Name: nephrotoxin microinjection in zebrafish to model acute kidney injury
Uploaded: 2016-07-17T13:00:00.000+00:00
Duration: 7 min 58 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Nephrotoxin Microinjection in Zebrafish to Model Acute Kidney Injury at JoVE.com

Bu çalışma NIH hibe DP2OD008470 tarafından kısmen desteklenmiştir. Ayrıca, RAM Notre Dame Graduate School Üniversitesi tarafından sağlanan fonlarla kısmen desteklenmiştir. Biz Kök Hücre ve Notre Dame Üniversitesi Rejeneratif Tıp Biyolojik Bilimler Bölümü, Zebra balığı Araştırma Merkezi ve Merkezi kadroya teşekkür ederim. Biz özellikle böbrek biyoloji ve bu işin kendi yararlı geribildirim hakkında tartışmalar takılmak için laboratuar üyelerine teşekkür ederim.

Bu protokol açıklanan Zebra balığı embriyolarının ile çalışmak için prosedürler Notre Dame Üniversitesi Kurumsal Hayvan Bakım ve Kullanım Kurulu tarafından kabul edildi. Çözümler 1. hazırlanması <ol><li> Oda sıcaklığında 73.0 g NaCl, 3.15 g KCI, 9.15 g CaCl2 ve damıtılmış suyun 5 L 9.95 g MgSO 4 ve mağaza karıştırılarak E3 embriyo medya 50x stok çözeltisi olun. </li><li> zebra balığı embriyoların kültür için, daha sonra her 1, bir mantar öldürücü olarak hareket etmek 1x E3 L ve mağazada için% 0,05&#39;lik metilen mavisi 200 ul, damıtılmış su ile 1 x çalışma çözeltisi E3 embriyo ortam stokunun 50x stok solüsyonu seyreltik RT. </li><li> 0.06 mg PTU 50x E3 stokunun 40 ml birleştirilerek% 0.003 1-fenil-2-tioüre (PTU) ile E3 embriyo ortam pigmentasyon bloke çözeltisi olun. Sonra damıtılmış su ile 2 L &#39;lik bir toplam hacim getirmek. </li><li> çözüm haline PTU tozu almak için oda sıcaklığında E3 / PTU O / N karıştırın. Sonra da E3 / PTU saklamakRT. E3 / PTU yaklaşık bir haftalık bir raf ömrü vardır ve eski çözümler Zebra balığı larvaları pigmentasyon gelişmesini engelleme az etkili olacaktır: Not. </li><li> damıtılmış su, 500 ml Tricaine 1 g eklenerek% 0.2 Tricaine (MS-222) bir anestezik yapmak ve 1 M Tris, pH 9.5 ile pH&#39;ı 7.2&#39;ye ayarlayın. </li><li> Tricaine 4 ° C&#39;de% 0.2 1/10 hacim, 1 x E3 (Resim metilen mavi) içeren bir çözelti vererek görüntüleme için% 2 metilselülöz solüsyonu yapmak için hazırlayın. Not: metilselüloz çözeltisi yavaşça mikroskopi için canlı embriyolar stabilize etmek için kullanılır kalın açık bir çözümdür. manipülasyonlar yapıldıktan sonra embriyolar hayvan yaralanmasına ve aynı örnekte sonraki aşamalarında mikroskopi etkinleştirmeden metilselüloz eritmek için 1x E3 yıkanabilir. </li><li> 4 ° C&#39;ye soğutulduğunda, bir karıştırma plakası üzerinde kuvvetli bir şekilde 1 x E3 / Tricaine solüsyonu ilave edin ve yavaş yavaş metil uygun miktardaselüloz tozu kuvvetlice karıştırın devam ederken. Yavaş yavaş çözünür metilselüloz agregatların oluşumunu önlemek için çözeltiye toz ekleyin. </li><li> Tüm toz% 2 metilselülöz / E3 / tricaine çözeltiye karıştırılır sonra, 4 ° C soğuk oda göre O / N bileşik solüsyonu ilave edin. Not: Soğuk sıcaklık tamamen toz çözülmesi için en iyisidir. Çözelti sonra bir gece net değilse, ek bir iş günü ve / veya ikinci bir O / N karıştırın. </li><li> 30 dakika boyunca ya da 2 saat kadar 4 ° C&#39;de yüksek hızda (12.000 xg) 1.5 ml tüpler ve spin içine% 2 metilselüloz / E3 / tricaine çözeltisi, kısım karışımı hava kabarcıklarını çıkarmak için. </li><li> Uzun süreli depolama boyunca 4 ° C &#39;de% 2 metilselülöz / E3 / Tricaine çözeltisi yerleştirin. Not: kullanımdan önce, tam bölünen miktarları, zebra balığı numunelerin çalışma için oda sıcaklığına önceden ısıtılmış olmalıdır. </li></ol> Araçlar 2. Hazırlık <ol><li> po için kullanılan bir embriyo manipülatör aracı hazırlayın5 &quot;düz diseksiyon iğnenin ucunda bir jel yükleme ucu takarak, mikroenjeksiyon için embriyolar ırma ve bant veya yapıştırıcı ile sabitleyin. </li><li> İlk yangın koyarak bir iğne çektirmenin kullanarak mikroenjeksiyon iğneler hazırlayın aracı haline filament ile 10 cm borosilikat cam cilalı ve kolları sıkarak borosilikat cam sabitleyin. </li><li> ince konik iğne moda borosilikat cam çekin. aşağıdaki ayarları kullanın: 540 ısıtmak, 245, hız 200 ve saati 125 çekin. </li><li> kil modelleme bir şerit onları askıya bir Petri kabı içine yerleştirin iğneler, iğne uçları korumak ve toz birikmesini önlemek için kapalı çanak tutmak. </li><li> microinjections için iğne hazırlanıyor bitirmek için yaklaşık 0.05-0.1 mm çapında bir keskin köşeli enjeksiyon ucu oluşturmak için iğnenin çekti ucunu kesmek için bir jilet veya ince forseps kenar kullanın. </li><li> mikroenjeksiyon tepsisini yapmak için, bir 10&#39;da% 1.5 agaroz / E3 çözüm hazırlamak0 ml Erlenmeyer şişe ve daha sonra yaklaşık 10 dakika boyunca oda sıcaklığında soğumasına izin verin bir mikrodalga kaynama E3 ısıtılarak agaroz çözülür. </li><li> yaklaşık 0,5 cm derinliğe sahip bir vakıf yapmak için bir Petri kabı içine soğutulmuş agaroz / E3 çözüm dökün. Bu, yaklaşık 0.3 cm derinliğinde ikinci bir tabaka dökmek ve prefabrik embriyo de kalıp yerleştirin ve agaroz oda sıcaklığında katılaşmaya izin katılaşmış zaman. Not: hava