Name: a zebrafish model of diabetes mellitus and metabolic memory
Uploaded: 2013-02-28T13:00:00
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Questo lavoro è stato sostenuto da una borsa di studio dalla Fondazione Famiglia Iacocca, Rosalind Franklin University di start-up dei fondi, e la National Institutes of Health di Grant DK092721 (a RVI). Gli autori desiderano ringraziare Nikki Intine di aiuto nella preparazione del manoscritto.

Tutte le procedure vengono eseguite seguendo le indicazioni riportate in &quot;Principi di cura degli animali da laboratorio&quot; (National Institutes of pubblicazione Sanità n. 85-23, riveduta 1985) e approvato Rosalind Franklin per la cura degli animali dell&#39;Università istituzionale e uso degli animali Comitato protocollo 08-19. Ci sono 2 sigle importanti che vengono utilizzati in questo manoscritto. 1) DM: si riferisce a pesci che si trovano in una acuta (300 mg / dl) stato ipergli...

Il diabete mellito è una malattia di alterazioni metaboliche, inizialmente diagnosticati come l&#39;iperglicemia, che in ultima analisi, i danni dei vasi sanguigni che porta a molte complicazioni che tutti persistono anche dopo euglicemia è ottenuta mediante intervento farmaceutico. Tale persistenza di complicazioni è chiamata memoria metabolica e diversi studi recenti hanno esaminato il ruolo che meccanismi epigenetici svolgere in questo fenomeno. Qui abbiamo descritto un protocollo che permette la generazione di en...

