Name: methods for studying the mechanisms of action of antipsychotic drugs in caenorhabditis elegans
Uploaded: 2014-02-04T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Methods for Studying the Mechanisms of Action of Antipsychotic Drugs in Caenorhabditis elegans at JoVE.com

העבודה נתמכה על ידי הפרס פיתוח מדען הקליני K08NS002083-NIH, גרנט Shervert פרייזר מכון המחקר, ופרס לחוקר צעיר NARSAD לאדגר א Büttner.

1. דיליי / הקטלני Assay התפתחותית: סוג Wild-(N2) ושני הזנים מוטנטים (Mut1 וMut2) נבדקים בריכוזי Clozapine שלושה בפלייט 12 גם <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> , ביום 1 לשפוך 2 מיליליטר NGM בינוני 10 לבאר כל צלחת 12 היטב (גם כל אחד בקוטר 2 סנטימטר) ולאפשר להקשות על הספ?...

<ol>
	<li>Donohoe, D. R., Jarvis, R. A., Weeks, K., Aamodt, E. J., Dwyer, 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=Behavioral+adaptation+in+C.+elegans+produced+by+antipsychotic+drugs+requires+serotonin+and+is+associated+with+calcium+signaling+and+calcineurin+inhibition.">Behavioral adaptation in C. elegans produced by antipsychotic drugs requires serotonin and is associated with calcium signaling and calcineurin inhibition.</a> Neurosci. Res. 64, 280-289 (2009).</li><li>Karmacharya, R., 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=Clozapine+interaction+with+phosphatidyl+inositol+3-kinase+(PI3K)/insulin-signaling+pathway+in+Caenorhabditis+elegans.">Clozapine interaction with phosphatidyl inositol 3-kinase (PI3K)/insulin-signaling pathway in Caenorhabditis elegans.</a> Neuropsychopharmacology. 34, 1968-1978 (2009).</li><li>Rand, J. B., Johnson, C. D., Estein, H. F., Shakes, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Carnorhabditis elegans Modern Biological Analysis of an Organism. 48, 187-204 (1995).</li><li>Kwok, T. 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=A+small-molecule+screen+in+C.+elegans+yields+a+new+calcium+channel+antagonist.">A small-molecule screen in C. elegans yields a new calcium channel antagonist.</a> Nature. 441, 91-95 (2006).</li><li>Wang, X., Sliwoski, G. R., Buttner, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+relevance+of+Caenorhabditis+elegans+genetics+for+understanding+human+psychiatric+disease.">The relevance of Caenorhabditis elegans genetics for understanding human psychiatric disease.</a> Harv. Rev. Psychiatry. 19, 210-218 (2011).</li><li>Donohoe, D. R., Aamodt, E. J., Osborn, E., Dwyer, 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=Antipsychotic+drugs+disrupt+normal+development+in+Caenorhabditis+elegans+via+additional+mechanisms+besides+dopamine+and+serotonin+receptors.">Antipsychotic drugs disrupt normal development in Caenorhabditis elegans via additional mechanisms besides dopamine and serotonin receptors.</a> Pharmacol. Res. 54, 361-372 (2006).</li><li>Karmacharya, R., 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=Behavioral+effects+of+clozapine:+involvement+of+trace+amine+pathways+in+C.+elegans+and+M.+musculus.">Behavioral effects of clozapine: involvement of trace amine pathways in C. elegans and M. musculus.</a> Brain Res. 1393, 91-99 (2011).</li><li>Saur, T., 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=A+Genome-Wide+RNAi+Screen+in+Caenorhabditis+elegans+Identifies+the+Nicotinic+Acetylcholine+Receptor+Subunit+ACR-7+as+an+Antipsychotic+Drug+Target.">A Genome-Wide RNAi Screen in Caenorhabditis elegans Identifies the Nicotinic Acetylcholine Receptor Subunit ACR-7 as an Antipsychotic Drug Target.</a> PLoS Genet. 9, (2013).</li><li>Avery, L., You, Y. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> C. elegans feeding. WormBook, ed. The C. elegans Research Community, doi:10.1895/wormbook.1.150.1. , (2012).</li><li>Chaudhuri, J., Parihar, M., Pires-daSilva, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+introduction+to+worm+lab:+from+culturing+worms+to+mutagenesis.">An introduction to worm lab: from culturing worms to mutagenesis.</a> J Vis Exp. 47, (2011).</li><li>Lewis, J. A., Fleming, J. T., Estein, H. F., Shakes, D. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Carnorhabditis elegans Modern Biological Analysis of an Organism. 48, 3-29 (1995).</li><li>Davis, J. R., Li, Y., Rankin, C. H. <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+developmental+exposure+to+ethanol+on+Caenorhabditis+elegans.">Effects of developmental exposure to ethanol on Caenorhabditis elegans.</a> Alcohol Clin. Exp. Res. 32, 853-867 (2008).</li><li>Kage-Nakadai, 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=Two+very+long+chain+fatty+acid+acyl-CoA+synthetase+genes,+acs-20+and+acs-22,+have+roles+in+the+cuticle+surface+barrier+in+Caenorhabditis+elegans.">Two very long chain fatty acid acyl-CoA synthetase genes, acs-20 and acs-22, have roles in the cuticle surface barrier in Caenorhabditis elegans.</a> PLoS One. 5, (2010).</li><li>Partridge, F. A., Tearle, A. W., Gravato-Nobre, M. J., Schafer, W. R., Hodgkin, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+C.+elegans+glycosyltransferase+BUS-8+has+two+distinct+and+essential+roles+in+epidermal+morphogenesis.">The C. elegans glycosyltransferase BUS-8 has two distinct and essential roles in epidermal morphogenesis.</a> Dev. Biol. 317, 549-559 (2008).</li><li>Leung, C. K., Deonarine, A., Strange, K., Choe, K. P. <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+screening+and+biosensing+with+fluorescent+C.+elegans+strains.">High-throughput screening and biosensing with fluorescent C. elegans strains.</a> J. Vis. Exp. (51), (2011).</li></ol>

