Name: local and global methods of assessing thermal nociception in drosophila larvae
Uploaded: 2012-05-18T13:00:00
Duration: 10 min 53 s
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Damos las gracias a Christian Landry para el calor diseño de la sonda, Daniel Babcock para el desarrollo de la prueba de fuego de la sonda de larvas, Sean Sweeney, por sugerir el ensayo de calor de placas, el Bloomington Drosophila Stock Center para las poblaciones de mosca, y los miembros Galko de laboratorio para la lectura crítica del manuscrito. Este trabajo fue apoyado por el NIH R01 NS069828 de MJG y un NIH MARC U-STAR Training Grant (T34GM079088 a la Universidad de Houston-Downtown Los eruditos de la Academia) para acceso de las minorías a las carreras de investigación (AVG).

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	<li>Babcock, D. T., Landry, C., Galko, M. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cytokine+signaling+mediates+UV-induced+nociceptive+sensitization+in+Drosophila+larvae.">Cytokine signaling mediates UV-induced nociceptive sensitization in Drosophila larvae.</a> Curr. Biol. 19, 799-806 (2009).</li><li>Tracey, W. D., Wilson, R. I., Laurent, G., Benzer, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=painless,+a+Drosophila+gene+essential+for+nociception.">painless, a Drosophila gene essential for nociception.</a> Cell. 113, 261-273 (2003).</li><li>Oswald, M., Rymarczyk, B., Chatters, A., Sweeney, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+thermosensitive+escape+behavior+in+Drosophila+larvae.">A novel thermosensitive escape behavior in Drosophila larvae.</a> Fly (Austin). 5, 17810 (2011).</li><li>Grueber, W. B., Jan, L. Y., Jan, Y. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tiling+of+the+Drosophila+epidermis+by+multidendritic+sensory+neurons.">Tiling of the Drosophila epidermis by multidendritic sensory neurons.</a> Development. 129, 2867-2878 (2002).</li><li>Moore, A. W., Jan, L. Y., Jan, Y. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=hamlet,+a+binary+genetic+switch+between+single-+and+multiple-+dendrite+neuron+morphology.">hamlet, a binary genetic switch between single- and multiple- dendrite neuron morphology.</a> Science. 297, 1355-1358 (2002).</li><li>Gao, F. B., Brenman, J. E., Jan, L. Y., Jan, Y. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genes+regulating+dendritic+outgrowth,+branching,+and+routing+in+Drosophila.">Genes regulating dendritic outgrowth, branching, and routing in Drosophila.</a> Genes Dev. 13, 2549-2561 (1999).</li><li>Walters, E. T., Illich, P. A., Weeks, J. C., Lewin, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defensive+responses+of+larval+Manduca+sexta+and+their+sensitization+by+noxious+stimuli+in+the+laboratory+and+field.">Defensive responses of larval Manduca sexta and their sensitization by noxious stimuli in the laboratory and field.</a> J. Exp. Biol. 204, 457-469 (2001).</li><li>Woolf, C. J., Ma, Q. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nociceptors--noxious+stimulus+detectors.">Nociceptors--noxious stimulus detectors.</a> Neuron. 55, 353-364 (2007).</li><li>Hwang, R. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nociceptive+neurons+protect+Drosophila+larvae+from+parasitoid+wasps.">Nociceptive neurons protect Drosophila larvae from parasitoid wasps.</a> Curr. Biol. 17, 2105-2116 (2007).</li><li>Xiang, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Light-avoidance-mediating+photoreceptors+tile+the+Drosophila+larval+body+wall.">Light-avoidance-mediating photoreceptors tile the Drosophila larval body wall.</a> Nature. 468, 921-926 (2010).</li><li>Grueber, W. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Projections+of+Drosophila+multidendritic+neurons+in+the+central+nervous+system:+links+with+peripheral+dendrite+morphology.">Projections of Drosophila multidendritic neurons in the central nervous system: links with peripheral dendrite morphology.</a> Development. 134, 55-64 (2007).</li><li>Sweeney, N. T., Li, W., Gao, F. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+manipulation+of+single+neurons+in+vivo+reveals+specific+roles+of+flamingo+in+neuronal+morphogenesis.">Genetic manipulation of single neurons in vivo reveals specific roles of flamingo in neuronal morphogenesis.</a> Dev. Biol. 247, 76-88 (2002).</li><li>Kernan, M., Cowan, D., Zuker, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+dissection+of+mechanosensory+transduction:+mechanoreception-defective+mutations+of+Drosophila.">Genetic dissection of mechanosensory transduction: mechanoreception-defective mutations of Drosophila.</a> Neuron. 12, 1195-1206 (1994).</li><li>Nitabach, M. N., Blau, J., Holmes, T. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrical+silencing+of+Drosophila+pacemaker+neurons+stops+the+free-running+circadian+clock.">Electrical silencing of Drosophila pacemaker neurons stops the free-running circadian clock.</a> Cell. 109, 485-495 (2002).</li></ol>

No tenemos nada que revelar.