Il diabete mellito (DM) è un problema di salute grave e crescente che si traduce in riduzione dell&#39;aspettativa di vita a causa di malattia microvascolare specifica (retinopatia, nefropatia, neuropatia, la guarigione delle ferite) e macrovascolari (malattie cardiache e ictus) complicazioni 1. Una volta avviato, complicanze del diabete continuare a progredire senza interruzioni, anche quando il controllo glicemico si ottiene 2,3 e questo fenomeno è stato chiamato memoria metabolica o l&#39;effetto legacy. La presenza di questo fenomeno è stato riconosciuto clinicamente nei primi anni 1990 come &quot;The Diabetes Control and Complications Trial (DCCT)&quot; progredito e poiché è stata sostenuta da diversi studi clinici aggiuntivi 4,5,6,7,8,9,10, 11,12,13,14. Modelli animali di DM sono stati critici per le scoperte relative alla fisiopatologia delle complicanze del diabete e della memoria metabolica. Infatti, la persistenza di complicanze diabetiche è documentata in un modello canino di diabeticaretinopatia che da allora è stata sostenuta da diverse linee di evidenze sperimentali utilizzando una varietà di sistemi di coltura in vitro e su modelli animali 15,16,17,18,19,20,21. Questi studi mostrano chiaramente che un primo risultato iperglicemici periodo nelle anomalie permanenti (compresa l&#39;espressione genica aberranti) di organi bersaglio / cellule e meccanicamente suggerisce il coinvolgimento del epigenoma. Epigenomes costituiti da tutte le modificazioni della cromatina per un dato tipo di cellula e sono responsabili profilo unico gene di una cellula espressione. Le modifiche cromosomiche sono dinamiche durante lo sviluppo, differenziamento supporto cellulare, sono sensibili agli stimoli esterni, sono mitoticamente stabilmente ereditati 22,23 e può essere modificato in malattia 24,25,26. Questi meccanismi epigenetici includono: inviare traduzionali modificazioni degli istoni, non canonico inclusione variante dell&#39;istone in octomers, i cambiamenti di accesso cromatina tramite metilazione del DNA e genicontrollo dell&#39;espressione attraverso RNA non codificanti micro 27,28,29,30. Nel complesso, i processi epigenetici consentono alle cellule / organismi di rispondere rapidamente alle mutevoli stimoli ambientali 31,32,33, hanno anche la possibilità di conferire alla cellula di &quot;memorizzare&quot; questi incontri una volta lo stimolo viene rimosso 23,22. Pertanto, come alterati profili di espressione genica derivanti da processi epigenetici sono stabili in assenza di segnale (s) che li avviato e sono ereditarie attraverso la divisione cellulare, hanno guadagnato grande interesse come base dei meccanismi molecolari di patologie umane quali memoria metabolica. I risultati che stanno emergendo nel contesto di DM e dell&#39;epigenetica progressi paralleli in altre malattie in quanto una pletora di modifiche epigenetiche indotte da iperglicemia causare notevoli cambiamenti persistenti nelle reti trascrizionali di cellule (recensione in 34,35,36,37,38). Il pesce zebra è stato a lungo un organismo modello premier a study sviluppo dei vertebrati tuttavia negli ultimi 15 anni ha visto una crescita esponenziale nell&#39;utilizzo questo organismo per lo studio delle malattie umane. 39. Zebrafish modelli di malattie umane sono state stabilite coprono una vasta gamma di patologie umane quali i disordini genetici e malattie acquisite 40,41,42. I molti vantaggi del pesce zebra su altri organismi modello vertebrati comprendono alta fecondità, tempo di generazione breve, la trasparenza attraverso la prima età adulta, le spese di alloggio ridotti e una serie di strumenti per la manipolazione genetica. Inoltre, a causa della conservazione estesa di percorsi genetici e della fisiologia cellulare tra i vertebrati e la capacità di eseguire elevate proiezioni di droga di throughput, il pesce zebra è stato utilizzato con successo per la scoperta farmaceutica. Abbiamo sviluppato un modello di zebrafish adulto di tipo I diabete mellito con il farmaco diabetogeno, streptozocina. Abbiamo caratterizzato questo modello per dimostrare che zebrafish diabetico nont visualizzare solo le note complicazioni secondarie umani, ma in aggiunta, esporre rigenerazione compromissione dell&#39;arto (rigenerazione caudale) come conseguenza dell&#39;ambiente iperglicemici. Inoltre, abbiamo riportato che zebrafish iperglicemico tornare alla glicemia normale entro 2 settimane dalla rimozione del farmaco a causa di rigenerazione delle cellule beta pancreatiche endogene con conseguente stato glicemico fisiologicamente normale. Tuttavia, in contrasto, rigenerazione degli arti in questi pesci resta compromessa nella stessa misura come nello stato diabetico acuto indica tale complicanza persiste ed è suscettibile di memoria metabolica. L&#39;impulso principale per la generazione di questo modello è di fornire un sistema per studiare le componenti mitoticamente stabili epigenetici che supportano il fenomeno metabolico memoria in assenza del rumore di fondo dell&#39;ambiente iperglicemico precedente. Alla conclusione del protocollo fornito qui i tessuti e zebrafish o selettivi possono essere elaborati da qualsiasi saggio adatto al researchers bisogno. Abbiamo utilizzato con successo questa procedura per identificare i cambiamenti persistenti genoma nella metilazione del DNA indotte da iperglicemia che sono mantenuti nello stato di memoria metabolica 21. Riteniamo che questo modello zebrafish di tipo I diabete mellito ha diversi vantaggi rispetto ai sistemi innovativi altri modelli per l&#39;esame della memoria metabolica. 1) Tutti i nostri studi possono essere condotti in vivo e come il pesce iperglicemico precedente tornare euglicemia attraverso la rigenerazione della produzione di insulina endogena, non richiedono iniezioni di insulina esogena. Pertanto, questo evita i picchi e le valli complicanti controllo glicemico che possono verificarsi negli animali richiedono insulina esogena. 2) Come descritto sopra, la stimolazione sfondo dallo stato diabetico precedente (cioè la presenza continua di glicazione avanzata prodotti finali e specie di ossigeno reattive marcatori) sono eliminati e quindi si può esaminare l&#39;puramente epigfattori enetic della memoria metabolica. 3) Gli esperimenti possono essere eseguiti rapidamente come ci vogliono circa 80 giorni dalla induzione di diabete fino al momento dell&#39;analisi della memoria metabolica. 4) la rigenerazione pinna caudale è sperimentalmente molto accessibile e permette un facile manipolazione genetica e sperimentale per i quali ci sono una vasta gamma di strumenti. 5) rigenerazione Pinna caudale fornisce un metodo molto semplice e quantificabili per valutare la memoria metabolica e quindi permetterà la scoperta di farmaci futuro.