kabarcıklarının sayısını azaltmak için, bir açı ile agar içine kalıp yerleştirme üst agar / E3 tabaka haline kalıp takarken. </li><li> Tüm mikroenjeksiyon tepsi belirledi olduğunda, prefabrik embriyo iyi o zaman 4 ° C&#39;de E3 çözüm ve mağaza ile çanak doldurun, yavaş ve dikkatli bir scoopula kullanarak kalıp kaldırın. </li></ol> 3. Embriyo Hazırlık <ol><li> çiftleşme odalarına bölücüler koyarak Zebra balığı çiftleşme tankları kurmak ve sistem su ile doldurun. </li><li> Bölücü s her iki tarafında bir balık yerleştirinuch her çiftleşme odası bir kadın ve bir erkek balık içerir ve her çiftleşme odasına kapsadığını. </li><li> Ertesi sabah, yumurtlama etkinleştirmek için bölücüler çıkarın. </li><li> sonra yaklaşık 30 dakika, ve akvaryuma yetişkin döndükten sonra, ince bir tel örgü süzgeç aracıyla çiftleşme tankı suyun geçerek onların embriyolar toplamak balık edin. </li><li> Petri kabı üzerine süzgeç ters çevirin ve embriyolar toplamak için E3 ile durulayın. </li><li> 28.5 ° CO / N embriyolar inkübe edin. </li><li> Embriyolar 24-26 hücre gruplarının aşama 26 ulaştığı zaman, embriyoların, her çanak 50 mg / ml Pronaz 100 ul ilave edilmesi ve yaklaşık 15, oda sıcaklığında bir çanak (23 ° C) inkübe edilerek dechorionate sonra E3 ortam en ve dekante min. Not: şekilde tarif ve 28.5 ° C&#39;de O / N kuluçkaya toplanması durumunda embriyolar 24-26 hücre gruplarının aşamaya ulaşmak için bu karnına düştüğü andan itibaren yaklaşık 24-25 saat sürer. </li><li> ile çanak doldurunDaha sonra E3 ve embriyoların chorions çıkarmak için hafifçe döndürün. </li><li> E3 / pronase Durusu ve taze E3 25 ml çanak durulayın. Tekrarlayın durulama adımı tüm pronase kaldırmak için. </li><li> , Pigmentasyon gelişmesini engellemek E3 süzün ve embriyolar 24 saat sonrası gübreleme ulaşmış taze E3 / PTU 25 ml değiştirmek için. Not: deneyler birkaç gün yayılan için, temiz çanak tutmak için günde bir kez taze medya ile E3 / PTU çözüm değiştirin. </li></ol> Nephrotoxin Çözüm 4. Mikroenjeksiyon <ol><li> Enjeksiyon gününde, uygun araç kontrolü ile birlikte arzu edilen Nephrotoxin solüsyon hazırlanır. </li><li> Girdap veya ilaç (lar) sağlamak üzere hafifçe karıştırın su kolonunun tüp ve üst tarafı kontrol / çözelti içinde yer alır. Not: Nephrotoxin çözümleri mikroenjeksiyon etkinliğini izlemek ve ayrıca subseq böbrek klerensini değerlendirmek için floresan konjuge dekstran eser miktarda içeren hazırlanabiliruent zaman 20,28 işaret ediyor. </li><li> iğne arkasına ince bir jel yükleme ucu geçirilerek Nephrotoxin bir ~ 2-3 ul bir kesilmiş mikroenjeksiyon iğne yükleyin ve çözüm yerçekimi tarafından kesilmiş iğne ucu doldurmak için izin bant parçası ile dikey iğne askıya. </li><li> İğne ucu dolduğunda, mikromanipülatör yüklenen iğne sabitleyin. </li><li> Bir mikrometre slayt üzerine mineral yağ bir damla koyarak mikroenjeksiyon ses seviyesini test ve damlacık boyutunu değerlendirmek için yağın içine enjekte edilir. 500 ul enjeksiyon hacmi 0.1 mm bir çapa sahiptir. </li><li> inkübatör embriyoların çanak çıkarın ve embriyo çanak yaklaşık% 0.2 Tricaine 5 ml ekleyerek uyutmak. </li><li> tam anesthetization sağlamak için, yavaşça embriyo manipülatör aracı ucuyla embriyo dokunun. hareket eksikliği yeterli anesthetization gösterir. </li><li> Başarılı anesthetization sonra, transf ile enjeksiyon kalıp embriyo transferineer pipet. </li><li> gövde depresyon boyunca dinlenir ve kuyruk depresyon dışarı kadar yapışır iyi böyle derin alanda kafa yerleştirerek kalıp farklı bir kuyunun içine her bir embriyo Manevra. </li><li> Mikromanipülatör doldurulur iğne takın ve embriyo yanındaki iğne ucu yerleştirin. </li><li> Yavaşça ileri joystick&#39;i hareket ettirerek kuyruk kabına iğne takın ve mikroenjeksiyon sunmak için ayak pedalına basın. Not: Başarılı enjeksiyon sıvı izleyerek gauged olabilir dolaşıma girebilir. Bundan başka, floresan konjuge dekstran ile nephrotoxicant birlikte enjeksiyon işlemiyle daha sonra başarılı bir enjeksiyon kontrol etmek için araştırmacı sağlar. </li><li> Yavaşça embriyo iğne kaldırmak için joystick geri çekin. </li><li> enjeksiyonundan sonra, temiz bir çanak embriyo transferine ve Tricaine kaldırmak ve taze E3 / PTU ile yerine durulayın. </li><li> eşek istenilen zaman noktasına embriyo inkübeistenildiği gibi deneysel analiz için metil montaj medya, ya da süreç içinde fotoğraf ile belgelenmiştir edilebilir s morfolojisi. Not: embriyoların Recovery yaygın böbrek hasarı gösteren ödem, bireylerin yüzdesini belirlemek için değerlendirilmelidir. </li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Terapötik maddelerin bir çok çeşitli sayıda AKI 29 ile ilişkilendirilmiştir. Böyle aminoglikozid gentamisin 30 ve yaygın olarak kullanılan kemoterapötik sisplatin 31,32 olarak birçok bireysel bileşikler tarafından uyarılan hasar anlaşılmasında önemli araştırma gelişmeler olmuştur. Bu koşullar dahil patolojik değişiklikler, devam eden çalışmanın konusu olmaya devam etmektedir. Bir acil zorluk birden fazla ilaç olumsuz gibi kritik bakım ortamlarında olanlar...

