SDS-PAGE |
Sodium dodecyl sulfate, electrophoresis, 98.5% (SDS) | Sigma-Aldrich | L3771 | for SDS-PAGE |
Methyl Alcohol, Anhydrous, Reagent | American MasterTech Scientific | SPM1057C | methanol for transfer |
Sodium chloride (NaCl), ACS reagent | Sigma-Aldrich | S9888 | saline and buffers |
Nonfat dry milk powder | Carnation | n/a | for immunoblotting |
Ponceau S solution in 5% acetic acid | Sigma-Aldrich | P7170 | for immunoblotting |
Anti-Tyrosine Hydroxylase (TH), sheep polyclonal | Chemicon/Millipore | AB1542 | for immunofluorescence |
Anti-Tyrosine Hydroxylase (TH), rabbit polyclonal | Pel-Freez Biologicals | P40101-0 | for immunoblotting |
Anti-β Actin, rabbit | Sigma-Aldrich | A2066 | for immunoblotting |
Anti-Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP), rabbit polyclonal | Chemicon/Millipore | AB5804 | for immunofluorescence |
Anti-Glial Fibrillary Acidic Protein (GFAP), mouse monoclonal | Covance Inc. | SMI-22R | for immunoblotting |
Tween-20 | Sigma-Aldrich | P1379 | for immunoblotting |
Goat Anti-Rabbit IgG (H+L), Peroxidase Conjugated | Fisher Scientific | 31462 | for immunofluorescence |
goat anti-sheep, peroxidase conjugated | Pierce/Thermo | 31480 | for immunofluorescence |
goat anti-mouse, peroxidase conjugated | Pierce/Thermo | 31430 | for immunofluorescence |
SuperSignal West Pico Chemiluminescent Substrate | Pierce/Thermo | 34078 | for immunoblotting |
CL-XPosure Film 7 in x 9.5 in | Pierce/Thermo | 34089 | for immunoblotting |
Restore Western Blot Stripping Buffer | Pierce/Thermo | 21059 | for immunoblotting |
Citric acid monohydrate, ACS reagent, ≥99.0% | Sigma-Aldrich | C1909 | for IHC |
Normal Donkey Serum | Millipore | S30-100ML | for IHC |
Polyvinylpyrrolidone (PVP) | Sigma-Aldrich | P5288 | for IHC |
Bovine Serum Albumin (BSA), lyophilized | Sigma-Aldrich | A3294 | for IHC |
Triton X-100 | Fisher Scientific | BP151-01 | for IHC |
Donkey anti-Rabbit IgG, Alexa Fluor 568-labeled | Invitrogen/Life Technologies | A10042 | for IHC |
Donkey Anti-Sheep IgG (H+L), FITC | Jackson ImmunoResearch | 713-095-147 | for IHC |
VECTASHIELD Hard-Set Mounting Medium with DAPI | Vector Laboratories | H-1500 | for IHC |
Normal Goat Serum | Millipore | S26-100ML | for IHC |
VECTASTAIN ABC Kit (Rabbit IgG ) | Vector Laboratories | PK-4001 | for IHC; 10 µl each of solutions A and B per 1 ml PBS (per instructions ) |
DAB Peroxidase Substrate Kit, 3,3’-diaminobenzidine | Vector Laboratories | SK-4100 | for IHC; per 5 ml cold ddH2O, add 2 drops buffer stock solution, 2 drops DAB, and 1 drop H2O2 (H2O2 is added immediately before use) |
Hydrogen peroxide, 30% | Sigma-Aldrich | 216763 | for quench step in IHC |
Rabbit anti-Iba1 | Biocare Medicals | CP290A | for IHC |
Cresyl Violet Solution, Regular Strength | FD Neurotechnologies | PS102-01 | counterstain for Iba1 IHC |
95% Ethanol, reagent alcohol | Sigma-Aldrich | R8382 | dehydration for IHC |
100% Absolute ethanol | Mallinckrodt | 7019-10 | dehydration for IHC |
Acetic acid | Sigma-Aldrich | A6283 | destaining for IHC |
Xylene | Sigma-Aldrich | 534056 | clearing agent for IHC |
DPX Mountant | Sigma-Aldrich | 06522 | mounting medium for DAB IHC |
O.C.T. Compound - Frozen Section Embedding Medium | American MasterTech Scientific | EMOCTCS | embeddium medium for cryostat cutting |
Potassium permanganate | Sigma-Aldrich | 223468 | to decontaminate DAB solution |
Dopamine hydrochloride | Sigma-Aldrich | H8502 | for HPLC |
3,4-Dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC) | Sigma-Aldrich | 850217 | for HPLC |
Homovanillic acid (HVA) | Sigma-Aldrich | H1252 | for HPLC |
Perchloric acid (PCA) - 70% | Sigma-Aldrich | 244252 | for HPLC |
Sodium dihydrogen phosphate monohydrate | Sigma-Aldrich | 71504 | for HPLC |
Citric acid monohydrate | Sigma-Aldrich | C1909 | for HPLC |
1-Octanesulfonic acid sodium salt (OSA) | Sigma-Aldrich | O8380 | for HPLC |
EDTA | Sigma-Aldrich | E1644 | for HPLC |
Acetonitrile | EMD | AX0145-1 | for HPLC |
HPLC-grade distilled deionized water (ddH2O) | Millipore | for HPLC | |
0.22 µm GSTF membrane | Millipore | for filtration | |
Corning Netwells | Sigma-Aldrich | CLS3477 | polystyrene insert with polyester mesh bottom, for IHC |
Ultrasonic cell disrupter (Soniprep 150) | MSE | MSE.41371.274 | |
Microcentrifuge | Eppendorf | 5414R | |
ESA MD-150 reverse-phase column | ESA | ||
HPLC Pump (Ultimate 3000) | Dionex | ISO-3100BM | |
HPLC Autosampler (Ultimate 3000) | Dionex | WPS-3000TSL | |
Electrochemical detector | ESA | Coulochem III | |
Guard Cell | ESA | 5020 | |
Analytical Cell | ESA | 5011A | |
Chromeleon software | Dionex | ||
Eclipse E400 | Nikon | E400 | light/fluorescent microscope |
Disposable mouse cage | Ancare | N10HT | |
Microfilter top | Ancare | N10MBT | |
5-LOX- deficient mice | The Jackson Laboratory | 004155 | |
12/15-LOX-deficient mice | The Jackson Laboratory | 002778 |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены