Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Этот протокол описывает метод для записи по убыванию электрической активности Drosophila melanogaster центральной нервной системы, с тем чтобы экономически эффективным и удобным, тестирование фармакологических агентов, генетические мутации нейронных белков, и/или роль неисследованных физиологические пути.
Большинство имеющихся в настоящее время инсектицидов целевой нервной системы и генетические мутации беспозвоночных нейронных белков зачастую дают пагубные последствия, тем не менее нынешние методы для записи активности нервной системы человека животных является дорогостоящим и трудоемким. Этот всасывания электрода подготовка третьего возраста личиночной центральной нервной системы Drosophila melanogaster, шансов справиться с возникающими система для тестирования физиологические эффекты нейроактивный агентов, определение физиологической роли различных нейронных пути к деятельности ЦНС, а также влияние генетических мутаций нервные функции. Эта подготовка ex vivo требует только вмеру рассекает мастерство и электрофизиологические опыта для создания воспроизводимых записей насекомых активности нейронов. Широкий спектр химических модуляторы, включая пептиды, затем может применяться непосредственно к нервной системе в растворе с физиологического раствора для измерения влияния на деятельность ЦНС. Кроме того, генетические технологии, такие как GAL4/Уан системы, могут применяться самостоятельно или в сочетании с фармакологическими агентами, чтобы определить роль конкретных ионных каналов, перевозчиков или рецепторов членистоногих функции ЦНС. В этом контексте анализов, описанные здесь, представляют значительный интерес инсектицидами токсикологов, насекомое физиологи и развития биологов, для которых D. melanogaster — организм, созданной модели. Цель настоящего Протокола заключается в описания электрофизиологических метод для включения измерения электрогенез центральной нервной системы в модели насекомых, Drosophila melanogaster, что полезно для тестирования различных научных гипотезы.
Общая цель этого подхода является возможность исследователям быстро измерить электрогенез центральной нервной системы (ЦНС) в модели насекомых, Drosophila melanogaster. Этот метод является надежной, быстро и экономически эффективно выполнять физиологические и токсикологических экспериментов. Центральной нервной системы имеет важное значение для жизни и, следовательно, физиологические пути критического для правильной работы нейронных были изучены широко в усилии понять или изменять нервные функции. Характеристика сигнальных путей в пределах членистоногих ЦНС позволило открытие нескольких химических классов инсектицидов, которые нарушают беспозвоночных нейронные функции для смертности при ограничении последствий пробить. Таким образом возможность измерения нейронной активности насекомых имеет значительный интерес в области физиологии насекомых токсикологии и поскольку нервной системы является ткани-мишени большинство инсектицидов развернутый1. Тем не менее, продолжение роста фундаментальных и прикладных знаний, касающихся насекомых нервной системы требует передовых нейрофизиологических методов, которые ограничены в возможности, так как существующие методы являются трудоемкими и требуют высокий счет, насекомое нервных клеток линии ограничены, или имеется ограниченный доступ к центральной синапсы большинства членистоногих. В настоящее время характеристика большинства насекомых нейронных белков требует в цель, чтобы быть клонированный и участием выраженной для последующих лекарств и электрофизиологические записи, как было описано для насекомых внутрь выпрямителя калиевых каналов2 , насекомое рианодиновыми рецептор3, комаров напряжения чувствительных К+ каналов4и др. Чтобы смягчить требования гетерологичных выражения и потенциал для низких функциональных выражение, Bloomquist и коллеги, целью побудить нейрональных фенотип в культивированный клетки Spodoptera frugiperda (Sf21) как новый метод для Инсектицид обнаружения5,6. Эти методы обеспечивают допустимый подход для разработки новой химии, но они зачастую создают непреодолимым препятствием для характеристика фармакологических агентов, выявление механизмов резистентности к инсектицидам, и характеристика из основных физиологических принципов. Здесь мы описываем метод ex vivo , который позволяет запись электрической активности от модели насекомое, которое имеет ковкого генетики7,8,9 и известное выражение модели нейронных комплексов10,11,12 чтобы характеристика механизмов сопротивления на уровне нервных, режим действий недавно разработанных лекарственных препаратов и других токсикологических исследований.