AKI yıkıcı sağlık sonuçları 1 yol açabilir böbrek fonksiyonlarının ani bir kayıptır. AKI daha yüksek kritik bakım olgularında% 30-50 oranları ve yaşlı, ve% 50-70 1-3 mortalite oranları ile, bağlı yatan hastalarda yaklaşık% 20 yüksek insidansı dünya çapında önemli bir sağlık sorunudur. Ne yazık ki, AKI prevalansı giderek artmaktadır nedeniyle, antibiyotikler gibi nephrotoxins post-operatif stres, iskemi ve maruz kalma dahil AKI neden olabilir faktörlerin çeşitliliği, kısmen, önümüzdeki on yıl içinde daha da yükselmek tahmin edilmektedir kemoterapötik ilaçlar 4. AKI yaygın temel fonksiyonel birimler ve kan filtresi ve merkezi toplayıcı kanallarda 1 İdrarı boşaltır parçalı bir tübül oluşmaktadır nefron, ortaya çıkan, böbrek içindeki ani hücresel hasara içerir. Ne zaman nefron önemli bir kısmı vardırAKI sırasında hasar, ani etkiler ölü ve ölmekte olan hücrelerden 1 tıkanması nedeniyle nefron aracılığıyla bir dolaşımdan atık klerensinde kesinti, ve azalan veya yürürlükten kaldırılan sıvı akışını içerir. Zamanla, boru şeklindeki tıkanıklığı kalıcı böbrek fonksiyonlarını 1 azaltır tüm nefron, dejenerasyonu neden olabilir. AKI aşağıdaki böbrekte fizyolojik değişiklikler de kronik yara izi 1 yol açabilir karmaşık inflamatuar olayları içerir. Bu sonuçların rağmen, nefron tübüler epitel 5,6 tekrar oluşturur AKI sonra rejenerasyon geçmesi için bazı kapasitesine sahiptir. Nefron rejenerasyon artan moleküler anlayış var olsa da, mekanizmalar birçok açıdan zor kalır ve soruşturma 7 devam gerektirecek. AKI kalıcı böbrek hasarı ile sonuçlanan derecesi de bilinmemektedir. Mevcut araştırma böbrek için rejeneratif potansiyeli olduğunu göstermektedirEn yüksek daha belirgin veya tekrarlanan bölüm kronik böbrek hastalığı (KBH) neden olurken, AKI daha az şiddetli Aşağıdaki hallerde ve hayat kurtarıcı nakli ya da diyaliz 8,9 gerektiren son dönem böbrek yetmezliği (SDBY) olarak birikirler. Ayrıca, zaten CKD muzdarip kişilerin AKI 8,9 şiddetli bölüm yakalanma daha yüksek bir risk altındadır. Birlikte ele alındığında, temel ve klinik araştırma, anlama tedavi ve AKI önlemek için hayati önem taşımaktadır devam ettiğini açıktır. Hayvan modelleri ile Araştırma AKI 10 sırasında meydana gelen yerel ve çevresel değişiklikler ilerlemesini takdir vesile olmuştur. Bu anlayış genişletmek yanı sıra yeni tedaviler geliştirmek için, Zebra balığı hayvan modeli yolları 11,12 çeşitli istihdam edilmiştir. Zebra balığı böbrek nefron, embriyo ve yetişkin hem de memelilerde 13-16 ile birlikte koruma yüksek derecede gösterir. ze daha, nefron epitel hasarıbrafish tübüler hücrelerin lokal yıkımı intratubuler çoğalması ve nefron mimarisinin 17-19 yeniden kurulması izler sayede yüksek omurgalıların, süreci benzer. Embriyo, bununla birlikte, sisplatin gibi nephrotoxins kapsamlı tübül hasarı öldürücülüğü 20,21 ile ilişkilidir. Karşılaştırıldığında, zebrabalıkları yetişkinler AKI hayatta ve böbrekte maddi rejeneratif yeteneklerini sergileyecekleri. Örneğin, aminoglikozid antibiyotik gentamisin maruz kaldıktan sonra, Zebra balığı tübül epitel hasarı yeniden ve yeni nefron birimleri de 22-24 büyür. Bu gentamisin kaynaklı AKI çalışmaları farklı nephrotoxins böbrek hasarı anlamak, çok değerli bilgiler sağlamıştır olsa da etkileri ve hasar 25 farklı türde yanıt takdir için kritik kalır. Zebra balığı embriyo nedeniyle büyüklüğü, şeffaflık ve genetik tractability için, Nephrotoxin çalışmaları için pek çok faydaları vardır &lt;Mikroenjeksiyon 20,21 yöntemi soruşturma molekülü (ler) yönetmek için kullanılır sup&gt; 25. Nefron 24 saat sonra döllenme (hpf) tarafından oluşturulan ve yaklaşık 48 hpf 26,27 kanı filtre başlarlar. Böylece, embriyonik böbrek hızlı oluşumu ve fonksiyonu deneysel analizini kolaylaştırır. Ancak, mikroenjeksiyon işlemi teknik zorlukları vardır ve teknik mastering için bir öğrenme eğrisi olabilir. Bu video makalede, biz microinjections gerçekleştirmek ve başarılı enjeksiyonları oranını arttırmak için sorun giderme ipuçları sağlamak açıklanmıştır.