כאן אנו מתארים שיטות לבדיקת ההשפעות של APDs על ההתפתחות וההתנהגות של ג elegans. DMSO או אתנול משמש כדי לפזר קלוזאפין, שכן התרופה היא יחסית בלתי מסיס במים. מכיוון שכבר דיווחו ממסים להשפיע ג הביולוגיה elegans 12, DMSO-לבד או בקבוצות שליטת אתנול לבד הן חיוניות. הריכ...

elegans Caenorhabditis הוא אורגניזם גנטי פשוט נוח למסכים בקנה מידה גדולה קדימה לאחור גנטיים והמסכים גנטיים כימיים. ג elegans הוא רגיש לספקטרום רחב של תרכובות ביו ולכן שמש בהצלחה להגדיר את מנגנוני פעולה של מגוון רחב של תרכובות מסוג זה. לדוגמא, תרכובות ביו למדו באמצעות פרמקוגנטיקה התולעת כוללת אגוניסטים קולטן האצטילכולין (למשל levamisole, ניקוטין, morantel, וpyrantel), חומרי הרדמה (למשל halothane), קפאין, חוסמי כולינסטרז (למשל aldicarb, lannate, וtrichlorfon), פלואוריד, GABA-קשורים תרכובות (למשל GABA וmuscimol), ivermectin, Paraquat, אסטרים phorbol, ותרופות הקשורים לסרוטונין (למשל סרוטונין וimiprimine) 3. יתר על כן, ג elegans שמש במשך מסכי מולקולה קטנה בקנה מידה גדולה, המאפשר גילוי של מתחם ביו חדשים וזיהוי של מטרות גנטיות רומן 4. ג הגנום elegans כולל תרופה פוטנציאלית אנטיפסיכוטיות (APD) מטרות נשמרים בבני אדם, ובם גנים המקודדים חלבונים דרושים לסינתזת נוירוטרנסמיטר ולמבנה ותפקוד 5 הסינפטי. לכן, ג elegans Neurogenetics והצעת נוירוביולוגיה שיטות לגילוי מנגנונים מולקולריים רומן של פעולה של APDs. בנמטודות, חשיפת APD מוקדם בהתפתחות מייצרת עיכוב התפתחותי, ובריכוזים גבוהים יותר, קטלני 2,6. חשיפת APD במהלך הבגרות מייצרת פנוטיפים התנהגותיים. לדוגמא, חשיפת קלוזאפין מעכבת תנועה ושאיבת בלוע ומשפרת את הטלת ביצים 1,2,7. עיכוב התפתחותי מושרה APD וקטלני הם פנוטיפים רבי עוצמה למסכים גנטיים כימיים בקנה מידה גדולה. פנוטיפים אלה הם מורכבים במידה שסבירה להניח שיש להם בשיא יותר מפעם אחת תאי והגנטיs. לכן, מסכי גנטיים כגון צפויים להניב מגוון רחב של מטרות תרופה עקיפות. עם זאת, המעבדה שלנו ביצעה מסכי גן מועמד ומסך RNAi הגנום למדכאים של עיכוב התפתחותי מושרה APD והקטלניות והתאוששה בהצלחה גנים אשר צפוי לקודד יעדים ישירים, ובם דופאמין, אינסולין, וקולטני אצטילכולין ניקוטינית 2,8. גם מסכי גנטיים המבוססים על התנהגויות הנגרמות APD במבוגרים הביאו לזיהוי מטרות APD רומן, וכעת אנו מאמתים מטרות ממסכים הן התפתחות והתנהגות ביונקים 7. לפיכך, גישה חסר חוליות כימיות גנטית כדי לגלות את המנגנונים מולקולריים רומן של פעולה של APDs מופיעה להיות ריאלי 5,8. ג לוע elegans הוא איבר הכולל 20 נוירונים, 20 תאי שריר, ו20 תאי אבזר, עטופים בקרום במרתף. דומה ללב היונקים, הלוע הוא אוטונומיnd משאבות כל הזמן אוכל מהסביבה החיצונית 9. עיכוב של קצב שאיבת בלוע פשרות ספיגת מזון, וכך מוטציות או תרופות המעכבים עיכוב גורם שאיבת בלוע התפתחותית או לעצור 9. APDs לעכב את קצב שאיבת בלוע, והיוו בחלקו להשפעות שלהם על פיתוח ו1,2 כדאיות. כאן, אנו משתמשים קלוזאפין APD לא טיפוסי לדוגמא ירושלים להפגין מבחני תרופה לפיתוח נמטודות ושאיבת בלוע.