Name: a zebrafish model of diabetes mellitus and metabolic memory
Uploaded: 2013-02-28T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Zebrafish Model of Diabetes Mellitus and Metabolic Memory at JoVE.com

وأيد هذا العمل من خلال منحة بحثية من مؤسسة أسرة ايوكوكا جامعة روزاليند فرانكلين بدء الأموال، والمعاهد الوطنية للصحة منح DK092721 (لRVI). الكتاب أود أن أشكر نيكي Intine للحصول على مساعدات في إعداد مخطوطة.

يتم تنفيذ كافة الإجراءات التالية الإرشادات الموضحة في &quot;مبادئ رعاية الحيوان المعملية&quot; (المعاهد الوطنية للصحة المنشور رقم 85-23، تنقيح 1985) وافقت جامعة روزاليند فرانكلين رعاية الحيوان المؤسسية واستخدام اللجنة الحيوان بروتوكول 08-19. <p class="jove_content" style=";text-align:right;direction...

داء السكري هو مرض استقلابي من التقلبات، في البداية تشخيص باسم فرط سكر الدم، وهذا يؤدي في النهاية إلى ضرر الأوعية الدموية مما يؤدي إلى مضاعفات كثيرة التي لا تزال قائمة حتى بعد كل ويتحقق سوائية سكر الدم على الرغم من تدخل الصيدلانية. هذا ويشار إلى مضاعفات استمرار كذاكرة...

