Prof. Junhai Han'ın laboratuvar üyelerine tartışmaları ve yorumları için teşekkür ederiz. Bu çalışma, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı tarafından 32170970 YT'ye ve Jiangsu Eyaletinin "Siyanin Mavisi Projesi" tarafından ZCZ'ye desteklenmiştir.

Bu protokol, Bloomington Drosophila Stok Merkezi'nden 30 günlük w1118 sineğini kullanır (BDSC_3605, bkz.
1. Yaşlı meyve sineklerinin hazırlanması
<ol><li>Yemek hazırlama<ol><li>50 g/L mısır gevreği, 110 g/L şeker, 5 g/L agar ve 25 g/L mayayı karıştırarak standart mısır nişastası kültür ortamını hazırlayın. Mısır gevreğini ve mayayı jelatinleştirmek için suyla ısıtın ve ardından tüm maddeleri tamamen çözün.</li>
		<li>Ortam 50-60 °C'ye soğuduğunda, 6 mL/L propiyonik asit ekleyin ve bunları hemen kültür şişelerine koyun.</li>
	</ol></li>
	<li>Sinek yetiştiriciliği ve yaşlı sineklerin hazırlanması<ol><li>Sinek suşunu w 1118'i standart bir mısır nişastası kültürü ortamı içeren şişelerde üretin ve şişeleri 25 ° C'de,% 68 bağıl nemde, 500-1000 lüks aydınlatma koşullarında ve 12 saat: 12saat ışıkta sabit sıcaklıkta bir inkübatöre koyun: karanlık döngü.</li>
		<li>Sineklerin büyüme döngüsüne göre sinekleri her 7 günde bir yeni bir şişeye aktarın ve aynı şişedeki bireylerin yaşını tutarlı tutun.</li>
		<li>Orijinal şişeden çıkan yeni sinek grubunu aktardıktan 3 gün sonra toplayın ve yeni bir şişeye koyun. Şişeyi her 7 günde bir değiştirme prensibine göre, yaklaşık 30 günlük olana kadar kültürleneceklerdir.</li>
	</ol></li>
</ol>2. İzleme için tıbbi gıda ve cam tüplerin hazırlanması
NOT: Cam tüp hazırlama prosedürü, Jin ve ark.modifikasyonlarla 34.
<ol><li>Cam tüplerin temizlenmesi ve kurutulması<ol><li>Cam tüpü (5 mm çap x 65 mm uzunluk, Malzeme Tablosuna bakın) büyük bir behere yerleştirin, ıslatın ve çift damıtılmış su ile 20 dakika kaynatın. 3 kez tekrarlayın.</li>
		<li>Cam tüpü çıkarın ve paketleyin, içini 3-5 kez çift damıtılmış suyla durulayın ve kuruması için fırına koyun.</li>
	</ol></li>
	<li>Basit kültür ortamının hazırlanması (100 mL)<ol><li>1.5 g agar ve 5 g sükrozu çift damıtılmış suda çözün, ısıtın ve 100 mL'ye konsantre edin.</li>
		<li>Ortam yaklaşık 70 °C'ye soğuduğunda 600 μL propiyonik asit ekleyin ve sabit sıcaklıkta bir su banyosu kullanarak katılaşmasını önleyin.</li>
		<li>İlaç 20 μM veya 50 μM'ye ulaşana kadar 10 mL'lik küçük bir behere yaklaşık 4 mL basit ortam ve Reserpin (Malzeme Tablosuna bakınız) ekleyin.</li>
	</ol></li>
	<li>İlaç içeren cam tüplerin hazırlanması<ol><li>Ortamın akışını kolaylaştırmak için, uygun uzunlukta bir cam tüpü küçük bir behere dikkatlice yerleştirin. Ortam, atmosferik basınç nedeniyle doğal olarak cam tüpe girecektir.</li>
		<li>Kültür ortamı tamamen katılaştığında cam tüpü dışarı çekin ve bir ucunda ilaç içeren bir kültür ortamı bulunan bir izleme cam tüpü elde etmek için dış duvarı silin.</li>
		<li>Katı parafini bir beherde 70 °C'de eriyene kadar ısıtın, cam tüpün ucunu yiyeceğe yakın bir yerde yaklaşık 5 mm parafin sıvısına koyun ve hızlıca çıkarın. Cam tüpün yiyecek ucunu kapatmak için parafinin katılaşmasını bekleyin.</li>
	</ol></li>
</ol>3. Deneysel tasarım ve sinek tedavisi
<ol><li>Tablo 1'i takip ederek sinek tedavisi için deneyi tasarlayın.</li>
</ol>4. Drosophila montajı ve uyku izleme
NOT: Drosophila montajı prosedürü, Jin ve ark.34'ün çalışmalarını değişikliklerle takip eder.
<ol><li>Sinekleri CO2 gazı ile uyuşturun, parafinle kapatılmış cam tüplere (tüp başına bir tane) koyun ve sineklerin kaçmasını önlemek ve hava sirkülasyonunu sağlamak için gıda dışı ucunu emici bir pamuk top ile bloke edin.</li>
	<li>Tüpleri izlemek için kızılötesi monitöre yükleyin.<ol><li>Sinek içeren cam tüpleri aynı yönde bir kızılötesi monitöre monte edin ve her ilaca karşılık gelen monitör numarasını ve delik numarasını kaydedin.</li>