Los ensayos descritos aquí se pueden utilizar para evaluar cualitativa y cuantitativamente las larvas de los diferentes genotipos de respuesta a los estímulos nocivos térmicos. Una característica principal de la sonda de ensayo de calor es que el estímulo se da sólo en un solo locus. Se supone que esto da lugar a tiro de sólo un pequeño subconjunto de la clase IV de las neuronas en el segmento de contacto de la sonda y tal vez los de los segmentos adyacentes de inmediato 11. Debido a la estimulación local, el ensayo de la sonda de calor imita la experiencia común sensorial de la detección de un estímulo nocivo que se localiza en un cuerpo en particular la región, como una mano en contacto con una estufa caliente. Una desventaja del ensayo de sonda de calor es que tiene alguna variabilidad de usuario a usuario que probablemente se puede atribuir a tres factores: i) la presión con la que el usuario aplica la sonda a la larva, ii) la ubicación exacta de la sonda en la larva relativa a las neuronas subyacentes nociceptivos, y iii) la precisa angLe en el que la sonda contacto con la superficie de la larva. Hemos informado anteriormente de una estrategia cuantitativa de las larvas de la categorización en los no respondedores, los respondedores lentos, y personal de respuesta rápida en base a su latencia de retirada a una temperatura determinada 1. Aquí nos informe sobre la capacidad de respuesta de larvas a temperaturas aún más altas. Curiosamente, nos encontramos con que hay un techo para las larvas las respuestas nociceptivas térmicas y que este límite máximo se encuentra entre 52 y 54 ° C. Esto puede indicar que las larvas no poseen un potencial de receptor transitorio (TRP) de canal capaz de compuerta a temperaturas superiores a 52 º C. Alternativamente, se podría sugerir que las neuronas o los músculos utilizados para iniciar o llevar a cabo la respuesta del motor se daña antes de que puedan funcionar en la retirada aversivo. También presenta un análisis diferente de la amplitud de la retirada de respuesta usando ya sea el número de rollos como un indicador de la &quot;robustez&quot; de la respuesta. Ingenuamente, unoCabría esperar que estos parámetros se incrementaría con el aumento de temperatura o tiempo de estimulación. Sorprendentemente, se encuentra que este no es el caso. Las larvas se estimularon durante un tiempo más largo a una temperatura en el extremo inferior del rango nocivo (42 ° C) muestran más rollos y más tiempo dedicado rodadura que las larvas probaron a altas temperaturas (48-52 ° C). Esto sugiere que, dentro de la ventana de temperatura nociva es principalmente la duración de la exposición que determina la amplitud de la respuesta. Dado que las larvas se exponen a temperaturas altamente nocivas (48-52 ° C) responden en promedio muy rápidamente, no exhiben como muchos rollos como larvas expuestas a una temperatura de menos nocivo para una longitud de tiempo más largo. El análisis de la amplitud de la respuesta que aquí añade una nueva dimensión cuantitativa a lo largo de la cual los diferentes genotipos o manipulaciones ambientales se pueden comparar. Una característica principal de la placa de ensayo de calor es que implica una exposición global a la nocivacalor. Como tal, es más parecido al animal sentado en un caldero de calefacción que tocar una estufa caliente. Aunque no está claro cuando una larva puede experimentar un estímulo nocivo a nivel mundial en la naturaleza, en el laboratorio de las respuestas de comportamiento a esta exposición mundial son más complejas que las observadas después de la estimulación local. Una fuerza de la placa de ensayo de calor, también señalado por otros 3, es que tiene poco de usuario a usuario variabilidad desde tocar la larva no es un componente del protocolo. La única variación importante parece estar en la definición de cuándo comienza cada comportamiento, y esto puede ser minimizado con visión repetida / familiaridad. Una diferencia interesante entre los ensayos son las temperaturas a las que las conductas aversivas comenzar. Estos son mucho más baja en el ensayo de calor de placas que con la sonda de calor. El comportamiento exhibido por las larvas preliminar en contacto con la sonda de calor (cabeza y cola de subida) puede ser un correlato de la cabeza del movimiento de piernas observa en ~ 27 ° C en la plataforma de calore ensayo. Es posible que esta respuesta refleja el &quot;malestar&quot; más que &quot;el dolor&quot;. No hemos observado una correlación de los azotes, la confiscación, y la parálisis, incluso a alta (hasta 48 ° C) las