<table><tbody><tr><td>Sodium Chloride</td><td>American Bioanalytical</td><td>AB01915</td><td></td></tr><tr><td>Potassium Chloride</td><td>American Bioanalytical</td><td>AB01652</td><td></td></tr><tr><td>Calcium Chloride</td><td>American Bioanalytical</td><td>AB00366</td><td></td></tr><tr><td>N-Phenylthiourea (PTU)</td><td>Aldrich Chemistry</td><td>P7629</td><td></td></tr><tr><td>Ethyl 3-aminobenzoate (Tricaine)</td><td>Fluka Analytical</td><td>A5040</td><td></td></tr><tr><td>Borosilicate glass</td><td>Sutter Instruments Co.</td><td>BF100-50-10</td><td></td></tr><tr><td>Flaming/Brown Micropipette puller</td><td>Sutter Instruments Co.</td><td>Mo. P097</td><td></td></tr><tr><td>UltraPure Agarose</td><td>Invitrogen</td><td>15510-027</td><td></td></tr><tr><td>Magnesium Sulfate</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M7506</td><td></td></tr><tr><td>Methylene Blue</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>M9140</td><td></td></tr><tr><td>Falcon Diposable Petri Dishes, Sterile, Corning:</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>60 mm x 15 mm</td><td>VWR</td><td>25373-085</td><td></td></tr><tr><td>100 mm x 15 mm</td><td>VWR</td><td>25373-100</td><td></td></tr><tr><td>&amp;nbsp;(microinjection tray) 150 mm x 15 mm</td><td>VWR</td><td>25373-187</td><td></td></tr><tr><td>Low Temperature Incubator</td><td>Fischer Scientific</td><td>11 690 516DQ</td><td></td></tr><tr><td>Micro Dissecting Tweezer</td><td>Roboz Surgical Instruments Co.</td><td>RS-5010</td><td></td></tr><tr><td>Micrometer</td><td>Ted Pella, Inc.</td><td>2280-24</td><td></td></tr></tbody></table>