		<li>Her tüpün hizalamasını ayarlayın ve kızılötesi ışınların sineğin aktivite aralığının merkezinden dikey olarak geçmesini sağlayın.</li>
		<li>Monitörü, belirtilen ayarları izleyerek sinek uykusu karanlık odasında bulunan 25 °C'lik bir inkübatörün içine yerleştirin: 25 °C sıcaklık, Zeitgeber 12 (ZT12) (yerel saat 08:00'e eşdeğer) ve ZT24 (yerel saat 08:00'e eşdeğer). Bu kurulum, sineklerin 12 saatlik aydınlık ve karanlık dönemlerini dönüşümlü olarak deneyimlemelerini sağlar. NOT: İzleme sırasında inkübatörde sabit bir ortam sağlamak için izleme verilerinin toplanması tamamlanana kadar kapıyı açmamaya çalışın.</li>
		<li>DAM2 sistemini kullanarak izlemeye başlayın (Malzeme Tablosuna bakın).</li>
		<li>İzleme tamamlandıktan sonra, toplanan verileri sistemden .txt formatında indirin.</li>
	</ol></li>
</ol>5. Veri işleme
NOT: DAM sistemi, DAMFileScan107 ve SCAMP kullanılarak veri işleme, resmi web sitelerindeki talimatlara göre gerçekleştirilmiştir (bkz.
<ol><li>Yukarıdaki txt dosyasını taramak için DAMFileScan107 yazılımına aktarın ve uyku verilerini elde etmek için gerektiği gibi bölün.<ol><li>Segmentasyon verilerinin başlangıç saatini, monitörleri başlattıktan sonraki üçüncü sabah 8:01 (1 dakikalık segmentasyon) veya 8:00 (30 dakikalık segmentasyon) olarak ayarlayın ve sonlandırma saati, başlangıç saatinden üç gün sonra 8:00'dir (Şekil 2A1). NOT: Sinekler en az bir gün boyunca izleme ortamına uyum sağlamalıdır. Böylece, bölünmüş veri başlangıç saati, monitör başladıktan sonraki üçüncü gün sabah 8'e ayarlanabilir.</li>
		<li>Verileri 1 dakika ve 30 dakika aralıklarla bölün. "Bin Uzunluğu" seçeneğini 1 dakika olarak değiştirin, "Çıktı Dosyası Türü" seçeneğini Kanal dosyaları, yeniden adlandırın ve çıktı olarak değiştirin. 30 dakikalık veri segmentasyon yöntemi yukarıdakiyle aynıdır (Şekil 2A2-5). NOT: 1 dakika ve 30 dakika aralıklarla veri segmentasyonu gerçekleştirirken, iki dosyanın son yeniden adlandırılması tutarlı olmalıdır; aksi takdirde, sonraki Matlab işlemleri sırasında okunamayabilir. Gerekirse, farklılaştırmayı kolaylaştırmak için çıktıdan sonra dosya adı değiştirilebilir.</li>
	</ol></li>
	<li>SCAMP2020 kullanarak veri işleme<ol><li>Matlab'da SCAMP2020 program paketini açın ve Vecsey Uyku ve Sirkadiyen Analiz MATLAB Programı (SCAMP) üzerine çift tıklayın (Şekil 2B).</li>
		<li>Yola "Vecsey SCAMP Scripts" alt klasörünü ekleyin, bu klasörde "scamp.m" dosyasını bulun ve çalıştırın. Aşağıdaki açılır pencerede, sırayla 1 dakika ve 30 dakika klasörlerini seçin (Şekil 2C,D).</li>
		<li>Bir monitör seçin, Bireysel yükle'ye tıklayın Önizlemek için Grafiklere bakın (Şekil 3A1) ve görünen görüntüyü kontrol edin. İlgili ölü sinek kanalının işaretini kaldırın (Şekil 3A2, Şekil 3B).</li>
		<li>Tüm monitörleri kontrol etmek için yukarıdaki adımları tekrarlayın.</li>
		<li>Her monitördeki her kanalı, test edilecek ilgili ilaca göre yeniden adlandırın (Şekil 3A3), tüm monitörleri seçin ve analiz için Seçilen Verileri ANALİZ ET'e tıklayın (Şekil 3A4).</li>
		<li>Varsayılan olarak seçilen seçenek, Seçilen Bölme için Analiz Et'e tıklayın, Verileri Dışa Aktar'ı işaretleyin ve son olarak sonuçların çıktısını almak için GRAPH 30 dk Seçili Gruplar için Tüm Günler için Veri Türleri ve Tüm Verileri İHRACAT üzerine tıklayın (Şekil 3C).</li>
	</ol></li>
	<li>CSV dosyasından s30 adlı dosyayı seçin, her monitör için karşılık gelen ortalama değeri ve standart hata verilerini bulun, değişiklik ve ayarlama için Excel'e yedekleyin ve bir uyku durumu diyagramı çizmek için GraphPad Prism'e yapıştırın (Malzeme Tablosuna bakın) (Şekil 4A,B).</li>
	<li>"Stdur" adlı dosyayı bulun ve üç gün içinde her sinek için gündüz, gece ve toplam uykunun ortalama değerlerini hesaplayın (Şekil 4A, C). Fark testini tamamlamak ve bir grafik çizmek için verileri Prism yazılımına yapıştırın.</li>
</ol>

