Name: a novel method to model chronic traumatic encephalopathy in drosophila
Uploaded: 2017-07-04T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila at JoVE.com

Forfatterne har intet at afsløre.

1. Montering af strejkeapparatet ( figur 1 ) <ol><li> Fjern stemplet fra en 1 ml tuberkulinsprøjte. Skær tønde på 1 ml mærket. </li><li> Fjern en aerosolbarriere (3 mm højde x 4 mm diameter) fra en 200 μL pipettespids, og brug den som en slaghjul. Placer støtfangeren inde i sprøjtecylinderen. Tryk forsigtigt på tønderen for at bevæge slaghjulet til spidsenden, med den flade side, der dækker dyseåbningen. </li><li> Fastgør tønde-spidsenden til plastrør, der er forbundet me...

<ol>
	<li>McKee, A. 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=The+first+NINDS/NIBIB+consensus+meeting+to+define+neuropathological+criteria+for+the+diagnosis+of+chronic+traumatic+encephalopathy.">The first NINDS/NIBIB consensus meeting to define neuropathological criteria for the diagnosis of chronic traumatic encephalopathy.</a> Acta Neuropathol. 131, 75-86 (2016).</li><li>Martland, H. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Punch+drunk.">Punch drunk.</a> JAMA. 91 (15), 1103-1107 (1928).</li><li>Millspaugh, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dementia+pugilistica.">Dementia pugilistica.</a> US Naval Med Bull. 35, 297-303 (1937).</li><li>Omalu, B. I., 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=Chronic+traumatic+encephalopathy+in+a+national+football+league+player:+part+II.">Chronic traumatic encephalopathy in a national football league player: part II.</a> Neurosurgery. 59 (5), 1086-1092 (2006).</li><li>Goldstein, L. 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=Chronic+traumatic+encephalopathy+in+blast-exposed+military+veterans+and+a+blast+neurotrauma+mouse+model.">Chronic traumatic encephalopathy in blast-exposed military veterans and a blast neurotrauma mouse model.</a> Sci Transl Med. 4 (134), (2012).</li><li>Mez, J., Stern, R. A., McKee, A. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chronic+traumatic+encephalopathy:+where+are+we+and+where+are+we+going?.">Chronic traumatic encephalopathy: where are we and where are we going?.</a> Curr Neurol Neurosci Rep. 13 (12), 407 (2013).</li><li>McKee, A. 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=The+spectrum+of+disease+in+chronic+traumatic+encephalopathy.">The spectrum of disease in chronic traumatic encephalopathy.</a> Brain. 136 (Pt 1), 43-64 (2013).</li><li>Petraglia, A. L., 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=The+spectrum+of+neurobehavioral+sequelae+after+repetitive+mild+traumatic+brain+injury:+a+novel+mouse+model+of+chronic+traumatic+encephalopathy.">The spectrum of neurobehavioral sequelae after repetitive mild traumatic brain injury: a novel mouse model of chronic traumatic encephalopathy.</a> J Neurotrauma. 31 (13), 1211-1224 (2014).</li><li>Hirth, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Drosophila+melanogaster+in+the+study+of+human+neurodegeneration.">Drosophila melanogaster in the study of human neurodegeneration.</a> CNS Neurol Disord Drug Targets. 9 (4), 504-523 (2010).