nephrotoxin microinjection in zebrafish to model acute kidney injury

Böbrekler onlar kan filtrelemek kimyasallara maruz zarar yatkındır. Bu böbrek fonksiyonu ve akut böbrek hasarı (ABH) olarak bilinen klinik sendrom gelişiminde hızlı bir düşüş ile ilişkili organ hasarına yol açabilir. Farmakolojik maddeler tek tek uygulandığında bakteriyel enfeksiyondan kanseri kadar sağlık durumları tedavi etmek için kullanılabilir ya da başka ilaçlar ile kombinasyon halinde, AKI başlatabilir. Balığı onlar insanları da kapsayan yüksek omurgalıların ile korunan nefron işlevsel birimler oluşan bir embriyonik böbrek formu olarak yararlı bir hayvan modeli, in vivo olarak böbrek fonksiyonu kimyasal etkilerini incelemek için vardır. Dahası, zebra balığı AKI hücresel ve moleküler yönlerini aydınlatmak ve bu tür nefrokoruyucu moleküllerin kimlik olarak tedavi stratejilerinin geliştirilmesi için fırsatlar sağlayan genetik ve kimyasal ekranlar, gerçekleştirmek için kullanılabilir. Burada, biz içine nasıl mikroenjeksiyon göstermekzebra balığı embriyo Nephrotoxin çalışmaları için bir paradigma olarak kullanılabilir.

Kurmak bir mikroenjeksiyon istasyonu stereomikroskopta, micromanipulator ve basınç regülatörü (Şekil 1A) içerir. Enjeksiyon plaka transillüminasyonu Bu prosedür (Şekil 1B) içinde örnekleri görüntülemek için tercih edilir. enjeksiyon iğnesinin hazırlanması arka yükleme iğne nihayet kesme ile kenar hazırlayarak ardından uygun borosilikat cam, çekme içerir. Optimal, iğne ucu kesme işlemi sırasında (Şekil 1C) gi...

Watch this Scientific Journal Video about Nephrotoxin Microinjection in Zebrafish to Model Acute Kidney Injury at JoVE.com

Nephrotoxin Microinjection in Zebrafish to Model Acute Kidney Injury

kemoterapötik antibiyotik arasında değişen ilaçlar yer alır nephrotoxins, kaynaklanacak böbrek yaralanmaları, kimin patogenezi tam olarak anlaşılamamıştır karmaşık bozuklukları oluşabilir. Bu protokol, zebra balığı böbrek koruyucu önlemlerin tanımlanması için uygulanabilir, bu koşullar, hastalık modelleme için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir.

Zebra balığı Nephrotoxin Mikroenjeksiyon Akut Böbrek Yaralanması Model

The kidneys are susceptible to harm from exposure to chemicals they filter from the bloodstream. This can lead to organ injury associated with a rapid ...

nephrotoxin-microinjection-in-zebrafish-to-model-acute-kidney-injury

Research

JoVE Journal

Biology

8.8K Görüntüleme.  University of Notre Dame.  kemoterapötik antibiyotik arasında değişen ilaçlar yer alır nephrotoxins, kaynaklanacak böbrek yaralanmaları, kimin patogenezi tam olarak anlaşılamamıştır karmaşık bozuklukları oluşabilir. Bu protokol, zebra balığı böbrek koruyucu önlemlerin tanımlanması için uygulanabilir, bu koşullar, hastalık modelleme için nasıl kullanılabileceğini göstermektedir. 

Video: Nephrotoxin Microinjection in Zebrafish to Model Acute Kidney Injury

Kidney Regeneration in Adult Zebrafish by Gentamicin Induced Injury

The kidney is essential for fluid homeostasis, blood pressure regulation and filtration of waste from the body. The fundamental unit of kidney function is the nephron. Mammals are able to repair existing nephrons after injury, but lose the ability to form new nephrons soon after birth. In contrast to mammals, adult fish produce new nephrons (neonephrogenesis) throughout their lives in response to growth requirements or injury. Recently, lhx1a has been shown to mark nephron progenitor cells in the adult zebrafish kidney, however mechanisms controlling the formation of new nephrons after injury remain unknown. Here we show our method for robust and reproducible injury in the adult zebrafish kidney by intraperitoneal (i.p.) injection of gentamicin, which uses a noninvasive visual screening process to select for fish with strong but nonlethal injury. Using this method, we can determine optimal gentamicin dosages for injury and go on to demonstrate the effect of higher temperatures on kidney regeneration in zebrafish.

Here we present a reliable method to study adult kidney regeneration by inducing acute kidney injury by gentamicin injection. We show that injury is dependent on gentamicin dosage and environmental temperature using in situ hybridization to label lhx1a+ developing new nephrons.

Gentamisin Kaynaklı Sakatlık tarafından Yetişkin Zebra balığı Böbrek Rejenerasyon

The kidney is essential for fluid homeostasis, blood pressure regulation and filtration of waste from the body. The fundamental unit of kidney function is ...

Gelişim Biyolojisi

Transplantation of Whole Kidney Marrow in Adult Zebrafish

Hematopoietic stem cells (HSC) are a rare population of pluripotent cells that maintain all the differentiated blood lineages throughout the life of an organism. The functional definition of a HSC is a transplanted cell that has the ability to reconstitute all the blood lineages of an irradiated recipient long term. This designation was established by decades of seminal work in mammalian systems. Using hematopoietic cell transplantation (HCT) and reverse genetic manipulations in the mouse, the underlying regulatory factors of HSC biology are beginning to be unveiled, but are still largely under-explored. Recently, the zebrafish has emerged as a powerful genetic model to study vertebrate hematopoiesis. Establishing HCT in zebrafish will allow scientists to utilize the large-scale genetic and chemical screening methodologies available in zebrafish to reveal novel mechanisms underlying HSC regulation. In this article, we demonstrate a method to perform HCT in adult zebrafish. We show the dissection and preparation of zebrafish whole kidney marrow, the site of adult hematopoiesis in the zebrafish, and the introduction of these donor cells into the circulation of irradiated recipient fish via intracardiac injection. Additionally, we describe the post-transplant care of fish in an "ICU" to increase their long-term health. In general, gentle care of the fish before, during, and after the transplant is critical to increase the number of fish that will survive more than one month following the procedure, which is essential for assessment of long term (&lt;3 month) engraftment. The experimental data used to establish this protocol will be published elsewhere. The establishment of this protocol will allow for the merger of large-scale zebrafish genetics and transplant biology.