Advancing Sleep Disorder Treatments: A &lt;em&gt;Drosophila&lt;/em&gt;-Based Screening Approach

<ol>
	<li>Le Bon, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Relationships+between+REM+and+NREM+in+the+NREM-REM+sleep+cycle:+a+review+on+competing+concepts.">Relationships between REM and NREM in the NREM-REM sleep cycle: a review on competing concepts.</a> Sleep Medicine. 70, 6-16 (2020).</li><li>Krueger, J. M., Frank, M. G., Wisor, J. P., Roy, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+function:+Toward+elucidating+an+enigma.">Sleep function: Toward elucidating an enigma.</a> Sleep Medicine Reviews. 28, 46-54 (2016).</li><li>Ohayon, M. M., Carskadon, M. A., Guilleminault, C., Vitiello, M. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Meta-analysis+of+quantitative+sleep+parameters+from+childhood+to+old+age+in+healthy+individuals:+developing+normative+sleep+values+across+the+human+lifespan.">Meta-analysis of quantitative sleep parameters from childhood to old age in healthy individuals: developing normative sleep values across the human lifespan.</a> Sleep. 27 (7), 1255-1273 (2004).</li><li>Li, S. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hyperexcitable+arousal+circuits+drive+sleep+instability+during+aging.">Hyperexcitable arousal circuits drive sleep instability during aging.</a> Science. 375 (6583), eabh3021 (2022).</li><li>Rodriguez, J. C., Dzierzewski, J. M., Alessi, C. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+problems+in+the+elderly.">Sleep problems in the elderly.</a> Medical Clinics of North America. 99 (2), 431-439 (2015).</li><li>Gulia, K. K., Kumar, V. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+disorders+in+the+elderly:+a+growing+challenge.">Sleep disorders in the elderly: a growing challenge.</a> Psychogeriatrics. 18 (3), 155-165 (2018).</li><li>Wolkove, N., Elkholy, O., Baltzan, M., Palayew, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+and+aging:+1.+Sleep+disorders+commonly+found+in+older+people.">Sleep and aging: 1. Sleep disorders commonly found in older people.</a> Canadian Medical Association Journal. 176 (9), 1299-1304 (2007).</li><li>Suzuki, K., Miyamoto, M., Hirata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+disorders+in+the+elderly:+Diagnosis+and+management.">Sleep disorders in the elderly: Diagnosis and management.</a> Journal of General and Family Medicine. 18 (2), 61-71 (2017).</li><li>Foley, D. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+complaints+among+elderly+persons+-+an+epidemiologic-study+of+3+communities.">Sleep complaints among elderly persons - an epidemiologic-study of 3 communities.</a> Sleep. 18 (6), 425-432 (1995).</li><li>Yu, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Insomnia+Severity+Index:+psychometric+properties+with+Chinese+community-dwelling+older+people.">Insomnia Severity Index: psychometric properties with Chinese community-dwelling older people.</a> Journal of Advanced Nursing. 66 (10), 2350-2359 (2010).</li><li>Hoevenaar-Blom, M. P., Spijkerman, A. M., Kromhout, D., van den Berg, J. F., Verschuren, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+duration+and+sleep+quality+in+relation+to+12-year+cardiovascular+disease+incidence:+the+MORGEN+study.">Sleep duration and sleep quality in relation to 12-year cardiovascular disease incidence: the MORGEN study.</a> Sleep. 34 (11), 1487-1492 (2011).</li><li>Rebok, G. W., Rovner, B. W., Folstein, M. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sleep+disturbance+and+Alzheimer's+disease:+relationship+to+behavioral+problems.">Sleep disturbance and Alzheimer's disease: relationship to behavioral problems.</a> Aging (Milano). 3 (2), 193-196 (1991).</li><li>Schroeck, J. L., 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=Review+of+safety+and+efficacy+of+sleep+medicines+in+older+adults.">Review of safety and efficacy of sleep medicines in older adults.</a> Clinical Therapeutics. 38 (11), 2340-2372 (2016).</li><li>Pericic, D., Strac, D. S., Jembrek, M. J., Vlainic, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Allosteric+uncoupling+and+up-regulation+of+benzodiazepine+and+GABA+recognition+sites+following+chronic+diazepam+treatment+of+HEK+293+cells+stably+transfected+with+alpha1beta2gamma2S+subunits+of+GABA+(A)+receptors.">Allosteric uncoupling and up-regulation of benzodiazepine and GABA recognition sites following chronic diazepam treatment of HEK 293 cells stably transfected with alpha1beta2gamma2S subunits of GABA (A) receptors.</a> Naunyn-Schmiedeberg's Archives of Pharmacology. 375 (3), 177-187 (2007).</li><li>Lader, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=History+of+benzodiazepine+dependence.">History of benzodiazepine dependence.</a> Journal of Substance Abuse Treatment. 8 (1-2), 53-59 (1991).</li><li>Chen, P. L., Lee, W. J., Sun, W. Z., Oyang, Y. J., Fuh, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Risk+of+dementia+in+patients+with+insomnia+and+long-term+use+of+hypnotics:+a+population-based+retrospective+cohort+study.">Risk of dementia in patients with insomnia and long-term use of hypnotics: a population-based retrospective cohort study.</a> Plos One. 7 (11), e49113 (2012).</li><li>Kang, D. Y., 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=Zolpidem+use+and+risk+of+fracture+in+elderly+insomnia+patients.">Zolpidem use and risk of fracture in elderly insomnia patients.</a> Journal of Preventive Medicine and Public Health. 45 (4), 219-226 (2012).</li><li>Kao, C. H., 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=Relationship+of+zolpidem+and+cancer+risk:+a+Taiwanese+population-based+cohort+study.">Relationship of zolpidem and cancer risk: a Taiwanese population-based cohort study.</a> Mayo Clinic Protocols. 87 (5), 430-436 (2012).</li><li>Sateia, M. J., Kirby-Long, P., Taylor, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Efficacy+and+clinical+safety+of+ramelteon:+an+evidence-based+review.">Efficacy and clinical safety of ramelteon: an evidence-based review.</a> Sleep Medicine Reviews. 12 (4), 319-332 (2008).</li><li>Friedrich, M. E., 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=Drug-induced+liver+injury+during+antidepressant+treatment:+results+of+amsp,+a+drug+surveillance+program.">Drug-induced liver injury during antidepressant treatment: results of amsp, a drug surveillance program.</a> The International Journal of Neuropsychopharmacology. 19 (4), pyv126 (2016).</li><li>Entzeroth, M., Flotow, H., Condron, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Overview+of+high-throughput+screening.">Overview of high-throughput screening.</a> Current Protocols in Pharmacology. Chapter 9, (2009).</li><li>Ferreira, L. G., Dos Santos, R. N., Oliva, G., Andricopulo, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Molecular+docking+and+structure-based+drug+design+strategies.">Molecular docking and structure-based drug design strategies.</a> Molecules. 20 (7), 13384-13421 (2015).