Name: facilitating drug discovery: an automated high-content inflammation assay in zebrafish
Uploaded: 2012-07-16T13:00:00
Duration: 7 min 50 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Facilitating Drug Discovery: An Automated High-content Inflammation Assay in Zebrafish at JoVE.com

<p class="jove_content"&gt; אנו מודים Nadeshda וולף, נאדין Eschen וסוזאנה דלונג עבור בעלי חיים מעולה. CW נתמך על ידי המלגה לתואר שלישי מתוך תוכנית הלמהולץ &quot;<em&gt; BioInterfaces</em&gt; הבינלאומי בוגר בית הספר &quot;(BIFIGS). תמיכה נוספת ניתן על ידי מענק KIT-RISC ועל ידי מארי קירי הבינלאומי Reintegration גרנט במסגרת תוכנית 7 הקהילה האירופית Framework (PIRG07-GA-2010-267552) כדי CG. AHS נתמך על ידי BOLD (ביולוגיה של הכבד והתפתחות מחלות הלבלב) - רשת הדרכה מארי קירי ראשוני (238,821). UL נתמך על ידי Dopaminet FP7 (תוכנית המסגרת השביעית) (223,744).</p&gt;

<ol>
	<li>Peterson, R. T., Fishman, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Discovery+and+use+of+small+molecules+for+probing+biological+processes+in+zebrafish.">Discovery and use of small molecules for probing biological processes in zebrafish.</a> Methods Cell Biol. 76, (2004).</li><li>Zon, L. I., Peterson, R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In+vivo+drug+discovery+in+the+zebrafish.">In vivo drug discovery in the zebrafish.</a> Nat. Rev. Drug. Discov. 4, 35-44 (2005).</li><li>Loynes, C. A., Martin, J. S., Robertson, A., Trushell, D. M., Ingham, P. W., Whyte, M. K., Renshaw, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pivotal+advance:+pharmacological+manipulation+of+inflammation+resolution+during+spontaneously+resolving+tissue+neutrophilia+in+the+zebrafish.">Pivotal advance: pharmacological manipulation of inflammation resolution during spontaneously resolving tissue neutrophilia in the zebrafish.</a> J. Leukoc. Biol. 87, 203-212 (2009).</li><li>Martin, J. S., Renshaw, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Using+in+vivo+zebrafish+models+to+understand+the+biochemical+basis+of+neutrophilic+respiratory+disease.">Using in vivo zebrafish models to understand the biochemical basis of neutrophilic respiratory disease.</a> Biochem. Soc. Trans. 37, 830-837 (2009).</li><li>Renshaw, S. A., Loynes, C. A., Trushell, D. M., Elworthy, S., Ingham, P. W., Whyte, M. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+transgenic+zebrafish+model+of+neutrophilic+inflammation.">A transgenic zebrafish model of neutrophilic inflammation.</a> Blood. 108, 3976-3978 (2006).</li><li>Hall, C., Flores, M. V., Storm, T., Crosier, K., Crosier, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+zebrafish+lysozyme+C+promoter+drives+myeloid-specific+expression+in+transgenic+fish.">The zebrafish lysozyme C promoter drives myeloid-specific expression in transgenic fish.</a> BMC Dev. Biol. 7, 42 (2007).</li><li>Redd, M. J., Kelly, G., Dunn, G., Way, M., Martin, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Imaging+macrophage+chemotaxis+in+vivo:+studies+of+microtubule+function+in+zebrafish+wound+inflammation.">Imaging macrophage chemotaxis in vivo: studies of microtubule function in zebrafish wound inflammation.</a> Cell. Motil. Cytoskeleton. 63, 415-422 (2006).</li><li>D'Alençon, C. A., Peña, O. A., Wittmann, C., Gallardo, V. E., Jones, R. A., Loosli, F., Liebel, U., Grabher, C., Allende, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+high-throughput+chemically+induced+inflammation+assay+in+zebrafish.">A high-throughput chemically induced inflammation assay in zebrafish.</a> BMC Biol. 8, 151 (2010).</li><li>Haas, P., Gilmour, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemokine+signaling+mediates+self-organizing+tissue+migration+in+the+zebrafish+lateral+line.">Chemokine signaling mediates self-organizing tissue migration in the zebrafish lateral line.</a> Dev Cell. 10, 673-680 (2006).</li><li>Luetjohann, D. S., Shah, A. H., Christen, M. P., Richter, F., Knese, K., Liebel, U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sciencenet'+-+towards+a+global+search+and+share+engine+for+all+scientific+knowledge.">Sciencenet' - towards a global search and share engine for all scientific knowledge.</a> Bioinformatics. 27, 1734-1735 (2011).</li><li>Liebel, U., Kindler, B., Pepperkok, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Harvester':+a+fast+meta+search+engine+of+human+protein+resources.">Harvester': a fast meta search engine of human protein resources.</a> Bioinformatics. 20, 1962-1963 (2004).</li></ol>

אין ניגוד עניינים הצהיר.