</li><li>Littleton, J. T., Ganetzky, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ion+channels+and+synaptic+organization:+analysis+of+the+Drosophila+genome.">Ion channels and synaptic organization: analysis of the Drosophila genome.</a> Neuron. 26 (1), 35-43 (2000).</li><li>Appel, L. F., 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=The+Drosophila+Stubble-stubbloid+gene+encodes+an+apparent+transmembrane+serine+protease+required+for+epithelial+morphogenesis.">The Drosophila Stubble-stubbloid gene encodes an apparent transmembrane serine protease required for epithelial morphogenesis.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 90 (11), 4937-4941 (1993).</li><li>Piyankarage, S. C., Featherstone, D. E., Shippy, 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=Nanoliter+hemolymph+sampling+and+analysis+of+individual+adult+Drosophila+melanogaster.">Nanoliter hemolymph sampling and analysis of individual adult Drosophila melanogaster.</a> Anal Chem. 84 (10), 4460-4466 (2012).</li><li>Katzenberger, R. J., 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+Drosophila+model+of+closed+head+traumatic+brain+injury.">A Drosophila model of closed head traumatic brain injury.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 110 (44), E4152-E4159 (2013).</li><li>Barekat, A., 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=Using+Drosophila+as+an+integrated+model+to+study+mild+repetitive+traumatic+brain+injury.">Using Drosophila as an integrated model to study mild repetitive traumatic brain injury.</a> Sci Rep. 6, 25252 (2016).</li><li>Katzenberger, R. J., 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+Method+to+Inflict+Closed+Head+Traumatic+Brain+Injury+in+Drosophila.">A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila.</a> J Vis Exp. (e52905), (2015).</li><li>Branson, K., Robie, A. A., Bender, J., Perona, P., Dickinson, M. H. <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+ethomics+in+large+groups+of+Drosophila.">High-throughput ethomics in large groups of Drosophila.</a> Nat Methods. 6 (6), 451-457 (2009).</li><li>Straw, A. D., Dickinson, M. H., 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=Motmot,+an+open-source+toolkit+for+realtime+video+acquisition+and+analysis.">Motmot, an open-source toolkit for realtime video acquisition and analysis.</a> Source Code Biol Med. 4 (5), 1-10 (2009).</li><li>Talavage, T. M., 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=Functionally-detected+cognitive+impairment+in+high+school+football+players+without+clinically-diagnosed+concussion.">Functionally-detected cognitive impairment in high school football players without clinically-diagnosed concussion.</a> J Neurotrauma. 31 (4), 327-338 (2014).</li><li>Theadom, A., 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=Frequency+and+impact+of+recurrent+traumatic+brain+injury+in+a+population-based+sample.">Frequency and impact of recurrent traumatic brain injury in a population-based sample.</a> J Neurotrauma. 32 (10), 674-681 (2015).</li><li>Drobysheva, D., 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=An+optimized+method+for+histological+detection+of+dopaminergic+neurons+in+Drosophila+melanogaster.">An optimized method for histological detection of dopaminergic neurons in Drosophila melanogaster.</a> J Histochem Cytochem. 56 (12), 1049-1063 (2008).</li></ol>