داء السكري (DM) هو مشكلة صحية خطيرة ومتزايدة على أن النتائج انخفاض في متوسط ​​العمر المتوقع بسبب مرض الاوعية الدموية الدقيقة محددة (اعتلال الشبكية، اعتلال الكلية، اعتلال الأعصاب، ضعف التئام الجروح) والأوعية الكبيرة (أمراض القلب والسكتة الدماغية) المضاعفات 1. بدأت مرة واحدة، ومضاعفات السكري مواصلة التقدم دون انقطاع حتى عندما يتم تحقيق السيطرة على سكر الدم و2،3 اصطلح على تسميته هذه الظاهرة ذاكرة التمثيل الغذائي أو تأثير الإرث. وجرى الاعتراف بوجود هذه الظاهرة سريريا خلال 1990s في وقت مبكر باسم &quot;مكافحة داء السكري والمضاعفات الابتدائية و(DCCT)&quot; تقدمت وتمت بدعم من التجارب منذ عدة سريرية إضافية 4،5،6،7،8،9،10، 11،12،13،14. وكانت النماذج الحيوانية من DM الحرجة للاكتشافات علم وظائف الأعضاء المتعلقة patho-من مضاعفات السكري والتمثيل الغذائي الذاكرة. في الواقع، وقد تم توثيق أولا استمرار مضاعفات السكري في الكلاب نموذجا من السكريومنذ ذلك الحين اعتلال الشبكية التي تدعمها خطوط العديد من الأدلة التجريبية باستخدام مجموعة متنوعة من نظم الاستزراع في المختبر، والنماذج الحيوانية 15،16،17،18،19،20،21. هذه الدراسات تبين بوضوح أن فترة فرط سكر الدم الأولي في نتائج تشوهات دائمة (بما في ذلك التعبير الجيني الشاذة) من الأعضاء المستهدفة / ميكانيكي الخلايا ويقترح إشراك epigenome. Epigenomes تتكون من لونين جميع التعديلات لإعطاء نوع من الخلايا وتكون مسؤولة عن الخلية الجينات الفريدة الملف التعبير. التعديلات كروموسوم الحيوية خلال والتطوير والدعم تمايز الخلايا، تستجيب للمؤثرات الخارجية، ورثت ستابلي ميتوتيكلي] 22،23 ويمكن تغييرها في مرض 24،25،26. وتشمل هذه الآليات جينية: آخر التعديلات هيستون متعدية، غير الكنسي إدراج متغير هيستون في octomers، والتغيرات من خلال الوصول لونين الحامض النووي، والجيناتالسيطرة من خلال التعبير الترميز غير الرناوات الصغيرة 27،28،29،30. تماما، وعمليات جينية تسمح خلية / الكائنات الحية على الاستجابة بسرعة للتغيير المحفزات البيئية 31،32،33، فإنها تمنح أيضا القدرة للخلية إلى &quot;حفظ&quot; هذه اللقاءات مرة واحدة تتم إزالة الحافز 23،22. لذلك، وتغيير ملامح التعبير الجيني الناتجة عن عمليات جينية مستقرة في حالة عدم وجود إشارة (ق) التي شرع لهم وراثية من خلال انقسام الخلايا، لاقت اهتماما كبيرا والآليات الجزيئية الكامنة وراء من الأمراض بما في ذلك الذاكرة البشرية الأيض. النتائج التي تظهر في سياق DM وعلم التخلق التطورات الموازية في أمراض أخرى في هذا عدد كبير من التغييرات الناجمة عن ارتفاع السكر في الدم جينية تسبب تغيرات ملحوظة في الشبكات الثابتة الترانسكربتي من الخلايا (34،35،36،37،38 مشاركة في). كان الزرد طويلة كائن نموذج رئيس الوزراء لستودى الفقاريات التنمية ومع ذلك شهدت السنوات ال 15 الماضية نموا متزايدا في استخدام هذا الكائن الحي لدراسة الأمراض التي تصيب البشر 39. وقد وضعت نماذج من الأمراض التي تصيب البشر الزرد تغطي مجموعة واسعة من الأمراض بما في ذلك الاضطرابات الوراثية البشرية والأمراض المكتسبة 40،41،42. العديد من المزايا من الزرد على غيرها من الكائنات الفقارية تشمل نموذج الخصوبة العالية، في وقت قصير جيل والشفافية من خلال مرحلة البلوغ المبكر، وتخفيض تكاليف السكن ومجموعة من الأدوات للتلاعب الجيني. وعلاوة على ذلك، ونظرا لحفظ مسارات واسعة من علم وظائف الأعضاء والوراثية الخلوية بين الفقاريات والقدرة على أداء عالية الإنتاجية عروض المخدرات، تم الزرد استخدمت بنجاح لاكتشاف الأدوية. وقد وضعنا نموذجا الزرد الكبار من داء السكري من النوع الأول باستخدام المخدرات سكري، streptozocin. اتسمت نحن هذا النموذج لإظهار أن مرضى السكري لا الزردر فقط عرض المعروفة المضاعفات الثانوية الإنسان، ولكن بالإضافة إلى ذلك، تظهر ضعف التجدد أطرافهم (الذيلية تجديد FIN) نتيجة لفرط سكر الدم البيئة. وبالإضافة إلى ذلك، فقد أبلغنا أن فرط سكر الدم الزرد العودة إلى سكر الدم العادي في حدود 2 أسابيع من إزالة المخدرات بسبب تجديد خلايا بيتا في البنكرياس الذاتية مما أدى إلى حالة طبيعية من الناحية الفسيولوجية نسبة السكر في الدم. لكن، في المقابل، تجديد أطرافه في هذه الأسماك لا يزال ضعاف بنفس القدر كما في حالة السكري الحاد تشير إلى هذا التعقيد واستمرت هو عرضة للذاكرة الأيض. وكان الدافع الرئيسي لتوليد هذا النموذج إلى توفير نظام لدراسة مكونات جينية مستقرة ميتوتيكلي] التي تدعم الذاكرة ظاهرة التمثيل الغذائي في حالة عدم وجود ضوضاء خلفية البيئة فرط سكر الدم السابقة. في ختام البروتوكول المقدمة هنا يمكن معالجة الأنسجة والزرد أو انتقائية من قبل أي فحص مناسبة للresearchers يحتاجها. وقد استخدمنا بنجاح هذا الإجراء لتحديد التغييرات الجينوم على نطاق المستمرة في الحامض النووي الناجم عن ارتفاع السكر في الدم التي يتم الاحتفاظ بها في حالة الذاكرة الأيض 21. ونحن نرى أن هذا النموذج من الزرد مرض السكري من النوع الأول ومزايا مبتكرة عدة على الأنظمة نموذج آخر لفحص الذاكرة الأيض. 1) من الممكن إجراء جميع الدراسات لدينا في الجسم الحي وكما الأسماك السابقة العودة إلى فرط سكر الدم من خلال تجديد سوائية سكر الدم انتاج الانسولين الذاتية، أنها لا تحتاج إلى حقن الأنسولين الخارجية. لذلك، هذا يتجنب تعقيد المسامير والوديان في السيطرة على سكر الدم التي قد تحدث في الحيوانات التي تتطلب الأنسولين الخارجية. 2) كما هو موضح أعلاه، يتم استبعاد تحفيز خلفية عن الدولة السابقة السكري (أي استمرار وجود glycation المتقدمة المنتجات النهائية وعلى رد الفعل علامات أنواع الاكسجين)، وبالتالي يمكن للمرء أن دراسة epig بحتةenetic العوامل الأيضية من الذاكرة. يمكن 3) أن يتم تنفيذ التجارب وبسرعة حيث يستغرق حوالي 80 يوما من تحريض السكري فحص الذاكرة حتى الأيض. 4) الذيل الزعنفة هو تجديد ودود جدا وتجريبيا يسمح لسهولة التلاعب الجيني والتجريبية التي هناك مجموعة واسعة من الأدوات. 5) الذيل الزعنفة تجديد يوفر طريقة بسيطة جدا وقابلة للقياس الكمي لتقييم الذاكرة التمثيل الغذائي، وبالتالي سيسمح لاكتشاف المخدرات في المستقبل.

