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

Die Autoren haben nichts zu offenbaren.

1. Montage des Schlaggerätes ( Bild 1 ) <ol><li> Den Kolben aus einer 1 ml Tuberkulinspritze entfernen. Schneiden Sie das Fass auf die 1-ml-Marke. </li><li> Eine Aerosolbarriere (3 mm Höhe x 4 mm Durchmesser) von einer 200 μl Pipettenspitze entfernen und als Impaktor verwenden. Legen Sie den Impaktor in den Spritzenzylinder. Ziehen Sie vorsichtig den Fass, um den Schlagkörper zum Spitzenende zu bewegen, wobei die flache Seite die Düsenöffnung bedeckt. </li><li> Befestigen Sie das Fa...

<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. 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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. 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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>

Tiermodelle, die CTE-Merkmale, wie neurophysiologische Veränderungen, neuropathologische Kennzeichen und neurobehaviorale Defizite, treu modellieren, sind für die Aufdeckung von Krankheitsmechanismen und für die Entwicklung diagnostischer und therapeutischer Ziele unerlässlich. Es ist verständlich, dass kein Tiermodell einer menschlichen Erkrankung perfekt ist, um alle klinisch relevanten Endpunkte nachzuahmen. Allerdings glauben wir, dass ein robustes CTE-Modell die folgenden drei Anforderungen erfüllen sollte: (...

Chronische Traumatische Enzephalopathie (CTE) wurde vor kurzem als eine deutliche neurodegenerative Erkrankung, getrennt von anderen Tauopathien wie Alzheimer-Krankheit 1 erkannt. Im Gegensatz zu Alzheimer-Krankheit und anderen üblichen Tauopathien, deren wichtigste Risikofaktoren das Alter und eine Familiengeschichte der Demenz vorantreiben, bedeutet CTE, wie durch seinen Namen angedeutet, eine enge Verbindung mit einer Geschichte des Hirntraumas, die höchstwahrscheinlich bei Sportsportlern, Wie Boxer und Fußballspieler, sowie in Militärveteranen 2 , 3 , 4 , 5 . Es wird angenommen, dass sie durch wiederholte, konkurrierende und unerschütterliche Schläge zum Kopf initiiert wird. Patienten können Symptome und Anzeichen wie kognitive Defizite, Stimmungs- und Verhaltensänderungen und Bewegungsdysfunktion darstellen, die sich mit der Alzheimer-Krankheit signifikant überschneiden, frontotemporalDemenz, Lewy-Körper-Demenz und Parkinson-Krankheit 6 . Im Gegensatz dazu zeigen post-mortem-Untersuchungen des Hirngewebes ein deutliches Muster der hyperphosphorylierten Tau-Akkumulation, die kleine Blutgefäße in den Tiefen der kortikalen Sulci umgibt, ein pathognomonisches Merkmal, das bei den anderen degenerativen Zuständen nicht beobachtet wurde 7 . Allerdings ist bislang wenig über die Pathogenese bekannt, die zu einer Manifestation der Krankheit führt. Dies ist zum großen Teil auf das Fehlen eines treuen Tiermodells zurückzuführen - erst vor kurzem wurden Nagetiermodelle erzeugt 5 , 8 . Diese Modellorganismen haben die Nachteile einer kostenintensiven Versorgung und einer relativ langen Lebensdauer, die sich nicht für neurodegenerative Krankheitsstudien eignen. Im Vergleich zu Säugetier-Pendants sind wirbellose Tiere wie Drosophila eine hervorragende Alternative mit ihrer kostengünstigen Instandhaltung,Umfangreiche Werkzeuge zum Sezieren von genetischen Determinanten und relativ kurzer Lebensdauer 9 . Bemerkenswert ist, dass fliege und menschliche Gehirne evolutionär konservierte molekulare und zelluläre Wege sowie anatomische Ähnlichkeiten 10 , 11 , 12 teilen. Zwei geniale Drosophila- Modelle zur Untersuchung traumatischen Hirnverletzungen wurden bisher 13 , 14 gemeldet. Das erste von Katzenberger und Kollegen entworfene &quot;High Impact Trauma&quot; (HIT) -Gerät enthielt frei bewegende Fliegen in einer Plastikfläschchen, die an das freie Ende einer Metallfeder 13 , 15 gebunden war. Als die Plastikfläschchen aufrecht und freigegeben wurde, schlug sie ein Polyurethan-Pad und verlieh den Fliegen ein Trauma, als sie auf die Fläschchenwand prallten und sich erholten. Im Gegensatz dazu haben Barekat und Kollegen eine andere Auslieferungsmethode entworfenDie Omni Perle Ruptor-24 Homogenisatorplattform 14 . Fliegen wurden mit CO 2 unfähig und in ein 2 mL Schraubverschlussrohr gegeben, das an dem Homogenisator befestigt war und vorprogrammierten Schüttelbedingungen unterworfen wurde. Ein Vorteil der Verwendung des Gewebe-Homogenisatorsystems ist, dass der Experimentator die Intensität der Verletzung, die Dauer der Verletzung und die Anzahl der Verletzungskämpfe modulieren könnte. Allerdings leiden beide Regime den gleichen Nachteil: Primäre Verletzungen des Kopfes werden zufällig in Bezug auf die Auswirkungen Lage und Stärke zugefügt. Darüber hinaus führten beide Methoden zu einer beträchtlichen Mortalität, die durch unvermeidliche Kollateralschäden an anderen Körperteilen und inneren Organen verursacht wurde. Hier beschreiben wir eine neuartige Methode, um mTBI in Fruchtfliegen zu induzieren. Unser Gerät besteht aus einem gasbetriebenen ballistischen Impaktor. Im Vergleich zu den bestehenden Drosophila Modellen 14 , 15 hat unsere Methode den einzigartigen Vorteil, Messungen zu liefernDie nur auf den frei beweglichen Fliegenkopf gerichtet ist, so dass die genaue Steuerung verschiedener Faktoren, wie zB Einflussschwere, das Zeitintervall zwischen den Auswirkungen und die Gesamtzahl der anhaltenden Auswirkungen ermöglicht wird.