<table border="1"><tbody><tr><td> Nome del reagente </td><td> Azienda </td><td> Numero di catalogo </td><td> Commenti (opzionale) </td></tr><tr><td> Streptozocina </td><td> Sigma Aldrich </td><td> S0130 </td><td></td></tr><tr><td> 2 fenossietanolo </td><td> Sigma Aldrich </td><td> P1126 </td><td></td></tr><tr><td> Scalpel (taglia 10) </td><td> Fisher Scientific </td><td> 089275A </td><td></td></tr><tr><td> Petri Piatti </td><td> Fisher Scientific </td><td> 08-757-13 </td><td></td></tr><tr><td> ½ cc siringa, con 27 1/2 gauge </td><td> Fisher Scientific </td><td> 305620 </td><td></td></tr><tr><td> QuantiChrome Glucose test kit. </td><td> Sistemi di saggi biologici </td><td> Digl-100 </td><td></td></tr><tr><td> Cloruro di sodio </td><td> Sigma Aldrich </td><td> S3014 </td><td></td></tr><tr><td> Dissezione Microscopio </td><td> Nikon </td><td> TMZ-1500 </td><td> Ogni microscopio da dissezione va bene. </td></tr><tr><td> Telecamera per immagini </td><td> Nikon </td><td> Q di imaging </td><td> Ogni telecamera è adatta. </td></tr><tr><td> Immagine J software </td><td> National Institutes of Health </td><td> NIH Image </td><td></td></tr><tr><td> NIS Elements </td><td> Nikon </td><td></td><td> Qualsiasi software di imaging è adatto. </td></tr></tbody></table>

a zebrafish model of diabetes mellitus and metabolic memory

Il diabete mellito colpisce attualmente 346 milioni gli individui e questo si prevede un aumento a 400 milioni entro il 2030. Le prove sia dal laboratorio e ampi studi clinici scala ha rivelato che il progresso complicazioni diabetiche senza impedimenti attraverso il fenomeno della memoria metabolica, anche quando il controllo glicemico è farmaceuticamente raggiunto. L&#39;espressione genica può essere stabilmente alterata attraverso cambiamenti epigenetici che non solo permettono cellule e organismi di rispondere rapidamente alle mutevoli stimoli ambientali ma anche conferire la capacità della cella per &quot;memorizzare&quot; una volta che questi incontra lo stimolo viene rimosso. Come tale, i ruoli che questi meccanismi giocano nel fenomeno memoria metabolica sono attualmente allo studio. Abbiamo recentemente riportato lo sviluppo di un modello di zebrafish di tipo I diabete mellito e caratterizzato questo modello per dimostrare che zebrafish diabetico non solo visualizzare le note complicazioni secondarie, tra cui i cambiamenti associaticon la retinopatia diabetica, la nefropatia diabetica e la guarigione delle ferite, ma anche esporre compromessa la rigenerazione pinna caudale. Questo modello è unico in quanto il pesce zebra è in grado di rigenerare il suo pancreas danneggiato e ripristinare uno stato euglicemico simile a quello che ci si aspetterebbe in pazienti umani post-trapianto. Inoltre, vari cicli di amputazione caudale consentire la separazione e lo studio di puri effetti epigenetici in un sistema in vivo senza potenziali complicazioni dal precedente stato diabetico. Anche se euglicemia si ottiene seguendo la rigenerazione del pancreas, la complicazione diabetica secondaria di rigenerazione pinna e la guarigione delle ferite della pelle persiste indefinitamente. Nel caso di rigenerazione fin alterata, questa patologia viene mantenuta anche dopo vari cicli di rigenerazione fin nei tessuti viene indicata l&#39;esatta figlia. Queste osservazioni indicano un sottostante processo epigenetico esistente nello stato di memoria metabolica. Qui vi presentiamo i metodi necessari per successo generazionemoderata dei gruppi di memoria diabetici e metabolici di pesce e discutere i vantaggi di questo modello.

Diabetico di tipo I zebrafish non solo visualizzare le complicazioni note secondarie di retinopatia e nefropatia, ma anche, mostrano un ulteriore complicazione: ridotta rigenerazione pinna caudale. Questa complicanza in seguito persiste a causa della memoria metabolica nei pesci che hanno ripristinato il controllo normale di glucosio dopo un periodo di iperglicemia. In Figura 2A (controllo) e Figura 2B (memoria metabolica) immagini rappresentative di pinne rigenerazione catturate a 72 o...

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A Zebrafish Model of Diabetes Mellitus and Metabolic Memory

Memoria metabolica è il fenomeno per cui complicanze diabetiche persistono e progredire senza ostacoli anche dopo euglicemia si ottiene farmaceutico. Qui si descrive un modello di diabete mellito zebrafish che è unica in quanto permette di esame dei componenti mitoticamente trasmissibili epigenetiche di memoria metabolica<em&gt; In vivo</em&gt;.

Un modello Zebrafish di diabete mellito e di memoria metabolica

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