Name: methods for studying the mechanisms of action of antipsychotic drugs in caenorhabditis elegans
Uploaded: 2014-02-04T14:00:00
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作品は、NIH臨床科学開発賞K08NS002083、Shervertフレイジャー研究所グラント、そしてエドガー·A.ビュトナーにNARSAD若手研究者賞によってサポートされていました。

1。発達遅延/致死アッセイ：野生型（N2）と2つの突然変異（MUT1とMUT2）株を12ウェルプレートに三クロザピン濃度で試験されています<ol><li> 1日目に、（直径2cmの各ウェル）を12ウェルプレートの各ウェルに2ミリリットルNGM培地10を入れ、一晩、室温（RT）にてベンチ上で硬化することを可能にする。同じ日、一晩220 rpmで回転で50ミリリットルのLB液のボトルに感染、 ?...

<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>

ここでは、C.の開発および動作上のAPDの効果を試験するための方法を記載虫 。薬物は水に比較的不溶性であるため、DMSO又はエタノール、クロザピンを溶解するために使用される。溶媒は、C.に影響を与えることが報告されているので、 エレガンス生物 12は 、DMSO単独またはエタノール単独の対照群は、必須である。私たちのアッセイで使用のDMSOの最?...

線虫（Caenorhabditis elegans）は、大規模、順方向および逆方向遺伝子スクリーニング、化学遺伝学的スクリーニングを受けやすいシンプルな遺伝的生物である。C.エレガンスは、生物活性化合物の広いスペクトルに敏感であり、したがってそのような化合物の種々の作用メカニズムを定義するために首尾よく使用されている。例えば、生物活性化合物は、アセチルコリン受容体アゴニスト（ 例えばレバミゾール、ニコチン、モランテル、およびピランテル）、麻酔薬（ 例えばハロタン）、カフェイン、コリンエステラーゼ阻害剤（ 例えばアルジカルブ、lannate、およびトリクロルホン）、フッ化物、GABA関連を含むワームの薬理遺伝学を用いて研究化合物（ 例えば 、GABAおよびムシモール）、イベルメクチン、パラコート、ホルボールエステル、およびセロトニン関連薬（ 例えばセロトニンおよびimiprimine）3。さらに、C.エレガンスは、新規生物活性化合物の発見を可能にする、大規模な小分子のスクリーニングに使用されているSおよび新規の遺伝子標的4の識別。 C.エレガンスゲノムは、神経伝達物質合成およびシナプスの構造および機能5に必要なタンパク質をコードする遺伝子を含む潜在的な抗精神病薬（APD）は、ヒトにおいて保存ターゲットを含む。このように、C.虫の神経遺伝とのAPDの新しい作用の分子メカニズムを発見するための神経生物学の提供方法。線虫では、APDの露出は開発の初期段階で発育遅延、および高濃度で、致死2,6を生成します。成人期のAPDの暴露は、行動の表現型を生成します。例えば、クロザピン露出が移動し、咽頭ポンプを阻害し、1,2,7産卵を強化します。 APD誘発性発達遅延と致死は、大規模な化学遺伝学的スクリーニングのための強力な表現型である。これらの表現は、これまでのところ、彼らはおそらく、複数の細胞および遺伝バシを持っているように複雑でS。したがって、このような遺伝子スクリーニングは、間接薬物標的の様々もたらすことが期待される。しかし、私たちの研究室では、候補遺伝子の画面およびAPD誘発性発達遅延と致死性の抑制のためのゲノムワイドなRNAiスクリーニングを実施しており、成功しそうドーパミン、インスリン、およびニコチン性アセチルコリン受容体2,8を含む直接の標的をコードする遺伝子を回復しました。成人におけるAPD誘発の行動に基づいた遺伝子スクリーニングはまた、新規のAPD標的の同定につながっている、と我々は今、哺乳類7の発達と行動の両方の画面からターゲットを検証する。このように、APDの作用の新たな分子メカニズムを発見する無脊椎動物の化学遺伝学的ア ​​プローチは、5,8実現可能であるように思われる。 C.エレガンスの咽頭20ニューロン、20筋細胞および基底膜により包まれた20アクセサリー細胞を含む器官である。哺乳類の心臓と同様に、咽頭、自律AですND絶えず外部環境から9に食べ物を圧送する。レート妥協食品摂取をポンピング咽頭の阻害、したがって、咽頭ポンプを阻害変異または薬は発達遅延が発生したり、9を逮捕。 APDは、開発および生存率1,2に対する効果についての部分で占め、咽頭ポンピング速度を阻害する。ここでは、線虫の開発および咽頭ポンピングするための薬物アッセイを実証する例として、非定型のAPDクロザピンを使用しています。