Дрозофилы, D. melanogaster, является общей модели организма для определения насекомых нейронных систем или инсектицид механизм действия и был создан как организм хорошо подходит модель для изучения токсикологические13, фармакологические14 ,15, нейрофизиологические16и патофизиологические17,18,,1920 процессов позвоночных. D.melanogaster является holometabolous насекомых, выполняющий полный метаморфоза, включая стадии личинки и куколки до достижения стадии репродуктивного взрослых. На протяжении всего процесса развития нервной системы подвергается значительной реконструкции на различных этапах жизни, но личинок ЦНС будет в центре внимания этой методологии. Полностью разработанные личиночной ЦНС анатомически прост с грудной и брюшной сегментов, которые сливаются и образуют вентральной ганглия, который представляет массив, неоднократно и почти идентичны neuromeric единиц21,22. По убыванию нервы мотора происходят из хвостового конца подглоточный ганглий и спускаются к иннервируют мышцы стенки тела и висцеральных органов личинки. Рисунок 1 описывает анатомии личиночной дрозофилы ЦНС.
Дрозофилы гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) развивается в конце эмбриогенеза и образуется subperineurial глиальных клеток (SPG)21. SPG клетки образуют многочисленные filopodia как процессы, которые разбросаны наладить непрерывный, очень плоский, эндотелия, как лист, который охватывает весь дрозофилы ЦНС23. Дрозофилы BBB имеет сходство с позвоночных BBB, который включает сохранение гомеостаза нейронных микроокружения, контролируя проникновение питательных веществ и ксенобиотиков в ЦНС21. Это является предпосылкой для надежной нейронных передачи и функции, пока защита ЦНС, BBB ограничивает проникновение синтетических наркотиков, большинство пептидов и другие ксенобиотиков24,25, который вводит потенциал проблемы при характеристике потенции мелкомолекулярных модуляторов. Данный метод использует простой перерезка нарушить этот барьер и фармакологические доступ к центральной синапсы.
Самая большая сила описывается методология является простота, воспроизводимость и относительно высокой пропускной способности присущие этой системе. Протокол является относительно легко освоить, установки требует мало места, и только первоначальный финансовый вклад необходима, которая сводится к реагентов и расходных материалов. Кроме того описан метод полностью исправимый записи Центральной убыванию активности нервных дом мухи, Муха domestica26.
1. оборудование и материалы
2. оборудование и конфигурация программного обеспечения
Примечание: Установка внеклеточного записи кратко описывается ниже.
3. вскрыть и подготовить личиночной дрозофилы ЦНС
Примечание: Методы для личинок ЦНС рассечение четко проиллюстрировано в Hafer и Schedl27, но эти опубликованные ранее методы уменьшения длины убыванию нейронов, которые важны для измерения частоты Спайк. Здесь дополнительный метод изложена на акцизный личиночной ЦНС, что долго, сохраняет нетронутыми по убыванию нейронов.
4. внеклеточного запись дрозофилы ЦНС.
Спонтанной активности по убыванию периферических нервов, вытекающих из дрозофилы центральной нервной системы могут быть записаны с помощью внеклеточного всасывания электроды с последовательной воспроизводимость. Спонтанная активность подакцизным и пересека?...
Подробности условии в связанные видео и текст ключевые шаги для записи активности и Спайк выполнять частота дрозофилы ЦНС ex vivo. Рассечение эффективности является наиболее важным аспектом метода, потому что короткое или несколько убыванию нейронов уменьшит базовые, выпустив ...
Авторы не имеют ничего сообщать.
Мы хотели бы поблагодарить г-жа Чен Rui для рассечения и образы дрозофилы ЦНС, показанные на рисунках.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Drosophila melanogaster (strain OR) | Bloomington Drosophila Stock Center | 2376 | |
Vibration isolation table | Kinetic Systems | 9200 series | |
Faraday Cage | Kinetic Systems | N/A | |
Dissecting Microscope on a Boom | Nikon | SMZ800N | Multiple scopes can be used; boom stand is critical |
AC/DC differential amplifier | ADInstruments | AM3000H | The model 1700 can be used instead of the model 3000 |
audio monitor | ADInstruments | AM3300 | |
Hum Bug Noise Eliminator | A-M Systems | 726300 | |
Data Acquisition System (PowerLab) | ADInstruments | PL3504 | Multiple PowerLab models can be used. |
Lab Chart Pro Software | ADInstruments | N/A - Online Download | |
Fiber Optic Lights | Edmund Optics | 89-740 | Different light sources can be used, but fiber optics are the most adaptable |
Micromanipulator | World Precision Instruments | M325 | |
Microelectrode Holder | World Precision Instruments | MEH715 | Different models are acceptable |
BNC cables | World Precision Instruments | multiple based on size | |
Glass Capillaries | World Precision Instruments | PG52151-4 | |
Microelectrode Puller | Sutter Instruments | P-1000 | Also can use Narashige PC-100 |
Black Wax | Carolina Biological Supply | 974228 | |
Non-coated insect pins, size #2 | Bioquip | 1208S2 | |
Fince Forceps | Fine Science Tools | 11254-20 | |
Vannas Spring Scissors | Fine Science Tools | 15000-03 |
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