temperaturas en el ensayo de la sonda de calor y puede ser que una masa crítica de las neuronas sensoriales disparando desde más de una región del cuerpo es necesaria para que en esos comportamientos. Interesantemente, los comportamientos convulsivos y parálisis se observan a temperaturas (~ 34 a 37 ° C) por debajo del extremo inferior del umbral nociceptivo observado con la sonda de calor que indica que la estimulación global puede implicar suma de las respuestas neuronales que son insuficientes para provocar un comportamiento con locales aplicación de la sonda de calor. Que estas temperaturas son en realidad percibida como nociva para las larvas se apoya en la observación de que las larvas que comienzan el comportamiento parálisis y posteriormente se dejaron recuperar en alimentos mosca no en la mayoría de los casos sobrevivir (Figura 5C). Más apoyo a la tesis de que el calor de la plensayo comió está leyendo las respuestas nociceptivas es el hecho de que el bloqueo de la transmisión sináptica en las neuronas sensoriales nociceptivas conocidos aumenta la latencia de la mayoría de los comportamientos observados (Figura 6). La observación de que no hay aumento en la latencia para el comportamiento de mayor temperatura para batir sugiere que otros neuronas sensoriales que no expresan MD-Gal4 puede ser requerido para este comportamiento. En suma, los dos ensayos implican la exposición de una larva de individuo a un estímulo nocivo térmica de la temperatura se define - la punta caliente de una pequeña sonda de metal en el ensayo local y la inmersión en una gota de agua rápidamente el calentamiento en el ensayo mundial. Las respuestas de comportamiento de las larvas de Drosophila de diferentes orígenes genéticos y / o expuestos a diferentes condiciones ambientales (por ejemplo, más o menos daño a los tejidos), se puede estudiar y cuantificar el uso de estos ensayos. En última instancia, los resultados de estos ensayos nos ayudará a comprender mejor las redes genéticas que controlan nociception en Drosophila y otras especies relacionadas.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nombre del reactivo </td><td> Empresa </td><td> Número de catálogo </td><td> Comentarios </td></tr><tr><td> Sonda térmica </td><td> Pro-Dev Ingeniería </td><td> Custom-construido sobre la demanda </td><td> La información de contacto puede ser proporcionada en la solicitud de </td></tr><tr><td> Baño seco Incubadora </td><td> Fisher Scientific </td><td> 11-718 </td><td> Un bloque de calentamiento sólido y un bloque de calentamiento con los pozos de 16 mm </td></tr><tr><td> Leica DFC290 12v/400mA Cámara en color </td><td> Leica Microsystems </td><td> 12730080 </td><td> Cualquier equivalente cámara hará. </td></tr><tr><td> Leica MZ6 microscopio </td><td> Leica Microsystems </td><td> El número de parte para el cuerpo de zoom MZ6 (portadora óptica) es 10445614 </td><td></td></tr><tr><td> Schott Ace Modulamp Unidad </td><td> Schott North America, Inc. </td><td> A20500 </td><td></td></tr><tr><td> Schott doble cuello de cisne de 23 pulgadas de fibra óptica de guía de luz </td><td> Schott North America, Inc. </td><td> Schott A08575 </td><td></td></tr><tr><td> Unidad de control térmico </td><td> TSCI corp. </td><td> Custom Built </td><td> Los detalles pueden ser disponibles bajo petición </td></tr><tr><td> Zeiss Stemi 2000 microscopio </td><td> Zeiss </td><td> NT55-605 </td><td> Cualquier equivalente microscopiova a hacer. </td></tr><tr><td> Fórceps </td><td> FST </td><td> FS-1670 </td><td></td></tr><tr><td> Malla de 1 mm </td><td> Genesee Científico </td><td> 57-101 </td><td></td></tr><tr><td> Pincel </td><td> Dick Blick Art Materials </td><td> 06762-1002 </td><td></td></tr><tr><td> Reticulante UV </td><td> Fisher Scientific </td><td> 1199289 </td><td></td></tr><tr><td> Recipientes </td><td> Fisher Scientific </td><td> 08-816 </td><td></td></tr><tr><td> Vaso de precipitados de 10 ml </td><td> Fisher Scientific </td><td> 02-540C </td><td></td></tr><tr><td> Éter dietílico </td><td> Fisher Scientific </td><td> E138-500 </td><td></td></tr><tr><td> 35 x 10 mm de poliestireno Petri </td><td> Halcón </td><td> 351008 </td><td> No hemos probado platos alternativos. </td></tr><tr><td> Portaobjetos del microscopio </td><td> Corning </td><td> 26003 </td><td></td></tr><tr><td> Termopar </td><td> Omega Engineering, Inc. </td><td> HH802U </td><td></td></tr><tr><td> Pedazo de vinilo </td><td> Office Depot </td><td> 480009 </td><td></td></tr><tr><td> Microcentrífuga tubo </td><td> Denville CientíficoInc. </td><td> C-2170 </td><td></td></tr></tbody></table>