In this article, we demonstrate a method to perform HCT in adult zebrafish.

Yetişkin Zebra balığı Tüm Böbrek İliği Nakli

Hematopoietic stem cells (HSC) are a rare population of pluripotent cells that maintain all the differentiated blood lineages throughout the life of an ...

Biyoloji

Testing the Physiological Barriers to Viral Transmission in Aphids Using Microinjection

Potato loafroll virus (PLRV), from the family Luteoviridae infects solanaceous plants. It is transmitted by aphids, primarily, the green peach aphid. When an uninfected aphid feeds on an infected plant it contracts the virus through the plant phloem. Once ingested, the virus must pass from the insect gut to the hemolymph (the insect  blood ) and then must pass through the salivary gland, in order to be transmitted back to a new plant. An aphid may take up different viruses when munching on a plant, however only a small fraction will pass through the gut and salivary gland, the two main barriers for transmission to infect more plants. In the lab, we use physalis plants to study PLRV transmission. In this host, symptoms are characterized by stunting and interveinal chlorosis (yellowing of the leaves between the veins with the veins remaining green). The video that we present demonstrates a method for performing aphid microinjection on insects that do not vector PLVR viruses and tests whether the gut is preventing viral transmission.
The video that we present demonstrates a method for performing Aphid microinjection on insects that do not vector PLVR viruses and tests whether the gut or salivary gland is preventing viral transmission.

Aphids are effective transmitters of plant viruses. Aphid microinjection of virus, the procedure we will show you today, is a technique allowing researchers to inject virus directly into the hemocoel of the aphid, bypassing the gut, one of the 2 major barriers for virus transmission in a circulative manner. The same technique is also used to inject dsRNA for RNAi.

Mikroenjeksiyon kullanarak Yaprak bitleri Viral İletim Fizyolojik Engelleri Test

Potato loafroll virus (PLRV), from the family Luteoviridae infects solanaceous plants. It is transmitted by aphids, primarily, the green peach aphid. When ...

Precise Cellular Ablation Approach for Modeling Acute Kidney Injury in Developing Zebrafish

Acute Kidney Injury (AKI) is a common medical condition with a high mortality rate. With the repair abilities of the kidney, it is possible to restore adequate kidney function after supportive treatment. However, a better understanding of how nephron cell death and repair occur on the cellular level is required to minimize cell death and to enhance the regenerative process. The zebrafish pronephros is a good model system to accomplish this goal because it contains anatomical segments that are similar to the mammalian nephron. Previously, the most common model used to study kidney injury in fish was the pharmacological gentamicin model. However, this model does not allow for precise spatiotemporal control of injury, and hence it is difficult to study cellular and molecular processes involved in kidney repair. To overcome this limitation, this work presents a method through which, in contrast to the gentamicin approach, a specific Green Fuorescent Protein (GFP)-expressing nephron segment can be photoablated using a violet laser light (405 nm). This novel model of AKI provides many advantages that other methods of epithelial injury lack. Its main advantages are the ability to &#34;dial&#34; the level of injury and the precise spatiotemporal control in the robust in vivo animal model. This new method has the potential to significantly advance the level of understanding of kidney injury and repair mechanisms.

This work presents a new in vivo model of segmental kidney injury using kidney GFP transgenic zebrafish. The model allows for the induction of the targeted ablation of kidney epithelial cells to show the cellular mechanisms of nephron injury and repair.

Zebra balığı Gelişen Akut Böbrek Hasarının Modellenmesi İçin Hassas Hücresel Ablasyon Yaklaşımı

Acute Kidney Injury (AKI) is a common medical condition with a high mortality rate. With the repair abilities of the kidney, it is possible to restore ...

Microinjection of mRNA and Morpholino Antisense Oligonucleotides in Zebrafish Embryos.

An essential tool for investigating the role of a gene during development is the ability to perform gene knockdown, overexpression, and misexpression studies. In zebrafish (Danio rerio), microinjection of RNA, DNA, proteins, antisense oligonucleotides and other small molecules into the developing embryo provides researchers a quick and robust assay for exploring gene function in vivo. In this video-article, we will demonstrate how to prepare and microinject in vitro synthesized EGFP mRNA and a translational-blocking morpholino oligo against pkd2, a gene associated with autosomal dominant polycystic kidney disease (ADPKD), into 1-cell stage zebrafish embryos. We will then analyze the success of the mRNA and morpholino microinjections by verifying GFP expression and phenotype analysis. Broad applications of this technique include generating transgenic animals and germ-line chimeras, cell-fate mapping and gene screening. Herein we describe a protocol for overexpression of EGFP and knockdown of pkd2 by mRNA and morpholino oligonucleotide injection.