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="406">
	<tbody>
		<tr height="22">
			<td>Clozapine</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>C6305</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Dimethyl sulfoxide (DMSO)</td>
			<td style="width:71px;">Sigma</td>
			<td style="width:119px;">D8418</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Acetic acid (HAC)</td>
			<td style="width:71px;">Fisher</td>
			<td style="width:119px;">BP2401</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Sodium hydroxide(NaOH)</td>
			<td style="width:71px;">EMD</td>
			<td style="width:119px;">SX0590-13</td>
		</tr>
		<tr height="41">
			<td height="41" style="height:41px;width:216px;">Hypochlorite</td>
			<td style="width:71px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">425044</td>
		</tr>
		<tr height="32">
			<td height="32" style="height:32px;width:236px;">Centrifuge 5810</td>
			<td style="width:188px;">Eppendorf</td>
			<td style="width:200px;">5810 000.017</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:236px;">Incubator shaker</td>
			<td style="width:188px;">New Brunswick Scientific</td>
			<td style="width:200px;">M1246-0006</td>
		</tr>
		<tr height="31">
			<td height="31" style="height:31px;width:236px;">Low temperature incubator 815</td>
			<td style="width:188px;">Precision Scientific</td>
			<td style="width:200px;">J1790-1B</td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:236px;">Stereo microscope</td>
			<td style="width:188px;">Olympus</td>
			<td style="width:200px;">SZX12</td>
		</tr>
		<tr height="38">
			<td height="38" style="height:38px;width:236px;">Petri dish 35 x 10 mm</td>
			<td style="width:188px;">Fisher Scientific</td>
			<td style="width:200px;">NC9434271</td>
		</tr>
		<tr height="33">
			<td height="33" style="height:33px;width:236px;">12-well tissue culture plate</td>
			<td style="width:188px;">BD Falcon</td>
			<td style="width:200px;">REF 353043</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