</li><li>Campbell, S. S., Tobler, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+sleep+-+a+review+of+sleep+duration+across+phylogeny.">Animal sleep - a review of sleep duration across phylogeny.</a> Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 8 (3), 269-300 (1984).</li><li>Hendricks, J. C., Sehgal, A., Pack, A. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+need+for+a+simple+animal+model+to+understand+sleep.">The need for a simple animal model to understand sleep.</a> Progress in Neurobiology. 61 (4), 339-351 (2000).</li><li>Hendricks, J. 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=Rest+in+Drosophila+is+a+sleep-like+state.">Rest in Drosophila is a sleep-like state.</a> Neuron. 25 (1), 129-138 (2000).</li><li>Shaw, P. J., Cirelli, C., Greenspan, R. J., Tononi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Correlates+of+sleep+and+waking+in+Drosophila+melanogaster.">Correlates of sleep and waking in Drosophila melanogaster.</a> Science. 287 (5459), 1834-1837 (2000).</li><li>Ly, S., Pack, A. I., Naidoo, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neurobiological+basis+of+sleep:+Insights+from+Drosophila.">The neurobiological basis of sleep: Insights from Drosophila.</a> Neuroscience &amp; Biobehavioral Reviews. 87, 67-86 (2018).</li><li>Jeibmann, A., Paulus, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+melanogaster+as+a+model+organism+of+brain+diseases.">Drosophila melanogaster as a model organism of brain diseases.</a> International Journal of Molecular Sciences. 10 (2), 407-440 (2009).</li><li>Morse, D., Sassone-Corsi, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Time+after+time:+inputs+to+and+outputs+from+the+mammalian+circadian+oscillators.">Time after time: inputs to and outputs from the mammalian circadian oscillators.</a> Trends in Neuroscience. 25 (12), 632-637 (2002).</li><li>De Nobrega, A. K., Lyons, L. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila:+an+emergent+model+for+delineating+interactions+between+the+circadian+clock+and+drugs+of+abuse.">Drosophila: an emergent model for delineating interactions between the circadian clock and drugs of abuse.</a> Neural Plasticity. 2017, 4723836 (2017).</li><li>Reppert, S. M., Weaver, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coordination+of+circadian+timing+in+mammals.">Coordination of circadian timing in mammals.</a> Nature. 418 (6901), 935-941 (2002).</li><li>Koudounas, S., Green, E. W., Clancy, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reliability+and+variability+of+sleep+and+activity+as+biomarkers+of+ageing+in+Drosophila.">Reliability and variability of sleep and activity as biomarkers of ageing in Drosophila.</a> Biogerontology. 13 (5), 489-499 (2012).</li><li>Nall, A. H., Sehgal, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Small-molecule+screen+in+adult+Drosophila+identifies+VMAT+as+a+regulator+of+sleep.">Small-molecule screen in adult Drosophila identifies VMAT as a regulator of sleep.</a> Journal of Neuroscience. 33 (19), 8534-8464 (2013).</li><li>Jin, X., Gu, P., Han, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Protocol+for+Drosophila+sleep+deprivation+using+single-chip+board.">Protocol for Drosophila sleep deprivation using single-chip board.</a> STAR Protocols. 2 (4), 100827 (2021).</li><li>Kashyap, A., Singh, P. K., Silakari, O. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Counting+on+fragment+based+drug+design+approach+for+drug+discovery.">Counting on fragment based drug design approach for drug discovery.</a> Current Topics in Medicinal Chemistry. 18 (27), 2284-2293 (2018).</li><li>Qi, W., Ding, D., Salvi, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytotoxic+effects+of+dimethyl+sulphoxide+(DMSO)+on+cochlear+organotypic+cultures.">Cytotoxic effects of dimethyl sulphoxide (DMSO) on cochlear organotypic cultures.</a> Hearing Research. 236 (1-2), 52-60 (2008).</li><li>Nishimura, M., Ueda, N., Naito, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+dimethyl+sulfoxide+on+the+gene+induction+of+cytochrome+P450+isoforms,+UGT-dependent+glucuronosyl+transferase+isoforms,+and+ABCB1+in+primary+culture+of+human+hepatocytes.">Effects of dimethyl sulfoxide on the gene induction of cytochrome P450 isoforms, UGT-dependent glucuronosyl transferase isoforms, and ABCB1 in primary culture of human hepatocytes.</a> Biological and Pharmaceutical Bulletin. 26 (7), 1052-1056 (2003).</li><li>Solovev, I. A., Shaposhnikov, M. V., Moskalev, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronobiotics+KL001+and+KS15+extend+lifespan+and+modify+circadian+rhythms+of+Drosophila+melanogaster.">Chronobiotics KL001 and KS15 extend lifespan and modify circadian rhythms of Drosophila melanogaster.</a> Clocks Sleep. 3 (3), 429-441 (2021).</li><li>Cavas, M., Beltran, D., Navarro, J. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Behavioural+effects+of+dimethyl+sulfoxide+(DMSO):+changes+in+sleep+architecture+in+rats.">Behavioural effects of dimethyl sulfoxide (DMSO): changes in sleep architecture in rats.</a> Toxicology Letters. 157 (3), 221-232 (2005).</li><li>Pfeiffenberger, C., Lear, B. C., Keegan, K. P., Allada, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Locomotor+activity+level+monitoring+using+the+Drosophila+Activity+Monitoring+(DAM)+System.">Locomotor activity level monitoring using the Drosophila Activity Monitoring (DAM) System.</a> Cold Spring Harbor Protocols. 2010 (11), 5518 (2010).</li><li>Gilestro, G. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Video+tracking+and+analysis+of+sleep+in+Drosophila+melanogaster.">Video tracking and analysis of sleep in Drosophila melanogaster.</a> Nature Protocols. 7 (5), 995-1007 (2012).</li><li>Branson, K., Robie, A. A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-throughput+ethomics+in+large+groups+of+Drosophila.">High-throughput ethomics in large groups of Drosophila.</a> Nature Methods. 6 (6), 451-457 (2009).</li><li>Kabra, M., Robie, A. A., Rivera-Alba, M., Branson, S., Branson, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=JAABA:+interactive+machine+learning+for+automatic+annotation+of+animal+behavior.">JAABA: interactive machine learning for automatic annotation of animal behavior.</a> Nature Methods. 10 (1), 64-67 (2013).</li><li>Donelson, N. 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=High-resolution+positional+tracking+for+long-term+analysis+of+Drosophila+sleep+and+locomotion+using+the+&amp;#34;tracker&amp;#34;+program.">High-resolution positional tracking for long-term analysis of Drosophila sleep and locomotion using the &amp;#34;tracker&amp;#34; program.</a> Plos One. 7 (5), e37250 (2012).</li><li>Cichewicz, K., Hirsh, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ShinyR-DAM:+a+program+analyzing+Drosophila+activity,+sleep+and+circadian+rhythms.">ShinyR-DAM: a program analyzing Drosophila activity, sleep and circadian rhythms.</a> Communications Biology. 1, 25 (2018).</li></ol>