local and global methods of assessing thermal nociception in drosophila larvae

En este artículo, nos demuestran los ensayos para estudiar la nocicepción térmica en larvas de Drosophila. Un ensayo consiste en la estimulación espacialmente restringido (local) de 1,2 nociceptores térmicos, mientras que la segunda implica una mayor (mundial) la activación de la mayoría o todas las neuronas tipo 3. En conjunto, estas técnicas permiten la visualización y cuantificación de las funciones de comportamiento de Drosophila neuronas sensoriales nociceptivas. La larva de Drosophila es un modelo de sistema establecido para estudiar la nocicepción térmica, una respuesta sensorial a temperaturas potencialmente dañinos que es evolutivamente conservados a través de 1,2 especies. Las ventajas de Drosophila para estos estudios son la relativa simplicidad de su sistema nervioso y la sofisticación de las técnicas genéticas que se pueden utilizar para diseccionar las bases moleculares de la biología subyacente 6.4 En Drosophila, como en todos los metazoos, los response para estímulos nocivos térmicos en general, implica un &quot;nocifensive&quot; retirada de aversión al estímulo presentado 7. Tales estímulos son detectados a través de las terminaciones nerviosas libres o nociceptores y la amplitud de la respuesta organísmica depende del número de nociceptores que reciben el estímulo nocivo 8. En Drosophila, es la clase IV de las neuronas sensoriales arborización dendríticas que detectan los estímulos nocivos térmicos y mecánicos 9, además de su papel recientemente descubierto como fotorreceptores 10. Estas neuronas, las cuales han sido muy bien estudiados en el nivel de desarrollo, se ramifican en la hoja de la barrera epidérmica y hacer contactos con casi todas las células de la epidermis 11,12. El solo axón de cada neurona proyectos de clase IV en el cordón nervioso ventral del sistema nervioso central 11 donde pueden conectarse a las neuronas de segundo orden que se proyectan hacia el cerebro. En condiciones basales, neuro sensorial nociceptivons no se disparará hasta un umbral relativamente alto que se alcanza. Los ensayos descritos aquí permiten que el investigador cuantificar las respuestas de comportamiento o de referencia, presumiblemente, la sensibilización que sobreviene el daño tisular siguiente. Cada ensayo provoca distintas pero relacionadas las respuestas de comportamiento locomotor de estímulos nocivos térmicos y permite al investigador para visualizar y cuantificar distintos aspectos de la nocicepción térmica en larvas de Drosophila. Los ensayos se pueden aplicar a las larvas de los genotipos deseados o de larvas criadas en diferentes condiciones ambientales que puedan afectar la nocicepción. Dado que la nocicepción térmica se conserva en todas las especies, los resultados recogidos de la disección genética en Drosophila es probable que nuestra comprensión de la nocicepción térmica en otras especies, incluyendo los vertebrados.

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Local and Global Methods of Assessing Thermal Nociception in Drosophila Larvae

En este artículo, nos demuestran los ensayos para estudiar la nocicepción térmica en<em&gt; Drosophila</em&gt; Larvas. Un ensayo consiste en la estimulación espacialmente restringido (local) de los nociceptores térmicos<sup&gt; 1,2</sup&gt; Mientras que el segundo implica una mayor (mundial) la activación de la mayoría o todas estas neuronas<sup&gt; 3</sup&gt;. En conjunto, estas técnicas permiten la visualización y cuantificación de las funciones de comportamiento de<em&gt; Drosophila</em&gt; Las neuronas sensoriales nociceptivas.

Métodos locales y globales de evaluación de nocicepción térmica en<em&gt; Drosophila</em&gt; Las larvas

In this article, we demonstrate assays to study thermal nociception in Drosophila larvae. One assay involves spatially-restricted (local) stimulation of ...

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