Microinjection is a well-established and effective method for introducing foreign substances into fertilized zebrafish embryos. Here, we demonstrate a robust microinjection technique for performing mRNA overexpression, and morpholino oligonucleotide gene knockdown studies in zebrafish.

Zebra balığı Embriyolar mRNA ve morfolino Antisens Oligonükleotidler Mikroenjeksiyon.

An essential tool for investigating the role of a gene during development is the ability to perform gene knockdown, overexpression, and misexpression ...

Intravenous Microinjections of Zebrafish Larvae to Study Acute Kidney Injury

In this video article we describe a zebrafish model of AKI using gentamicin as the nephrotoxicant.  The technique consists of intravenous microinjections on 2 dpf zebrafish. This technique represents an efficient and rapid method to deliver soluble substances into the bloodstream of zebrafish larvae, allowing for the injection of 15-20 fish per hour. In addition to AKI studies, this microinjection technique can also be used for other types of experimental studies such as angiography.  We provide a detailed protocol of the technique from equipment required to visual measures of decreased kidney function. In addition, we also demonstrate the process of fixation, whole mount immunohistochemistry with a kidney tubule marker, plastic embedding and sectioning of the larval zebrafish. We demonstrate that zebrafish larvae injected with gentamicin show morphological features consistent with AKI: edema, loss of cell polarity in proximal tubular epithelial cells, and morphological disruption of the tubule.

We describe a technique of microinjecting the aminoglycoside, gentamicin, into 2 days post-fetilization (dpf) zebrafish larvae to induce acute kidney injury (AKI). We also describe a method for whole mount immunohistochemistry, plastic embedding and sectioning of zebrafish larvae to visualize the AKI mediated damage.

Akut Böbrek Sakatlık Eğitim Zebra balığı Larva İntravenöz Microinjections

In this video article we describe a zebrafish model of AKI using gentamicin as the nephrotoxicant.  The technique consists of intravenous microinjections ...

Laser Ablation of the Zebrafish Pronephros to Study Renal Epithelial Regeneration

Acute kidney injury (AKI) is characterized by high mortality rates from deterioration of renal function over a period of hours or days that culminates in renal failure1. AKI can be caused by a number of factors including ischemia, drug-based toxicity, or obstructive injury1. This results in an inability to maintain fluid and electrolyte homeostasis. While AKI has been observed for decades, effective clinical therapies have yet to be developed. Intriguingly, some patients with AKI recover renal functions over time, a mysterious phenomenon that has been only rudimentally characterized1,2. Research using mammalian models of AKI has shown that ischemic or nephrotoxin-injured kidneys experience epithelial cell death in nephron tubules1,2, the functional units of the kidney that are made up of a series of specialized regions (segments) of epithelial cell types3. Within nephrons, epithelial cell death is highest in proximal tubule cells. There is evidence that suggests cell destruction is followed by dedifferentiation, proliferation, and migration of surrounding epithelial cells, which can regenerate the nephron entirely1,2. However, there are many unanswered questions about the mechanisms of renal epithelial regeneration, ranging from the signals that modulate these events to reasons for the wide variation of abilities among humans to regenerate injured kidneys.
The larval zebrafish provides an excellent model to study kidney epithelial regeneration as its pronephric kidney is comprised of nephrons that are conserved with higher vertebrates including mammals4,5. The nephrons of zebrafish larvae can be visualized with fluorescence techniques because of the relative transparency of the young zebrafish6. This provides a unique opportunity to image cell and molecular changes in real-time, in contrast to mammalian models where nephrons are inaccessible because the kidneys are structurally complex systems internalized within the animal. Recent studies have employed the aminoglycoside gentamicin as a toxic causative agent for study of AKI and subsequent renal failure: gentamicin and other antibiotics have been shown to cause AKI in humans, and researchers have formulated methods to use this agent to trigger kidney damage in zebrafish7,8. However, the effects of aminoglycoside toxicity in zebrafish larvae are catastrophic and lethal, which presents a difficulty when studying epithelial regeneration and function over time. Our method presents the use of targeted cell ablation as a novel tool for the study of epithelial injury in zebrafish. Laser ablation gives researchers the ability to induce cell death in a limited population of cells. Varying areas of cells can be targeted based on morphological location, function, or even expression of a particular cellular phenotype. Thus, laser ablation will increase the specificity of what researchers can study, and can be a powerful new approach to shed light on the mechanisms of renal epithelial regeneration. This protocol can be broadly applied to target cell populations in other organs in the zebrafish embryo to study injury and regeneration in any number of contexts of interest.

Acute kidney injury (AKI) in humans is a common clinical problem caused by damage to the epithelial cells that comprise kidney nephrons, and AKI is associated with high mortality rates of 50-70%1. Following epithelial cell destruction, nephrons have a limited ability to regenerate, though the mechanisms and limitations that guide this phenomenon remain poorly understood. In this video article, we describe our technique for targeted laser ablation of kidney nephron cells in the zebrafish embryo kidney, or pronephros. Our new method can be used to complement nephrotoxicity-induced models of AKI and gain a high-resolution understanding of the cell and molecular alterations that are associated with epithelial regeneration in the kidney nephron.