Yazarlar hiçbir çıkar çatışması beyan etmezler.

Tarif edilen yöntem, küçük ve orta ölçekli uyku ilaçlarını hızlı bir şekilde taramak için uygundur. Şu anda, çoğu ana akım yüksek verimli ilaç tarama yöntemi biyokimyasal ve hücresel seviyelere dayanmaktadır. Örneğin, reseptörün yapısı ve özellikleri, ona bağlanabilen spesifik ligandları aramak için incelenir22. Başka bir yaklaşım, kütle spektrometresi35 ile Nükleer Manyetik Rezonans (NMR) kullanılarak seçilen ilaçların moleküler fr...

İnsanın hayatta kalması için gerekli olan temel davranışlardan biri olan uyku, iki ana durumla karakterize edilir: hızlı göz hareketi (REM) uykusu ve hızlı olmayan göz hareketi (NREM) uykusu1. NREM uykusu üç aşamadan oluşur: N1 (uyanıklık ve uyku arasındaki geçiş), N2 (hafif uyku) ve N3 (derin uyku, yavaş dalga uykusu), uyanıklıktan derin uykuyailerlemeyi temsil eder 1. Uyku hem fiziksel hem de zihinsel sağlıkta çok önemli bir rol oynar2. Bununla birlikte, yaşlanma yetişkinlerde toplam uyku süresini, uyku verimliliğini, yavaş dalga uyku yüzdesini ve REM uyku yüzdesini azaltır3. Yaşlı bireyler, yavaş dalga uykusuna kıyasla hafif uykuda daha fazla zaman geçirme eğilimindedir ve bu da onları gece uyanmalarına karşı daha duyarlı hale getirir. Uyanma sayısı arttıkça, ortalama uyku süresi azalır, bu da yaşlılarda parçalanmış bir uyku düzenine neden olur, bu da farelerdeHcrt nöronlarının aşırı uyarılmasıyla ilişkili olabilir 4. Ek olarak, sirkadiyen mekanizmalarda yaşa bağlı düşüşler, uyku süresinde daha erken bir kaymaya katkıda bulunur 5,6. Fiziksel hastalık, psikolojik stres, çevresel faktörler ve ilaç kullanımı ile birlikte, bu faktörler yaşlı yetişkinleri uykusuzluk, REM uykusu davranış bozukluğu, narkolepsi, periyodik bacak hareketleri, huzursuz bacak sendromu ve uykuda solunum bozukluğu gibi uyku bozukluklarına karşı daha duyarlı hale getirir 7,8.
Epidemiyolojik çalışmalar, uyku bozukluklarının yaşlılardadepresyon 10, kardiyovasküler hastalık11 ve demans12 dahil olmak üzere kronik hastalıklarla 9 yakından bağlantılı olduğunu göstermiştir. Uyku bozukluklarının ele alınması, kronik hastalıkların iyileştirilmesinde ve tedavi edilmesinde ve yaşlı yetişkinler için yaşam kalitesinin artırılmasında çok önemli bir rol oynar. Şu anda, hastalar uyku kalitesini artırmak için öncelikle benzodiazepinler, benzodiazepin olmayanlar ve melatonin reseptör agonistleri gibi ilaçlara güvenmektedir13. Bununla birlikte, benzodiazepinler, uzun süreli kullanımdan sonra reseptörlerin aşağı regülasyonuna ve bağımlılığa yol açabilir ve kesilme üzerine ciddi yoksunluk semptomlarına neden olabilir14,15. Benzodiazepin olmayan ilaçlar da demans16, kırıklar17 ve kanser18 dahil olmak üzere riskler taşır. Yaygın olarak kullanılan melatonin reseptörü agonisti ramelteon, uyku gecikmesini azaltır, ancak uyku süresini artırmaz ve kapsamlı ilk geçiş eliminasyonu nedeniyle karaciğer fonksiyonuyla ilgili endişeleri vardır19. Bir melatonin reseptörü agonisti ve serotonin reseptör antagonisti olan Agomelatin, depresyona bağlı uykusuzluğu iyileştirir, ancak aynı zamanda karaciğer hasarı riski taşır20. Sonuç olarak, uyku bozukluklarını tedavi etmek veya hafifletmek için daha güvenli ilaçlara acil ihtiyaç vardır. Bununla birlikte, otomatik sistemler ve bilgisayar analizi ile birleştirilmiş moleküler ve hücresel deneylere dayanan mevcut ilaç tarama stratejileri pahalı ve zaman alıcıdır21. Reseptör yapısına ve özelliklerine dayanan yapıya dayalı ilaç tasarım stratejileri, reseptör üç boyutlu yapısının net bir şekilde anlaşılmasını gerektirir ve ilaç etkileri için öngörü yeteneklerinden yoksundur22.
2000 yılında, Campbell ve Tobler tarafından 1984'te önerilen uyku kriterlerine dayanarak 23, araştırmacılar, uyku benzeri durumlar sergileyen Drosophila melanogaster de dahil olmak üzere uyku24'ü incelemek için basit hayvan modelleri oluşturdular25,26. Drosophila ve insanlar arasındaki anatomik farklılıklara rağmen, Drosophila'da uykuyu düzenleyen birçok nörokimyasal bileşen ve sinyal yolu memeli uykusunda korunur ve insan nörolojik hastalıklarının incelenmesini kolaylaştırır27,28. Drosophila, sinekler ve memeliler arasındaki çekirdek osilatörlerindeki farklılıklara rağmen, sirkadiyen ritim çalışmalarında da yaygın olarak kullanılmaktadır 29,30,31. Bu nedenle Drosophila, uyku davranışını incelemek ve uyku ile ilgili ilaç taraması yapmak için değerli bir model organizma olarak hizmet eder.
Bu çalışma, yaşlı sinekler kullanılarak uyku bozukluklarını tedavi etmek için küçük moleküllü ilaçların taranması için uygun maliyetli ve basit fenotipe dayalı bir yaklaşım önermektedir. Drosophila'da uyku regülasyonu yüksek oranda korunur25 ve yaşla birlikte gözlenen uykudaki düşüş ilaç uygulaması ile geri dönüşümlü olabilir. Bu nedenle, bu uyku fenotipine dayalı tarama yöntemi, ilaç etkinliğini sezgisel olarak yansıtabilir. Sinekleri incelenen ilaç ve yiyecek karışımı ile besliyoruz, Drosophila Activity Monitor (DAM)32 kullanarak uyku davranışını izliyor ve kaydediyoruz ve elde edilen verileri MATLAB'daki açık kaynaklı SCAMP2020 veri paketini kullanarak analiz ediyoruz (Şekil 1). İstatistiksel analiz, istatistik ve grafik yazılımı kullanılarak gerçekleştirilir (bkz. Örnek olarak, uykuyu arttırdığı bildirilen veziküler monoamin taşıyıcının küçük moleküllü bir inhibitörü olan Reserpin hakkında deneysel veriler sunarak bu protokolün etkinliğini gösteriyoruz33. Bu protokol, yaşa bağlı uyku problemlerini tedavi etmek için ilaçları tanımlamak için değerli bir yaklaşım sağlar.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Ager</td>
			<td>BIOFROXX</td>
			<td>8211KG001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Artificial Climate Box</td>
			<td>PRANDT</td>
			<td>PRX-1000A</td>
			<td>official website:https://www.nbplt17.com/PLTXBS-Products-20643427/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAM2 Drosophila Activity Monitor</td>
			<td>TriKineics</td>
			<td>DAM2</td>
			<td>official website:https://www.trikinetics.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAM2system</td>
			<td>TriKineics</td>
			<td>version:v3.03</td>
			<td>official website:https://www.trikinetics.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>DAMFileScan</td>
			<td>TriKineics</td>
			<td>version:1.0.7.0</td>
			<td>official website:https://www.trikinetics.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dimethyl Sulfoxide</td>
			<td>SIGMA</td>
			<td>276855</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drosophila Activity Monitoring Incubator</td>
			<td>Tritech Research</td>
			<td>DT2-CIRC-TK</td>
			<td>official website:https://www.tritechresearch.com/DT2-CIRC-TK.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drosophila Bottles</td>
			<td>Biologix</td>
			<td>51-17720</td>
			<td>official website:http://biologixgroup.com/goods.php?id=48</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Drosophila: w1118</td>
			<td>Bloomington Drosophila Stock Center&#160;</td>
			<td>BDSC_3605</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Excel</td>
			<td>Microsoft</td>
			<td>version:Excel 2016</td>
			<td>official website:https://www.microsoftstore.com.cn/software/office/excel</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass tubes</td>
			<td>TriKinetics</td>
			<td>PPT5x65</td>
			<td>official website:https://www.trikinetics.com/</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>MATLABR2022b</td>
			<td>MathWorks</td>
			<td>version:9.13.0.2049777</td>
			<td>official website:https://ww2.mathworks.cn/products/matlab.html</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Prism</td>
			<td>GraphPad</td>
			<td>Version:Prism 8.0.1</td>
			<td>official website:https://www.graphpad.com/features</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Reserpine</td>
			<td>MACKLIN</td>
			<td>R817202-1g</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saccharose</td>
			<td>SIGMA</td>
			<td>1245GR500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SCAMP</td>
			<td>Vecsey Lab</td>
			<td>N/A</td>
			<td>official website:https://academics.skidmore.edu/blogs/cvecsey/</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