<table border="1" style=";text-align:right;direction:rtl"><tbody><tr><td> اسم كاشف </td><td> شركة </td><td> كتالوج رقم </td><td> التعليقات (اختياري) </td></tr><tr><td> Streptozocin </td><td> سيغما الدريتش </td><td> S0130 </td><td></td></tr><tr><td> 2 فينوكسييثانول </td><td> سيغما الدريتش </td><td> P1126 </td><td></td></tr><tr><td> مشرط (حجم 10) </td><td> فيشر العلمية </td><td> 089275A </td><td></td></tr><tr><td> أطباق بتري </td><td> فيشر العلمية </td><td> 08-757-13 </td><td></td></tr><tr><td> ½ سم مكعب حقنة، مع إبرة قياس 27 1/2 </td><td> فيشر العلمية </td><td> 305620 </td><td></td></tr><tr><td> QuantiChrome الحلاوةبيئة نظام التشغيل فحص عدة. </td><td> نظم الأحيائي </td><td> DIGL-100 </td><td></td></tr><tr><td> كلوريد الصوديوم </td><td> سيغما الدريتش </td><td> S3014 </td><td></td></tr><tr><td> تشريح مجهر </td><td> نيكون </td><td> TMZ-1500 </td><td> أي المجهر تشريح على ما يرام. </td></tr><tr><td> كاميرا للتصوير </td><td> نيكون </td><td> س التصوير </td><td> أي كاميرا مناسبة. </td></tr><tr><td> الصورة J البرمجيات </td><td> المعاهد الوطنية للصحة </td><td> صورة NIH </td><td></td></tr><tr><td> عناصر NIS </td><td> نيكون </td><td></td><td> أي برنامج التصوير هو مناسب. </td></tr></tbody></table>

a zebrafish model of diabetes mellitus and metabolic memory

داء السكري يؤثر حاليا 346،000،000 الأفراد، ومن المتوقع أن ترتفع إلى 400 مليون نسمة بحلول عام 2030. وقد كشفت الأدلة من المختبر على حد سواء والكبيرة الحجم التجارب السريرية أن السكري مضاعفات التقدم دون عوائق عبر ظاهرة التمثيل الغذائي الذاكرة حتى عندما يتم تحقيق السيطرة صيدلي نسبة السكر في الدم. ويمكن التعبير الجيني من خلال تغيير ثابت تغييرات جينية والتي لا تسمح للخلايا والكائنات الحية على الاستجابة بسرعة للتغيير المحفزات البيئية ولكن أيضا تمنح قدرة الخلية على &quot;حفظ&quot; هذه اللقاءات مرة واحدة تتم إزالة الحافز. على هذا النحو، يتم حاليا الأدوار التي تلعب في هذه الآليات ظاهرة الذاكرة الأيض محل دراسة. وقد أبلغنا مؤخرا وضع نموذج الزرد من مرض السكري من النوع الأول ويتميز هذا النموذج لإظهار أن مرضى السكري ليس فقط الزرد عرض المضاعفات المعروفة الثانوية بما في ذلك التغييرات المرتبطةمع اعتلال الشبكية السكري، اعتلال الكلية السكري وضعف التئام الجروح ولكن أيضا يحمل ضعاف تجديد الزعنفة الذيلية. هذا النموذج هي فريدة من نوعها في أن الزرد قادرة على التجدد في البنكرياس التالفة واستعادة دولة سوي سكر الدم على غرار ما هو متوقع في مرحلة ما بعد زرع المرضى من البشر. وعلاوة على ذلك، جولات متعددة من بتر الزعنفة الذيلية تسمح لفصل ودراسة آثار جينية نقية في الجسم الحي في النظام دون تعقيد العوامل المحتملة من الدولة السكري السابقة. على الرغم من تحقيق سوائية سكر الدم بعد تجديد البنكرياس، ومضاعفات السكري الثانوي لتجديد الجلد والزعانف التئام الجروح استمرت إلى ما لا نهاية. في حالة تجديد زعنفة ضعف، يتم الاحتفاظ هذه الحالة المرضية حتى بعد جولات متعددة من تجديد زعنفة في الأنسجة زعنفة ابنته. هذه الملاحظات تشير إلى عملية جينية الكامنة الموجودة في ولاية الذاكرة الأيض. هنا نقدم الأساليب اللازمة لجنرال بنجاحerate الجماعات الذاكرة السكري والتمثيل الغذائي من الأسماك ومناقشة مزايا هذا الطراز.