Zebra balığı Pronephros Lazer Ablasyon Böbrek Epitel Rejenerasyon Eğitim

Acute kidney injury (AKI) is characterized by high mortality rates from deterioration of renal function over a period of hours or days that culminates in ...

Analysis of Nephron Composition and Function in the Adult Zebrafish Kidney

The zebrafish model has emerged as a relevant system to study kidney development, regeneration and disease. Both the embryonic and adult zebrafish kidneys are composed of functional units known as nephrons, which are highly conserved with other vertebrates, including mammals. Research in zebrafish has recently demonstrated that two distinctive phenomena transpire after adult nephrons incur damage: first, there is robust regeneration within existing nephrons that replaces the destroyed tubule epithelial cells; second, entirely new nephrons are produced from renal progenitors in a process known as neonephrogenesis. In contrast, humans and other mammals seem to have only a limited ability for nephron epithelial regeneration. To date, the mechanisms responsible for these kidney regeneration phenomena remain poorly understood. Since adult zebrafish kidneys undergo both nephron epithelial regeneration and neonephrogenesis, they provide an outstanding experimental paradigm to study these events. Further, there is a wide range of genetic and pharmacological tools available in the zebrafish model that can be used to delineate the cellular and molecular mechanisms that regulate renal regeneration. One essential aspect of such research is the evaluation of nephron structure and function. This protocol describes a set of labeling techniques that can be used to gauge renal composition and test nephron functionality in the adult zebrafish kidney. Thus, these methods are widely applicable to the future phenotypic characterization of adult zebrafish kidney injury paradigms, which include but are not limited to, nephrotoxicant exposure regimes or genetic methods of targeted cell death such as the nitroreductase mediated cell ablation technique. Further, these methods could be used to study genetic perturbations in adult kidney formation and could also be applied to assess renal status during chronic disease modeling.

The zebrafish adult kidney is an excellent system for renal regeneration and disease studies. An essential aspect of such research is the assessment of nephron structure and function. This protocol describes several methodologies that can be implemented to assess nephron tubule composition and to evaluate renal reabsorption.

Yetişkin Zebra balığı Böbrek Nefron Kompozisyon ve Fonksiyon Analizi

The zebrafish model has emerged as a relevant system to study kidney development, regeneration and disease. Both the embryonic and adult zebrafish kidneys ...

Acute Kidney Injury Model Induced by Cisplatin in Adult Zebrafish

Cisplatin is commonly used as chemotherapy. Although it has positive effects in cancer-treated individuals, cisplatin can easily accumulate in the kidney due to its low molecular weight. Such accumulation causes the death of tubular cells and can induce the development of Acute Kidney Injury (AKI), which is characterized by a quick decrease in kidney function, tissue damage, and immune cells infiltration. If administered in specific doses cisplatin can be a useful tool as an AKI inducer in animal models. The zebrafish has appeared as an interesting model to study renal function, kidney regeneration, and injury, as renal structures conserve functional similarities with mammals. Adult zebrafish injected with cisplatin shows decreased survival, kidney cell death, and increased inflammation markers after 24 h post-injection (hpi). In this model, immune cells infiltration and cell death can be assessed by flow cytometry and TUNEL assay. This protocol describes the procedures to induce AKI in adult zebrafish by intraperitoneal cisplatin injection and subsequently demonstrates how to collect the renal tissue for flow cytometry processing and cell death TUNEL assay. These techniques will be useful to understand the effects of cisplatin as a nephrotoxic agent and will contribute to the expansion of AKI models in adult zebrafish. This model can also be used to study kidney regeneration, in the search for compounds that treat or prevent kidney damage and to study inflammation in AKI. Moreover, the methods used in this protocol will improve the characterization of tissue damage and inflammation, which are therapeutic targets in kidney-associated comorbidities.

This protocol describes the procedures to induce Acute Kidney Injury (AKI) in adult zebrafish using cisplatin as a nephrotoxic agent. We detailed the steps to evaluate the reproducibility of the technique and two techniques to analyze inflammation and cell death in the renal tissue, flow cytometry and TUNEL, respectively.

Yetişkin Zebra Balıklarında Cisplatin tarafından İndüklenen Akut Böbrek Yaralanması Modeli

Cisplatin is commonly used as chemotherapy. Although it has positive effects in cancer-treated individuals, cisplatin can easily accumulate in the kidney ...

Tıp

Intravenous Microinjection of Nephrotoxins into Zebrafish Embryo: A Technique to Deliver Nephrotoxic Agents into the Bloodstream of Zebrafish Embryo

Source: McKee, Robert A. et al. <a href="https://www.jove.com/video/54241" target="_blank">Nephrotoxin Microinjection in Zebrafish to Model Acute Kidney Injury.</a> J. Vis. Exp.&#160;(2016)
This video demonstrates the intravenous microinjection of nephrotoxins into the tail vein of a zebrafish embryo to study their chemical effects on renal function.

Nefrotoksinlerin Zebra Balığı Embriyosuna İntravenöz Mikroenjeksiyonu: Nefrotoksik Ajanları Zebra Balığı Embriyosunun Kan Dolaşımına Verme Tekniği

Source: McKee, Robert A. et al. Nephrotoxin Microinjection in Zebrafish to Model Acute Kidney Injury. J. Vis. Exp.&#160;(2016)
This video demonstrates the ...