high-throughput small molecule drug screening for age-related sleep disorders using drosophila melanogaster

Sağlığın ve genel refahın önemli bir bileşeni olan uyku, genellikle kısa uyku süresi ve parçalanmış kalıplarla karakterize uyku bozuklukları yaşayan yaşlı bireyler için zorluklar sunar. Bu uyku bozuklukları ayrıca yaşlılarda diyabet, kardiyovasküler hastalıklar ve psikolojik bozukluklar dahil olmak üzere çeşitli hastalık riskinin artmasıyla da ilişkilidir. Ne yazık ki, uyku bozuklukları için mevcut ilaçlar, bilişsel bozukluk ve bağımlılık gibi önemli yan etkilerle ilişkilidir. Sonuç olarak, yeni, daha güvenli ve daha etkili uyku bozukluğu ilaçlarının geliştirilmesine acilen ihtiyaç duyulmaktadır. Bununla birlikte, mevcut ilaç tarama yöntemlerinin yüksek maliyeti ve uzun deneysel süresi sınırlayıcı faktörler olmaya devam etmektedir.
Bu protokol, memelilere kıyasla yüksek oranda korunmuş bir uyku düzenleme mekanizmasına sahip bir tür olan Drosophila melanogaster'ı kullanan ve onu yaşlılarda uyku bozukluklarını incelemek için ideal bir model haline getiren uygun maliyetli ve yüksek verimli bir tarama yöntemini tanımlar. Yaşlı sineklere çeşitli küçük bileşikler uygulayarak, uyku bozuklukları üzerindeki etkilerini değerlendirebiliriz. Bu sineklerin uyku davranışları kızılötesi izleme cihazı kullanılarak kayıt altına alınmakta ve açık kaynak kodlu veri paketi Uyku ve Sirkadiyen Analiz MATLAB Programı 2020 (SCAMP2020) ile analiz edilmektedir. Bu protokol, uyku regülasyonu için düşük maliyetli, tekrarlanabilir ve verimli bir tarama yaklaşımı sunar. Meyve sinekleri, kısa yaşam döngüleri, düşük yetiştirme maliyetleri ve kullanım kolaylıkları nedeniyle bu yöntem için mükemmel konular olarak hizmet eder. Örnek olarak, test edilen ilaçlardan biri olan Reserpine, yaşlı sineklerde uyku süresini artırma yeteneğini gösterdi ve bu protokolün etkinliğini vurguladı.