<p class="jove_content"&gt; כאן אנו מציגים אוטומטי לחלוטין תפוקה גבוהה האסטרטגיה ההקרנה מה שמאפשר זיהוי של modulatory החיסון תרכובות בהקשר בעלי חיים שלם. ובכך מאפשר ניטור של תגובה דלקתית חריפה<em&gt; In vivo</em&gt; ובזמן אמת.</p&gt;<p class="jove_content"&gt; אנו מספקים פרוטוקול ליישם דג הזברה כאורגניזם מודל בעל ערך עבור גילוי תרופות או סמים המאמצים repurposing, שכן השפעות התרופה על גיוס ליקוציט על הפצעים ניתן ללמוד בקלות יחסית בהקשר של המערכת מתפקדת במלואה החיסון המולדת. היתרון הייחודי של הגישה שלנו היא העובדה כי הפציעה כימי הופך מניפולציה הזחלים ידנית מיושן, ולכן התרת אוטומציה הקרנה בפורמט תפוקה גבוהה.</p&gt;<p class="jove_content"&gt; בנוסף, תופעות לוואי או רעילים, כמו גם חזקות מחוץ היעד אפקטים ניתן להעריך בקלות עם הצעת הגדרת. ספריית ה-FDA אישר זאת לא מכיל חומרים רעילים בכל הריכוזים ההקרנה נתון. עם זאת, אנו מציעים עבור תרכובות רעילות לכאורה להשוות את מערך הנתונים זמינים (למשל modulatory פנוטיפ החיסונית, ריכוז התרופה) בין חברי הנוכחי חומר תרופתי באותו מעמד בספרייה נבדק. חברי הרעילות של המשפחה החומר, כי אחרת מפעילה פנוטיפ מבטיח modulatory החיסונית, יכול להערכה מחדש בריכוזים נמוכים יותר, אם יהיה צורך.</p&gt;<p class="jove_content"&gt; אנחנו הוכיחו את האפשרות של תרופות לסווג באופן אוטומטי על פי אפקט המופעל modulatory המערכת החיסונית שלהם. תרופות השייכות לקטגוריה של תרכובות נוגדות דלקת לא ניתן תוקף ניסויים עצמאיים, ברוב של תרכובות הפעלת השפעתם באופן תלויה במינון. ארבעה מתחמים המזוהים כפרו ברזולוציה תרופות פוטנציאליות היה עד כה לא יאושר בהתאם. כמו כן, עולה כי זו קטגוריה מסוימת modulatory החיסונית קשה לתאר, שכן לא רק תרופות המשפיעות על ההחלטה עד כה תוארו בספרות. עם זאת, 3 מ -4 תרופות להערכה מחדש הראו מגמה אנטי דלקתי בריכוזים גבוהים יותר טוחנת. אופטימיזציה של הקריטריונים הסף שהוגדרו אמפירית צריך לעזור להפחית את מספר תוצאות חיוביות שגויות.</p&gt;<p class="jove_content"&gt; כמו כן, הציג את הטכניקה מציעה את האפשרות להיות מנוצל לזיהוי של מוטציות בגנים המשפיעים על התנהגות הנדידה ליקוציט<sup&gt; 8</sup&gt;.</p&gt;<p class="jove_content"&gt; סיכום, השיטה המוצעת יכולה להקל ולהאיץ את גילוי תרופות או סמים repurposing מאמצי מניב פוטנציאליים מבנים להוביל חדשים עם מידע זמין ונגיש על סובלנות סמים, רעילות, המינון, כמו גם פוטנציאל מחוץ היעד אפקטים. לכן, כיהן אסטרטגיה, פשוט העלות והזמן חיסכון בשלבים הראשונים של פיתוח התרופה.</p

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> שם מגיב </td><td> חברה </td><td> מספר קטלוגי </td><td> תגובות </td></tr><tr><td> דימתיל sulphoxide </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co KG </td><td> A994.2 </td><td></td></tr><tr><td> (II) נחושת סולפט נטול מים </td><td> קרל רוט GmbH &amp; Co KG </td><td> PO23.1 </td><td></td></tr><tr><td> ה-FDA אישר תרופה הספריה </td><td> אנזו מדעי החיים </td><td> BML-2841-0100 </td><td></td></tr><tr><td> 384 microwell צלחת בלתי מחייב, μClear </td><td> גריינר </td><td> 781906 </td><td> שחור </td></tr><tr><td> אולימפוס סריקה ^ R </td><td> אולימפוס </td><td></td><td></td></tr><tr><td> צפריר נוזלי קומפקטי טיפול Workstation </td><td> Caliper </td><td></td><td></td></tr></tbody>
 </table>

facilitating drug discovery: an automated high-content inflammation assay in zebrafish