Dyremodeller, der trofastmodellerer CTE-funktioner, herunder neurofysiologiske ændringer, neuropatologiske karakteristika og neurobehavioral underskud, er afgørende for at afdække sygdomsmekanismer og til udvikling af diagnostiske og terapeutiske mål. Det er forståeligt, at ingen dyremodel af en human sygdom er perfekt til at efterligne alle klinisk relevante endepunkter. Vi mener imidlertid, at en robust CTE-model skal opfylde følgende tre krav: (1) Virkningen skal anvendes direkte på et hoved, der har en intakt...

Kronisk traumatisk encefalopati (CTE) er for nylig blevet anerkendt som en særskilt neurodegenerativ lidelse, adskilt fra andre tauopatier som Alzheimers sygdom 1 . I modsætning til Alzheimers sygdom og andre almindelige tauopatier - hvis vigtigste risikofaktorer er stigende alder og en familiehistorie af demens, indebærer CTE, som det angives af dets navn, en nær tilknytning til en historie med hjernetrauma, som sandsynligvis ses hos kontaktsporter, Såsom boksere og fodboldspillere, såvel som i militære veteraner 2 , 3 , 4 , 5 . Det antages at blive initieret af gentagne hjerteblok og underkoncussive slag til hovedet. Patienter kan frembyde symptomer og tegn som kognitive underskud, humørsvingninger og adfærdsændringer og bevægelsesdysfunktion, som overlapper signifikant med Alzheimers sygdom, frontotemporalDemens, Lewy body demens og Parkinsons sygdom 6 . I modsætning hertil afslører post mortem undersøgelser af hjernevæv et klart mønster af hyperphosphoryleret tau akkumulering omkring små blodkar ved dybden af ​​cortical sulci, en pathognomonic funktion ikke observeret i de andre degenerative tilstande 7 . Hidtil er der meget lidt kendt om patogenesen, der fører til sygdoms manifestation. Dette skyldes i høj grad manglen på en trofast dyremodel. Kun for nylig er der blevet produceret gnavermodeller 5 , 8 . Disse modelorganismer har ulemperne ved kost-intensiv pleje og et relativt lang levetid, som ikke er velegnede til neurodegenerative sygdomsundersøgelser. Sammenlignet med pattedyrs modstykker er hvirvelløse dyr som Drosophila et fremragende alternativ med deres omkostningseffektive vedligeholdelse,Omfattende værktøjer til dissektering af genetiske determinanter og relativt kort levetid 9 . Bemærkelsesværdigt deler flyve og menneskelige hjerner evolutionært konserverede molekylære og cellulære veje såvel som anatomiske ligheder 10 , 11 , 12 . To geniale Drosophila modeller til at studere traumatisk hjerneskade er blevet rapporteret tidligere 13 , 14 . Den første &quot;High Impact Trauma&quot; (HIT) -enhed designet af Katzenberger og kolleger indeholdt frie bevægelige fluer i et plastik hætteglas, der var bundet til den frie ende af en metalfjeder 13 , 15 . Når plastikflasken hældtes oprejst og frigjort, ramte den en polyurethanplade og gav traume til fluerne, da de sprang til hætteglassets væg og genopstod. I modsætning hertil designet Barekat og kolleger en anden leveringsmetode osI Omni Bead Ruptor-24 homogeniseringsplatformen 14 . Fluer var uarbejdsdygtige med CO 2 og anbragt i et 2 ml skruetæksrør, der blev fastgjort til homogenisatoren og underkastet forprogrammerede rystningsbetingelser. En fordel ved at bruge vævshomogenisatorsystemet er, at eksperimentet kunne modulere intensiteten af ​​skade, varighed af skade og antal skader. Imidlertid har begge regimer den samme ulempe: primære skader på hovedet er tilfældigt påført i forhold til placeringssted og styrke. Derudover resulterede begge metoder i betydelig dødelighed forårsaget af uundgåelig sikkerhedsskade på andre dele af kroppen og indre organer. Her beskriver vi en ny metode til at inducere mTBI i frugt fluer. Vores apparat består af en gasdrevet ballistisk slaghjul. Sammenlignet med de eksisterende Drosophila- modeller 14 , 15 har vores metode den unikke fordel ved at levere målingUrable påvirkning, der kun er rettet mod det frie bevægelige flyvehoved, hvilket gør det muligt at foretage nøjagtig kontrol af forskellige faktorer, såsom slaglængde, tidsintervallet mellem påvirkninger og det samlede antal påvirkede påvirkninger.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="692">
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Aerosol Barrier</td>
			<td style="width:151px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1120-8810</td>
			<td style="width:207px;">Used as an impactor</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">200 ul Pipette Tip</td>
			<td style="width:151px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1111-0706</td>
			<td>Used as a fly head holder</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">1000 ul Pipette Tip</td>
			<td style="width:151px;">USA Scientific</td>
			<td style="width:119px;">1122-1830</td>
			<td>Used as a connector</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">1 ml Tuberculin Syringe</td>
			<td style="width:151px;">Becton Dickinson</td>
			<td style="width:119px;">309625</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">60 mm Petri Dishes</td>
			<td style="width:151px;">Fisher Scientific</td>
			<td>FB0875713A</td>
			<td>Used as a tracking arenas</td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Flow Regulator</td>
			<td>Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">59-122WC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Standard Clamp Holder/stand</td>
			<td style="width:151px;">EISCO Scientific</td>
			<td style="width:119px;">CH0688</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Fine Brush</td>
			<td style="width:151px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">59-204</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Flypad</td>
			<td style="width:151px;">Genesee Scientific</td>
			<td style="width:119px;">59-114</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">Sylgard Silicone Elastomer</td>
			<td style="width:151px;">Dow Corning</td>
			<td>4019862</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">CCD Camera</td>
			<td style="width:151px;">Microsoft&#160;</td>
			<td style="width:119px;">HD-5000</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Ctrax Walking Fly Tracker</td>
			<td style="width:151px;">Caltech</td>
			<td style="width:119px;">Ctrax 0.2.11</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:216px;">MATLAB Image Processing Toolbox</td>
			<td style="width:151px;">MATLAB</td>
			<td style="width:119px;">R2015b</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a novel method to model chronic traumatic encephalopathy in drosophila