methods for studying the mechanisms of action of antipsychotic drugs in caenorhabditis elegans

elegans Caenorhabditis הוא אורגניזם גנטי פשוט מקובל בקנה מידה גדולה קדימה לאחור מסכי גנטיים והמסכים גנטיים כימיים. ג הגנום elegans כולל תרופה פוטנציאלית אנטיפסיכוטיות (APD) מטרות נשמרים בבני אדם, ובם גנים המקודדים חלבונים דרושים לסינתזת נוירוטרנסמיטר ולמבנה ותפקוד הסינפטי. חשיפת APD מייצרת עיכוב ו / או קטלני בנמטודות התפתחותיים באופן תלוי ריכוז. פנוטיפים אלה נגרמים, בין שאר, על ידי עיכוב הנגרם APD של בלוע שאיבת 1,2. לפיכך, פנוטיפ התפתחותית יש בסיס התוקפת, מה שהופך אותו לשימושי ללימודי pharmacogenetic של נוירולפטיות. כאן אנו מדגימים נהלים מפורטים לבדיקת השפעות APD בפיתוח נמטודות ושאיבת בלוע. עבור assay התפתחותי, עוברים מסונכרנים מונחים על מדיום נמטודות צמיחת צלחות (NGM) המכילות APDs, והשלבים של פיתוח aniאז Mals הם הבקיע יומי. עבור assay קצב שאיבת בלוע, מבוים בעלי חיים מבוגרים צעירים נבדקים על צלחות NGM המכילות APDs. מספר משאבות בלוע ליחידת זמן הוא רשם, ושיעור השאיבה מחושב. מבחני אלה יכולים לשמש ללימוד סוגים רבים אחרים של מולקולות קטנות או אפילו מולקולות גדולות.

1. עיכוב התפתחותי / תוצאת assay הקטלניות תוצאה אופיינית לassay עיכוב / הקטלניות התפתחותית מודגמת באיורי 1 א ו 1 ב. כאשר חיות בר מסוג בקבוצת הביקורת גדלו השלב הרה להולדת למבוגרים (איור 1 א), חיות בר מהסוג שנחשפו לקל...

Watch this Scientific Journal Video about Methods for Studying the Mechanisms of Action of Antipsychotic Drugs in Caenorhabditis elegans at JoVE.com

Methods for Studying the Mechanisms of Action of Antipsychotic Drugs in Caenorhabditis elegans

גישות לבדיקת ההשפעות של תרופות אנטיפסיכוטיות (APDs) בelegans Caenorhabditis הם הפגינו. מבחני מתוארים לבדיקת השפעות תרופה בפיתוח וכדאיות ועל קצב שאיבת בלוע. שיטות אלה חלות גם על ניסויי pharmacogenetic עם כיתות סמים אחרות מאשר APDs.

שיטות לחקר מנגנוני פעולה של אנטי פסיכוטיות סמים ב<em&gt; Elegans Caenorhabditis</em

Caenorhabditis elegans is a simple genetic organism amenable to  large-scale forward and reverse genetic screens and chemical genetic screens. The C.  ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Methods for Studying the Mechanisms of Action of Antipsychotic Drugs in Caenorhabditis elegans

Mouse in Utero Electroporation: Controlled Spatiotemporal Gene Transfection

Mouse in Utero Electroporation: Controlled Spatiotemporal Gene Transfection

עכבר בתוך הרחם Electroporation: ג&#39;ין מבוקרת transfection Spatiotemporal

In order to understand the function of genes expressed in specific region of the developing brain, including signaling molecules and axon guidance ...