הזחלים דג הזברה הם נוחים במיוחד בעל חיים כל מולקולה קטנה מסכי 1,2 בשל גודלם הקטן והקלות היחסית של מניפולציה תצפית, כמו גם את העובדה כי תרכובות יכול פשוט להוסיף מים לרחצה נספגים בקלות כאשר מנוהל &lt;1% DMSO פתרון. בשל בהירות אופטית של הזחלים דג הזברה ואת הזמינות של קווי מהונדס המבטאים חלבונים ניאון leukocytes, דג הזברה להציע את היתרון הייחודי של ניטור תגובה דלקתית חריפה in vivo. כתוצאה מכך, ניצול דג הזברה גבוהה תוכן מסכי מולקולה קטנה שמטרתן זיהוי של modulatory החיסון תרכובות עם קצב העברת נתונים גבוה הוצע 3-6, דבר המצביע על אינדוקציה תרחישים דלקת כגון חתכים מקומיים ברקמת הסנפיר, נזק לייזר מכוונת אל פני השטח של חלמון עוברים 7 או קטיעה הסנפיר 3,5,6. החיסרון העיקרי של שיטות אלו עם זאת היההדרישה של מניפולציה הזחל ידנית על מנת לגרום לפציעה, ובכך למנוע תפוקה גבוהה ההקרנה. מבוא של דלקת הנגרמת כימית (סנטר) assay 8 בוטלו המכשולים הללו. מאז הפציעה נגרם באופן כימי את מספר העוברים, כי ניתן לטפל בעת ובעונה אחת הוא כמעט בלתי מוגבל. טיפול זמני של הזחלים דג הזברה עם נחושת סלקטיבי גורם מוות של תאים בתאי השיער של מערכת קו לרוחב והתוצאות בגיוס granulocyte מהירה neuromasts פצועים. התגובה הדלקתית ניתן בעקבות בזמן אמת באמצעות תרכובת מהונדס cldnB :: GFP / lysC :: DsRED2 6,9 הזחלים דג הזברה המבטאים חלבון פלואורסצנטי ירוק בתאים neuromast, כמו גם כמה אדומים ניאון תיוג גרנולוציטים חלבון. על מנת לגבש אסטרטגיה ההקרנה שיאפשר שני ניתוחים גבוהה תוכן תפוקה גבוהה הצגנו טיפול הנוזל רובוטית ו MICR אוטומטי משולבoscopy עם סקריפט תוכנות מותאמות אישית מפותחת. סקריפט זה מאפשר כימות אוטומטי של התגובה הדלקתית על ידי הבקיע את השטח הכבוש על ידי אחוז leukocytes ניאון אדומים בתוך שטח מוגדר באופן אמפירי סביב הפצועים neuromasts ניאון ירוקים. יתר על כן, אנו עיבוד נתונים אוטומטי, טיפול, דמיון מודרך, אחסון מבוססים על מותאם אישית שפותחה MATLAB ו הסקריפטים פייתון. בקיצור, אנחנו מציגים את המסך אוטומטית HC / HT המאפשר בדיקה של תרכובות כימיות עבור השפעתם על התפתחות ייזום, או ברזולוציה של תגובה דלקתית granulocytic. פרוטוקול זה משמש נקודת פתיחה טובה ניתוחים מעמיקים יותר של מנגנוני סמים המסלולים המעורבים תזמור תגובת החיסון המולדת. בעתיד, הוא עשוי לסייע בזיהוי ההשפעות הרעילות או מטרה מחוץ בלתי נסבלים בשלבים המוקדמים של גילוי תרופות ועל ידי כך להפחית את הסיכונים פרוצדורליים ועלויות לפיתוח התרופה.

Watch this Scientific Journal Video about Facilitating Drug Discovery: An Automated High-content Inflammation Assay in Zebrafish at JoVE.com

Facilitating Drug Discovery: An Automated High-content Inflammation Assay in Zebrafish

כאן אנו מתארים assay הרומן גבוהה תוכן דלקת הנגרמת כימית מכוון לזיהוי modulatory החיסון bioactives. יש לנו שילוב בהצלחה מיקרוסקופ עם אוטומטיות מותאמות אישית סקריפטים תוכנה שפותחו המאפשרים כימות אוטומטי של התגובה הדלקתית כמו גם עוד עיבוד נתונים, ניתוח, כרייה, ואחסון.