Kronisk traumatisk encefalopati (CTE) er en etableret neurodegenerativ sygdom, der er tæt forbundet med eksponering for gentagne milde traumatiske hjerneskade (mTBI). De mekanismer, der er ansvarlige for dets komplekse patologiske ændringer, forbliver stort set uvæsentlige, på trods af en ny konsensus om at definere de neuropatologiske kriterier. Her beskriver vi en ny metode til at udvikle en model af CTE i Drosophila melanogaster ( Drosophila ) i et forsøg på at identificere nøglegener og veje, der fører til den karakteristiske hyperphosphorylerede tauakkumulering og neuronal død i hjernen. Justerbar styrke påvirkning for at forårsage mild lukket skade leveres direkte til flyvehovedet, idet hovedet udsættes for hurtig acceleration og deceleration. Vores metode eliminerer de potentielle problemer, der er forbundet med andre Drosophila mTBI-modeller ( f.eks. Kan dyredød induceres ved beskadigelse afAndre dele af kroppen eller til indre organer). Den mindre arbejdskraft- og omkostningskrævende dyrepleje, kort levetid og omfattende genetiske værktøjer gør frugtflyven ideel til at studere CTE-patogenese og gøre det muligt at udføre storskala, genomgående fremadrettede genetiske og farmakologiske skærme. Vi forventer, at den igangværende karakterisering af modellen vil skabe vigtige mekaniske indsigter om sygdomsforebyggelse og terapeutiske tilgange.

For at etablere en CTE-model ved hjælp af voksen Drosophila , fastslog vi effektiviteten af ​​vores enhed ved at forårsage en enkelt lukkede hovedskader. For at eliminere variationer relateret til genotype, køn eller alder anvendte vi 2-dages gamle Canton-S WT kvindelige fluer i eksperimentet. Vi kunne nemt styre slagstyrken ved at regulere strømningshastigheden af ​​CO 2 ved et konstant gastryk på 100 kPa. Fluer udsat for en enkelt strejke ved den højes...

Watch this Scientific Journal Video about A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila at JoVE.com

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Her beskriver vi en ny metode til at forårsage traumatisk hjerneskade i lukkede hoved i Drosophila melanogaster . Vores metode har den fordel at direkte levere gentagne påvirkninger med justerbar styrke til hovedet alene. Yderligere udforskning af hvirvelløse system vil bidrage til at belyse patogenesen af ​​kronisk traumatisk encefalopati.

En ny metode til at modellere kronisk traumatisk encephalopati i<em&gt; Drosophila</em

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic ...

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Novel Apparatus and Method for Drug Reinforcement

Animal models of reinforcement have proven to be useful for understanding the neurobiological mechanisms underlying drug addiction.  Operant drug ...

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Traumatic brain injury (TBI) research has attained renewed momentum due to the increasing awareness of head injuries, which result in morbidity and ...

Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

Methods to Characterize Spontaneous and Startle-induced Locomotion in a Rotenone-induced Parkinson's Disease Model of Drosophila

Metoder til karakterisering Spontan og overraske-induceret Locomotion i en Rotenon-induceret Parkinsons sygdom Model<em&gt; Drosophila</em

Parkinson&#8217;s disease is a neurodegenerative disorder that results from the degeneration of dopaminergic neurons in the central nervous system, ...

Quantitative Analysis of Climbing Defects in a Drosophila Model of Neurodegenerative Disorders

Kvantitativ analyse af Klatring Defekter i en Drosophila Model af neurodegenerative lidelser

Locomotive defects resulting from neurodegenerative disorders can be a late onset symptom of disease, following years of subclinical degeneration, and ...

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

En metode til at påføre lukket hoved traumatisk hjerneskade i<em&gt; Drosophila</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

Recording EEG in Freely Moving Neonatal Rats Using a Novel Method

Optagelse af EEG i frit bevægende neonatale rotter ved hjælp af en ny metode

EEG is a useful method to detect electrical activity in the brain. Moreover, it is a widely used diagnostic tool for various neurological conditions, such ...

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Novel Assay for Cold Nociception in Drosophila Larvae

Novel analyse for Cold Nociception i<em&gt; Drosophila</em&gt; Larver

How organisms sense and respond to noxious temperatures is still poorly understood. Further, the mechanisms underlying sensitization of the sensory ...

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

A Novel In Vitro Model of Blast Traumatic Brain Injury

En roman In Vitro Model af Blast traumatisk hjerneskade

Traumatic brain injury is a leading cause of death and disability in military and civilian populations. Blast traumatic brain injury results from the ...

Effects of Blast-induced Neurotrauma on Pressurized Rodent Middle Cerebral Arteries

Virkningerne af Blast-induceret Neurotrauma på trykisoleret gnaver midt cerebrale arterier

Though there have been studies on the histopathological and behavioral effects of blast exposure, fewer have been dedicated to blast&#39;s cerebral ...