<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

線虫（Caenorhabditis elegans）は、前方、大規模に従順と遺伝子スクリーニング、化学遺伝学的スクリーニングを逆に単純な遺伝的生物である。 C.エレガンスゲノムは、神経伝達物質合成およびシナプスの構造および機能に必要なタンパク質をコードする遺伝子を含む潜在的な抗精神病薬（APD）は、ヒトにおいて保存ターゲットを含む。 APD露光は、濃度依存的に、線虫において発達遅延および/または致死性を生じる。これらの表現型は、咽頭のポンピング1,2のAPD誘導阻害によって部分的に引き起こされる。このため、発生表現型は神経遮断薬の薬理遺伝学的研究のためには有用なものに、神経筋基盤を持っています。ここでは、線虫の開発および咽頭ポンプ上のAPDの影響をテストするための詳細な手順を示しています。発達のアッセイのために、同期化された胚は、線虫の成長培地のAPDを含有する（NGM）プレート、および肛門の開発段階に配置されているMALSは、その後毎日採点されます。咽頭ポンピング速度アッセイのために、若い成人の動物はAPDのを含むNGMプレート上でテストされて上演した。単位時間当たりの咽頭ポンプの数が記録され、ポンピング速度を算出する。これらのアッセイは、小分子または大分子であっても他の多くのタイプを研究するために使用することができる。

1。発達遅延/致死アッセイ結果発達遅延/致死性アッセイのための典型的な結果を図1aおよび1bに示されている。対照群の野生型動物が妊娠成体段階（ 図1a）まで成長したら、クロザピンに露出野生型動物は死んだ（ 図1b）。図1c、比較の代表的な結果を示している若い幼虫期に残っているか、あるサプレッサー変異体（MU...

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

線虫（Caenorhabditis elegans）における抗精神病薬（APDの）の影響をテストするためのアプローチが実証されています。アッセイを開発および生存に咽頭のポンピング速度に対する薬物の効果を試験するために記載されている。これらの方法は、APDの以外の薬剤クラスと薬理遺伝学的実験に適用可能である。

抗精神病薬の作用のメカニズムを研究するための方法<em&gt;線虫（Caenorhabditis elegans）</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

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マウス子宮内でエレクトロポレーション：制御時空間遺伝子導入

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

齧歯中枢神経系への薬物の直接脳室内デリバリー

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

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A<em&gt;線虫（Caenorhabditis elegans）</emAmylopathyの研究のための&gt;モデルシステム

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

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における嗅覚受容ニューロンのホールマウント免疫標識<em&gt;ショウジョウバエ</em&gt;アンテナ

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

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の歩行速度に対するエタノールの効果を測定するためのアッセイ<em&gt;線虫（Caenorhabditis elegans）</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

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の長期カルシウムイメージングのためのアガロースマイクロチャンバー<em&gt;線虫（Caenorhabditis elegans）</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

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新規メトリックは、線虫の胚伸びを特徴づけるために、<em&gt;線虫（Caenorhabditis elegans）</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

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A<em&gt; Caenorhabditis elegans</em&gt;栄養状態ベースの銅回避アッセイ

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

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線虫の行動で個々 のニューロンのレシオ メトリック カルシウム イメージング

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

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カエノラブディティス・エレガンスにおける樹状突起棘のイメージング

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