גילוי תרופות בהנחיית: Assay אוטומטי גבוהים תוכן דלקת דג הזברה

Zebrafish larvae are particularly amenable to whole animal small molecule screens1,2 due to their small size and relative ease of manipulation and ...

Research

JoVE Journal

Immunology and Infection

Using Eggs from Schistosoma mansoni as an In vivo Model of Helminth-induced Lung Inflammation

Using Eggs from Schistosoma mansoni as an In vivo Model of Helminth-induced Lung Inflammation

שימוש ביצים מ<em&gt; Schistosoma mansoni</em&gt; כמו<em&gt; ב-vivo</em&gt; דגם של דלקת ריאות הנגרמת helminth

Schistosoma parasites are blood flukes that infect an estimated 200 million people worldwide 1. In chronic infection with Schistosoma, the severe ...

Assays for the Identification of Novel Antivirals against Bluetongue Virus

מבחני לזיהוי של antivirals הרומן נגד וירוס Bluetongue

To identify potential antivirals against BTV, we have  developed, optimized and validated three assays presented here. The CPE-based  assay was the first ...

A Microscopic Phenotypic Assay for the Quantification of Intracellular Mycobacteria Adapted for High-throughput/High-content Screening

בדיקה פנוטיפית מיקרוסקופית לכימות של מיקובקטריה תאית המותאמת להקרנה בתפוקה גבוהה/תוכן גבוה

Despite the availability of therapy and vaccine, tuberculosis (TB) remains one of the most deadly and widespread bacterial infections in the world. Since ...

High-throughput Quantitative Real-time RT-PCR Assay for Determining Expression Profiles of Types I and III Interferon Subtypes

תפוקה גבוהה בזמן אמת כמותי RT-PCR Assay לקביעת פרופילי ביטוי של סוגי I ו- III תת סוגי אינטרפרון

Described in this report is a qRT-PCR assay for the analysis of seventeen human IFN subtypes in a 384-well plate format that incorporates highly specific ...

Generation and Multi-phenotypic High-content Screening of Coxiella burnetii Transposon Mutants

Generation and Multi-phenotypic High-content Screening of Coxiella burnetii Transposon Mutants

דור והקרנה גבוהה תוכן רב-פנוטיפי של<em&gt; Burnetii Coxiella</em&gt; מוטאנטים טרנספוזון

Invasion and colonization of host cells by bacterial pathogens depend on the activity of a large number of prokaryotic proteins, defined as virulence ...

An Optimized Method for Isolating and Expanding Invariant Natural Killer T Cells from Mouse Spleen

שיטה אופטימלית עבור בידוד והרחבת תאי Invariant הטבעי רוצח T מטחול העכבר

The ability to rapidly secrete cytokines upon stimulation is a functional characteristic of the invariant natural killer T (iNKT) cell lineage. iNKT cells ...

Establishment of a High-throughput Setup for Screening Small Molecules That Modulate c-di-GMP Signaling in Pseudomonas aeruginosa

Establishment of a High-throughput Setup for Screening Small Molecules That Modulate c-di-GMP Signaling in Pseudomonas aeruginosa

הקמת הגדרת תפוקה גבוהה להקרנה מולקולות קטנות לווסת ג-di-GMP איתות<em&gt; Pseudomonas aeruginosa</em

Bacterial resistance to traditional antibiotics has driven research attempts to identify new drug targets in recently discovered regulatory pathways. ...

Measuring Influenza Neuraminidase Inhibition Antibody Titers by Enzyme-linked Lectin Assay

מדידת טיטר נוגדנים עיכוב Neuraminidase שפעת ידי enzyme-linked Assay לקטינים

Antibodies to neuraminidase (NA), the second most abundant surface protein on influenza virus, contribute toward protection against influenza. Traditional ...

Induction of an Inflammatory Response in Primary Hepatocyte Cultures from Mice

אינדוקציה של תגובה דלקתית בתרבויות Hepatocyte הראשי מעכברים

The liver plays a decisive role in the regulation of systemic inflammation. In chronic kidney disease in particular, the liver reacts in response to the ...

An In Vitro Caseum Binding Assay that Predicts Drug Penetration in Tuberculosis Lesions

An In Vitro Caseum Binding Assay that Predicts Drug Penetration in Tuberculosis Lesions

An<em&gt; במבחנה</em&gt; Assay מחייב Assay כי חוזה חדירה לסמים בשחפת נגעים

The eradication of tuberculosis disease requires drug regimens that can penetrate the multiple layers of complex pulmonary lesions. Drug distribution in ...