<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

Chronische traumatische Enzephalopathie (CTE) ist eine etablierte neurodegenerative Erkrankung, die eng mit der Exposition gegenüber repetitiver milder Traumatischer Hirnverletzung (mTBI) assoziiert ist. Die Mechanismen, die für ihre komplexen pathologischen Veränderungen verantwortlich sind, bleiben trotz eines kürzlichen Konsenses, um die neuropathologischen Kriterien zu definieren, weitgehend schwer. Hier beschreiben wir eine neuartige Methode, um ein Modell des CTE in Drosophila melanogaster ( Drosophila ) zu entwickeln, um die Schlüsselgene und Wege zu identifizieren, die zu der charakteristischen hyperphosphorylierten Tauakkumulation und dem neuronalen Tod im Gehirn führen. Einstellbare Festigkeitsstöße, um eine leichte, verletzte Verletzung zuzufügen, werden direkt an den Fliegenkopf abgegeben, wobei der Kopf einer schnellen Beschleunigung und Verzögerung ausgesetzt wird. Unsere Methode eliminiert die potenziellen Probleme, die mit anderen Drosophila- MTBI-Modellen verbunden sind ( zB kann der Todesfall durch Schäden verursacht werdenAndere Körperteile oder innere Organe). Die weniger arbeits- und kostenintensive Tierpflege, die kurze Lebensdauer und umfangreiche genetische Werkzeuge machen die Fruchtfliegen ideal, um die CTE-Pathogenese zu untersuchen und es möglich zu machen, großflächige, genomweit vorwärts genetische und pharmakologische Bildschirme durchzuführen. Wir gehen davon aus, dass die laufende Charakterisierung des Modells wichtige mechanistische Erkenntnisse über Krankheitsverhütung und therapeutische Ansätze generieren wird.

Um ein CTE-Modell mit erwachsenen Drosophila zu etablieren , haben wir die Wirksamkeit unseres Gerätes bei der Vermeidung einer einzigen geschlossenen Verletzung festgestellt. Um die Variationen in Bezug auf Genotyp, Geschlecht oder Alter zu beseitigen, haben wir im Experiment 2-tägige Canton-S WT weibliche Fliegen verwendet. Wir konnten die Festigkeit des Impaktors leicht kontrollieren, indem wir die Strömungsgeschwindigkeit von CO 2 bei einem konstanten Gasdruck ...

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A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Hier beschreiben wir einen neuen Ansatz, um in Drosophila melanogaster eine geschlossene traumatische Hirnverletzung zuzufügen. Unsere Methode hat den Vorteil, direkt wiederkehrende Stöße mit einstellbarer Kraft auf den Kopf allein zu liefern. Eine weitere Erforschung des wirbellosen Systems wird dazu beitragen, die Pathogenese der chronischen traumatischen Enzephalopathie zu erhellen.

Eine neuartige Methode zur Modellierung chronisch traumatischer Enzephalopathie in<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

Neuartige Geräte und Verfahren zur Drug Reinforcement

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

Forschung

Neurowissenschaften

Lateral Fluid Percussion: Model of Traumatic Brain Injury in Mice

Lateral Fluid-Percussion: Modell Schädel-Hirn-Verletzungen in Mäuse

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

Methoden zur Charakterisierung Spontan und Startle-induzierte Locomotion in einer Rotenon-induzierten Parkinson-Krankheit Modell der<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

Quantitative Analyse der Kletter Defekte in einem Drosophila Modell von neurodegenerativen Erkrankungen

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

Eine Methode, um geschlossene Kopftraumatische Hirnverletzung in Verursacht<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

Aufzeichnung von EEG in frei bewegten neonatalen Ratten mit einer neuartigen Methode

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

Neuartige Assay für kalte Nozizeption in<em&gt; Drosophila</em&gt; Larvae

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

Eine neuartige In-vitro- Modell von traumatischen Hirnverletzungen Blast

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

Auswirkungen der Explosion-induzierte Neurotrauma auf Druck Nagetier mittlerer Hirnarterien

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

Construction and Implementation of Carbon Fiber Microelectrode Arrays for Chronic and Acute In Vivo Recordings

Construction and Implementation of Carbon Fiber Microelectrode Arrays for Chronic and Acute In Vivo Recordings

Konstruktion und Implementierung von Kohlefaser-Mikroelektroden-Arrays für chronische und akute In-vivo-Aufnahmen

Multichannel electrode arrays offer insight into the working brain and serve to elucidate neural processes at the single-cell and circuit levels. ...