النوع الأول الزرد السكري ليس فقط عرض المضاعفات المعروفة الثانوية من اعتلال الشبكية واعتلال الكلية، ولكن أيضا، تظهر خاصية تعقيد إضافي: ضعف التجدد الزعنفة الذيلية. هذا التعقيد في وقت لاحق نظرا لاستمرار الذاكرة التمثيل الغذائي في الأسماك التي استعادة السيطرة على مستو...

Watch this Scientific Journal Video about A Zebrafish Model of Diabetes Mellitus and Metabolic Memory at JoVE.com

A Zebrafish Model of Diabetes Mellitus and Metabolic Memory

الذاكرة هي ظاهرة التمثيل الغذائي التي تستمر مضاعفات السكري والتقدم دون عوائق حتى بعد تحقيق سوائية سكر الدم صيدلي. نحن هنا وصفا لنموذج السكري داء الزرد التي هي فريدة من نوعها من حيث أنه يسمح لفحص مكونات جينية تنتقل من الذاكرة الأيض ميتوتيكلي]<em&gt; في الجسم الحي</em&gt;.

نموذج من اسماك الزرد مرض السكري والأيض الذاكرة

Diabetes mellitus currently affects 346 million individuals and this is projected to increase to 400 million by 2030. Evidence from both the laboratory ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

الكشف عن سرطان الجلد باستخدام المعدلات اسماك الزرد الموديل ورم الأصليين

Genomic studies of  human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered  in tumors1,2,3. A challenge arising from these ...

A Model of Chronic Nutrient Infusion in the Rat

نموذج من تسريب المغذيات المزمنة في الفئران

Chronic exposure to excessive levels of nutrients is postulated to  affect the function of several organs and tissues and to contribute to the  ...

A Modified Precipitation Method to Isolate Urinary Exosomes

وهناك طريقة الهطول معدلة لعزل البولية Exosomes

Identification of biomarkers that allow early detection of kidney diseases in urine and plasma has been an area of active interest for several years. ...

A Possible Zebrafish Model of Polycystic Kidney Disease: Knockdown of wnt5a Causes Cysts in Zebrafish Kidneys

A Possible Zebrafish Model of Polycystic Kidney Disease: Knockdown of wnt5a Causes Cysts in Zebrafish Kidneys

نموذج الزرد ممكن من مرض الكلى المتعدد الكيسات: ضربة قاضية لل<em&gt; wnt5a</em&gt; أسباب الخراجات في الكلى اسماك الزرد

Polycystic kidney disease (PKD) is one of the most common causes of end-stage kidney disease, a devastating disease for which there is no cure. The ...

Surgical Injury to the Mouse Pancreas through Ligation of the Pancreatic Duct as a Model for Endocrine and Exocrine Reprogramming and Proliferation

الإصابات الجراحية للماوس البنكرياس من خلال من ربط والبنكرياس القناة نموذجا للالغدد الصماء وخارجية الإفراز إعادة برمجة وانتشار

Expansion of pancreatic beta cells in vivo or ex vivo, or generation of beta cells by differentiation from an embryonic or adult stem cell, can provide ...

Ferric Chloride-induced Thrombosis Mouse Model on Carotid Artery and Mesentery Vessel

الحديديك تخثر نموذج الفأر على الشريان السباتي ومساريق السفينة التي يسببها كلوريد

Severe thrombosis and its ischemic consequences such as myocardial infarction, pulmonary embolism and stroke are major worldwide health issues. The ferric ...

Dissection of the Mouse Pancreas for Histological Analysis and Metabolic Profiling

تشريح البنكرياس الماوس للتحليل النسيجي والتنميط الأيضية

We have been investigating the pancreas specific transcription factor, 1a cre-recombinase; lox-stop-lox- Kristen rat sarcoma, glycine to aspartic acid at ...

Studying Diabetes Through the Eyes of a Fish: Microdissection, Visualization, and Analysis of the Adult tg(fli:EGFP) Zebrafish Retinal Vasculature

Studying Diabetes Through the Eyes of a Fish: Microdissection, Visualization, and Analysis of the Adult tgfli:EGFP Zebrafish Retinal Vasculature

دراسة "مرض السكر من خلال عيون" من الأسماك: ميكروديسيكتيون، والتصور، وتحليل tg(fli:EGFP) الكبار "الزرد الشبكية المفرج"

Diabetic retinopathy is the leading cause of blindness among middle-aged adults. The rising prevalence of diabetes worldwide will make the prevention of ...