Sleep, one of the essential behaviors necessary for human survival, is characterized by two main states: rapid eye movement (REM) sleep and non-rapid eye movement (NREM) sleep1. NREM sleep comprises three stages: N1 (the transition between wakefulness and sleep), N2 (light sleep), and N3 (deep sleep, slow wave sleep), representing the progression from wakefulness to deep sleep1. Sleep plays a crucial role in both physical and mental health2. However, aging reduces total sleep duration, sleep efficiency, slow-wave sleep percentage, and REM sleep percentage in adults3. Older individuals tend to spend more time in light sleep compared to slow-wave sleep, making them more sensitive to nocturnal awakenings. As the number of awakenings increases, average sleep time decreases, resulting in a fragmented sleep pattern in the elderly, which may be associated with excessive excitation of Hcrt neurons in mice4. Additionally, age-related declines in circadian mechanisms contribute to an earlier shift in sleep duration5,6. In combination with physical illness, psychological stress, environmental factors, and medication use, these factors make older adults more susceptible to sleep disorders, such as insomnia, REM sleep behavior disorder, narcolepsy, periodic leg movements, restless legs syndrome, and sleep-disordered breathing7,8.
Epidemiological studies have shown that sleep disorders are closely linked to chronic diseases in the elderly9, including depression10, cardiovascular disease11, and dementia12. Addressing sleep disorders plays a crucial role in improving and treating chronic diseases and enhancing the quality of life for older adults. Currently, patients primarily rely on drugs such as benzodiazepines, non-benzodiazepines, and melatonin receptor agonists to enhance sleep quality13. However, benzodiazepines can lead to downregulation of receptors and dependence after long-term use, causing severe withdrawal symptoms upon discontinuation14,15. Non-benzodiazepine drugs also carry risks, including dementia16, fractures17, and cancer18. The commonly used melatonin receptor agonist, ramelteon, reduces sleep latency but does not increase sleep duration and has hepatic function-related concerns due to extensive first-pass elimination19. Agomelatine, a melatonin receptor agonist and serotonin receptor antagonist, improves depression-related insomnia but also poses a risk of liver damage20. Consequently, there is an urgent need for safer drugs to treat or alleviate sleep disorders. However, current drug screening strategies, based on molecular and cellular experiments combined with automated systems and computer analysis, are expensive and time-consuming21. Structure-based drug design strategies, relying on receptor structure and properties, require a clear understanding of receptor three-dimensional structure and lack predictive capabilities for drug effects22.
In 2000, based on the sleep criteria proposed by Campbell and Tobler in 198423, researchers established simple animal models to study sleep24, including Drosophila melanogaster, which exhibited sleep-like states25,26. Despite anatomical differences between Drosophila and humans, many neurochemical components and signaling pathways regulating sleep in Drosophila are conserved in mammalian sleep, facilitating the study of human neurological diseases27,28. Drosophila is also extensively used in circadian rhythm studies, despite differences in core oscillators between flies and mammals29,30,31. Therefore, Drosophila serves as a valuable model organism for studying sleep behavior and conducting sleep-related drug screening.
This study proposes a cost-effective and simple phenotype-based approach for screening small-molecule drugs to treat sleep disorders using aged flies. Sleep regulation in Drosophila is highly conserved25, and the decline in sleep observed with age may be reversible through drug administration. Thus, this sleep phenotype-based screening method can intuitively reflect drug efficacy. We feed the flies with a mixture of the drug under investigation and food, monitor and record sleep behavior using the Drosophila Activity Monitor (DAM)32, and analyze the acquired data using the open-source SCAMP2020 data package in MATLAB (Figure1). Statistical analysis is performed using statistics and graphing software (see Table of Materials). As an example, we demonstrate the effectiveness of this protocol by presenting experimental data on Reserpine, a small-molecule inhibitor of the vesicular monoamine transporter reported to increase sleep33. This protocol provides a valuable approach to identify drugs for treating age-related sleep problems.

Author Spotlight: Overcoming Challenges in Drosophila Sleep Measurement Using DAM System 

Drosophila melanogaster Kullanarak Yaşa Bağlı Uyku Bozuklukları İçin Yüksek Verimli Küçük Moleküllü İlaç Taraması

Reserpin, monoaminlerin presinaptik veziküllere geri alımını inhibe eden ve uykunun artmasına neden olan veziküler monoamin taşıyıcısının (VMAT) küçük moleküllü bir inhibitörüdür33. Reserpin'in uykuyu teşvik edici etkileri 30 günlük sineklerde incelendi ve kontrol grubu sadece çözücü dimetil sülfoksit (DMSO) ile beslendi. Reserpin grubunda, yaşlı sinekler, DMSO grubuna kıyasla hem gündüz hem de gece boyunca önemli ölçüde artmış uyku sergiledi. Şekil 5A, <str...

Watch this Scientific Journal Video about Overcoming Challenges in Drosophila Sleep Measurement Using DAM System at JoVE.com

Sunulan, yaşlı bir Drosophila modelinde meyve sineklerinin uyku davranışını izleyerek uykuyu iyileştirmek için yüksek verimli ilaç taraması için bir protokoldür.

Sleep, an essential component of health and overall well-being, often presents challenges for older individuals who frequently experience sleep disorders ...

İlaç tarama teknikleri, ilaç keşfi için otomasyon kullanan yüksek verimli taramayı, yapı tabanlı tasarımları ve yapıya dayalı reseptör bağlayıcı molekülleri bulmayı ve moleküler fragmanları optimize etmek ve bileşikleri tanımlamak için nükleer manyetik rezonans ve kütle spektrometrisi kullanan parça tabanlı bir tasarımı içerir. DAM sistemi, kızılötesi ışın tuğlalarını algılayarak sinek uykusunu ölçer. Bununla birlikte, sinekler tüpün bir ucunda sabit kalırsa veya sinek çok hareketli değilse, bu yöntem uykuyu abartabilir.Ayrıca, test edilen herhangi bir ilacın sırası, sinek meyvesi alımını etkileyebilir ve potansiyel olarak deneysel sonuçları çarpıtabilir. Bu nedenle, deneyimiz, bu faktörleri azaltmak ve doğruluğu artırmak için çeşitli esnemeler içerecektir. Video analizi tabanlı yöntemlerle karşılaştırıldığında, yöntemimiz yüksek verim yetenekleri sunar, maliyeti düşürür ve işlemi basitleştirir.Bu nedenle, deneysel verilerin süreci de nispeten basittir, burada ortaya çıkan grafik ilacın etkilerini görsel olarak temsil eder.

high-throughput-small-molecule-drug-screening-for-age-related-sleep

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Pharmacology

Behavior

High-Throughput Small Molecule Drug Screening For Age-Related Sleep Disorders Using Drosophila melanogaster

Unit 1

Pharmacotherapy of Depression and Anxiety Disorders

SCIENTISTS IN ACTION

1.5K Görüntüleme.  Southeast University. İlaç tarama teknikleri, ilaç keşfi için otomasyon kullanan yüksek verimli taramayı, yapı tabanlı tasarımları ve yapıya dayalı reseptör bağlayıcı molekülleri bulmayı ve moleküler fragmanları optimize etmek ve bileşikleri tanımlamak için nükleer manyetik rezonans ve kütle spektrometrisi kullanan parça tabanlı bir tasarımı içerir. DAM sistemi, kızılötesi ışın tuğlalarını algılayarak sinek uykusunu ölçer. Bununla birlikte, sinekler tüpün bir ucunda sab...