Direct Intraventricular Delivery of Drugs to the Rodent Central Nervous System

משלוח תוך חדרי ישיר של תרופות למערכת העצבים המרכזית מכרסם

Due to an inability to cross the blood brain barrier, certain drugs need to be directly delivered into the central nervous system (CNS). Our lab focuses ...

A Caenorhabditis elegans Model System for Amylopathy Study

A Caenorhabditis elegans Model System for Amylopathy Study

<em&gt; Elegans Caenorhabditis</em&gt; מערכת מודל לחקר Amylopathy

Amylopathy is a term that describes abnormal synthesis and accumulation of amyloid beta (A&beta;) in tissues with time. A&beta; is a hallmark of ...

Whole Mount Immunolabeling of Olfactory Receptor Neurons in the Drosophila Antenna

Whole Mount Immunolabeling of Olfactory Receptor Neurons in the Drosophila Antenna

הר immunolabeling השלם של חוש הריח קולטן נוירונים<em&gt; דרוזופילה</em&gt; אנטנה

Odorant molecules bind to their target receptors in a precise and coordinated manner. Each receptor recognizes a specific signal and relays this ...

An Assay for Measuring the Effects of Ethanol on the Locomotion Speed of Caenorhabditis elegans

An Assay for Measuring the Effects of Ethanol on the Locomotion Speed of Caenorhabditis elegans

Assay למדידת ההשפעות של אתנול במהירות התנועה של<em&gt; Elegans Caenorhabditis</em

Alcohol use disorders are a significant public health concern, for which there are few effective treatment strategies. One difficulty that has delayed the ...

Agarose Microchambers for Long-term Calcium Imaging of Caenorhabditis elegans

Agarose Microchambers for Long-term Calcium Imaging of Caenorhabditis elegans

Microchambers agarose לסידן הדמיה לטווח ארוך של<em&gt; Elegans Caenorhabditis</em

Behavior is controlled by the nervous system. Calcium imaging is a straightforward method in the transparent nematode Caenorhabditis elegans to measure ...

Novel Metrics to Characterize Embryonic Elongation of the Nematode Caenorhabditis elegans

Novel Metrics to Characterize Embryonic Elongation of the Nematode Caenorhabditis elegans

מדדי רומן לאפיון התארכות עוברית של נמטודות<em&gt; Elegans Caenorhabditis</em

Dissecting the signaling pathways that control the alteration of morphogenic processes during embryonic development requires robust and sensitive metrics. ...

A Caenorhabditis elegans Nutritional-status Based Copper Aversion Assay

A Caenorhabditis elegans Nutritional-status Based Copper Aversion Assay

א<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt; מצב תזונתיים מבוססי Assay Assersion

To ensure survival, organisms must be capable of avoiding unfavorable habitats while ensuring a consistent food source. Caenorhabditis elegans alter their ...

Ratiometric Calcium Imaging of Individual Neurons in Behaving Caenorhabditis Elegans

Ratiometric Calcium Imaging of Individual Neurons in Behaving Caenorhabditis Elegans

סידן רציומטרי הדמיה של נוירונים בודדים ב מתנהג Caenorhabditis Elegans

It has become increasingly clear that neural circuit activity in behaving animals differs substantially from that seen in anesthetized or immobilized ...

Imaging Dendritic Spines in Caenorhabditis elegans

Imaging Dendritic Spines in Caenorhabditis elegans

הדמיה של קוצים דנדריטיים בקאנורהבדיטיס אלגנס

Dendritic spines are specialized sites of synaptic innervation modulated by activity and serve as substrates for learning and memory. Recently, dendritic ...