Video: Author Spotlight: Overcoming Challenges in Drosophila Sleep Measurement Using DAM System 

Sleep, an essential component of health and overall well-being, often presents challenges for older individuals who frequently experience sleep disorders characterized by shortened sleep duration and fragmented patterns. These sleep disruptions also correlate with an increased risk of various illnesses in the elderly, including diabetes, cardiovascular diseases, and psychological disorders. Unfortunately, existing drugs for sleep disorders are associated with significant side effects such as cognitive impairment and addiction. Consequently, the development of new, safer, and more effective sleep disorder medications is urgently needed. However, the high cost and lengthy experimental duration of current drug screening methods remain limiting factors.
This protocol describes a cost-effective and high-throughput screening method that utilizes Drosophila melanogaster, a species with a highly conserved sleep regulation mechanism compared to mammals, making it an ideal model for studying sleep disorders in the elderly. By administering various small compounds to aged flies, we can assess their effects on sleep disorders. The sleep behaviors of these flies are recorded using an infrared monitoring device and analyzed with the open-source data package Sleep and Circadian Analysis MATLAB Program 2020 (SCAMP2020). This protocol offers a low-cost, reproducible, and efficient screening approach for sleep regulation. Fruit flies, due to their short life cycle, low husbandry cost, and ease of handling, serve as excellent subjects for this method. As an illustration, Reserpine, one of the tested drugs, demonstrated the ability to promote sleep duration in elderly flies, highlighting the effectiveness of this protocol.

Presented is a protocol for high-throughput drug screening to improve sleep by monitoring the sleep behavior of fruit flies in an elderly Drosophila model.

Davranış

Drug Screening Method for Sleep Regulation in an Elderly Drosophila melanogaster Model

Drug Screening Method for Sleep Regulation in an Elderly Drosophila melanogaster Model  

To begin, take a bottle of flies, transfer them into a new bottle every seven days in sync with their growth cycle. Collect the next generation of flies that hatch from the initial bottle three days after transferring, and place them into a fresh bottle. Next, place the glass tube into a large beaker.Fill it with double distilled water and boil for 20 minutes. Then remove and bundle the glass tube. Rinse it three to five times with double distilled water, and place the glass tube in an oven to dry.Using a pipette, add four milliliters of sample buffer and reserpine into a 10 milliliter small beaker. For the negative control group, add dimethyl sulfoxide until the concentration reaches 0.2%Carefully insert an appropriate length of glass tube into a small beaker to facilitate the flow of the medium. Wait for the culture medium to fully solidify.Before removing the glass tube, wipe the outer wall to acquire a monitoring glass tube ensuring that one end contains the culture medium with drugs. Then heat solid paraffin in a beaker at 70 degrees Celsius until it melts. Immerse the glass tube's end in the liquid paraffin for about five millimeters and quickly remove it.Wait for the paraffin to solidify to seal the food end of the glass tube. Put the anesthetized flies into paraffin sealed glass tubes and block the non-food end with an absorbent cotton ball. Load the tubes onto an infrared monitor to keep watch over them.Align each tube so the infrared rays run vertically through the center of the flies active range. Set the monitor inside an incubator housed in the flies sleep darkroom.

Yaşlı Bir Drosophila melanogaster Modelinde Uyku Düzenlemesi İçin İlaç Tarama Yöntemi

Analyzing the Effect of Reserpine on the Sleep Behavior of Drosophila melanogaster Using SCAMP2020 Data Package in MATLAB

Analyzing the Effect of Reserpine on the Sleep Behavior of Drosophila melanogaster Using SCAMP2020 Data Package in MATLAB  

To begin, monitor the sleep behaviors of flies using an infrared monitoring device and import the collected data in TXT format into the DAM file scan 107 software for scanning. Set the start time of the segmentation data to either 0800 or 0801 on the third morning after initiating the monitors to obtain one or 30 minute bin length data, respectively. Set the termination time to 8:00 AM on the third day post the set starting time.Adjust the bin length option to one minute and alter the output file type to channel files. Rename the file and generate the output. Now launch the SCAMP 2020 software package in MATLAB.Double click on Vecsey Sleep and Circadian Analysis MATLAB program. Added it sub-folder titled Vecsey SCAMP Scripts into the path. Locate the SCAMP.m file in that folder and run it. In the subsequent popup window sequentially select the folder named one minute and 30 minute. Then select a monitor and click on load individual C plots to preview.Inspect the image that appears and deselect the corresponding channel of any dead flies. Rename each channel in every monitor based on the corresponding drug to be tested. Select all monitors and click Analyze selected data for the analysis.Select the default option and then click on analyze for chosen bin feature. Check the export data box. Click on graph 30 minute data types for all days for selected groups, and export all data to generate the output of the results.Select the S30 file from the CSV file and locate the corresponding mean value and standard error data for each monitor. Save this data in Excel to make some adjustments before posting it into GraphPad Prism to formulate a sleep status diagram. Afterwards, locate the file named S-T-D-U-R and compute the average values of daytime, nighttime, and total sleep for each fly over three days.Paste data into GraphPad Prism to draw graphs. The sleep patterns of Reserpine and Dimethyl Sulfoxide on female and male flies over three consecutive days are shown. Quantitative analysis of the sleep behavior demonstrates a significant increase in sleep time in aged females fed Reserpine.The experiment on male flies also demonstrates a positive correlation between Reserpine concentration and the promotion of sleep.