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

Författarna har ingenting att avslöja.

1. Montering av strejkanordningen ( figur 1 ) <ol><li> Ta bort kolven från en 1 ml tuberkulinspruta. Klipp fatet på 1 ml märket. </li><li> Ta bort en aerosolbarriär (3 mm höjd x 4 mm diameter) från en 200 μl pipettspets och använd den som en stötfångare. Placera provkroppen inuti sprutkolven. Tryck försiktigt på fatet för att flytta stötfångaren till spetsänden, med den platta sidan som täcker munstycksöppningen. </li><li> Fäst tappänden på plaströret som är anslute...

<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>

Djurmodeller som trogen modellerar CTE-funktioner, inklusive neurofysiologiska förändringar, neuropatologiska kännetecken och neurobehavioralunderskott, är viktiga för att avslöja sjukdomsmekanismer och för att utveckla diagnostiska och terapeutiska mål. Det är förståeligt att ingen djurmodell av en mänsklig sjukdom är perfekt för att efterlikna alla kliniskt relevanta ändpunkter. Vi tror emellertid att en robust CTE-modell borde uppfylla följande tre krav: (1) Effekten måste tillämpas direkt på ett h...

Kronisk traumatisk encefalopati (CTE) har nyligen erkänts som en distinkt neurodegenerativ sjukdom, separat från andra tauopatier såsom Alzheimers sjukdom 1 . Till skillnad från Alzheimers sjukdom och andra vanliga tauopatier - vars viktigaste riskfaktorer fördjupar ålder och familjemedlemshistoria av demens, innebär CTE, som indikeras av dess namn, en nära association med en historia av hjärntrauma som troligen ses hos kontaktsporter, Som boxare och fotbollsspelare, liksom i militära veteraner 2 , 3 , 4 , 5 . Det är tänkt att initieras av upprepade hjärnskakande och subkoncussiva slag mot huvudet. Patienter kan presentera symtom och tecken som kognitiva underskott, förändringar i humör och beteende och rörelsedysfunktion, som överlappar signifikant med Alzheimers sjukdom, frontotemporalDemens, Lewy kropps demens och Parkinsons sjukdom 6 . Däremot avslöjar post mortem undersökningar av hjärnvävnad ett distinkt mönster av hyperfosforylerad tau-ackumulation som omger små blodkärl vid djupet av kortikala sulci, en patognomonisk egenskap som inte observeras i de andra degenerativa tillstånden 7 . Hittills är dock väldigt lite känt om patogenesen som leder till sjukdoms manifestation. Detta beror till stor del på bristen på en trogen djurmodell - bara nyligen har gnagare modeller genererats 5 , 8 . Dessa modellorganismer har nackdelarna med kostnadsintensiv vård och en relativt lång livslängd, som inte är väl lämpade för neurodegenerativa sjukdomsstudier. Jämfört med däggdjurs motsvarigheter är ryggradslösa djur som Drosophila ett utmärkt alternativ, med kostnadseffektivt underhåll,Omfattande verktyg för dissektering av genetiska determinanter och relativt kort livslängd 9 . Anmärkningsvärt delar flyga och mänskliga hjärnor evolutionärt konserverade molekylära och cellulära vägar, såväl som anatomiska likheter 10 , 11 , 12 . Två geniala Drosophila- modeller för att studera traumatisk hjärnskada har tidigare rapporterats 13 , 14 . Den första &quot;High Impact Trauma&quot; (HIT) -enheten som designats av Katzenberger och kollegor innehöll flyktiga flugor i en plastflaska som var bunden till den fria änden av en metallfjäder 13 , 15 . När plastflaskan lutades upprätt och släpptes slogs den på en polyuretanplatta och gav trauma till flugorna när de studsade till flaskans vägg och återstod. Däremot designade Barekat och kollegor en annan leveransmetod ossIng i Omni Bead Ruptor-24-homogeniseringsplattformen 14 . Fluor var oförmögna med CO2 och placerades i ett 2 ml skruvkapsrör som fästes på homogenisatorn och utsattes för förprogrammerade skakningsbetingelser. En fördel med att använda vävnadshomogenisatorsystemet är att försökspersonen kunde modulera intensiteten av skada, skadans varaktighet och antal skador. Båda regimerna har emellertid samma nackdel: Primär skador på huvudet är slumpmässigt tillförda när det gäller slagplats och styrka. Dessutom resulterade båda metoderna i betydande dödlighet, orsakad av oundviklig säkerhetsskada på andra delar av kroppen och inre organ. Här beskriver vi en ny metod för att framkalla mTBI i fruktflugor. Vår apparat består av en gasdriven ballistisk slagverk. Jämfört med befintliga Drosophila- modellerna 14 , 15 har vår metod den unika fördelen att leverera mätningHållbar påverkan, som endast riktas mot det fria flyghuvudet, vilket möjliggör en noggrann kontroll av olika faktorer, såsom slaghinder, tidsintervallet mellan påverkan och det totala antalet påverkningar som uppstår.

<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) är en etablerad neurodegenerativ sjukdom som är nära associerad med exponering för repetitiv mild traumatisk hjärnskada (mTBI). De mekanismer som är ansvariga för dess komplexa patologiska förändringar förblir i stor utsträckning missbildande trots en ny konsensus för att definiera de neuropatologiska kriterierna. Här beskriver vi en ny metod för att utveckla en modell av CTE i Drosophila melanogaster ( Drosophila ) i ett försök att identifiera nyckelgenerna och vägarna som leder till den karakteristiska hyperfosforylerade tauackumuleringen och neuronal död i hjärnan. Justerbar kraftpåverkan för att åstadkomma mild sluten skada levereras direkt till flyghuvudet och utsätter huvudet för snabb acceleration och retardation. Vår metod eliminerar potentiella problem som är förknippade med andra Drosophila mTBI-modeller ( t.ex. djurdöd kan orsakas av skador påAndra delar av kroppen eller till inre organ). Den mindre arbets- och kostnadskrävande djurvården, den korta livslängden och de omfattande genetiska verktygen gör fruktflugan idealisk för att studera CTE-patogenesen och göra det möjligt att utföra storskaliga genombredda fram-genetiska och farmakologiska skärmar. Vi förutser att den pågående karaktäriseringen av modellen kommer att skapa viktiga mekaniska insikter om förebyggande av sjukdomar och terapeutiska metoder.

För att upprätta en CTE-modell med vuxen Drosophila bestämde vi effektiviteten hos vår enhet vid åstadkommande av en enda skada på huvudet. För att eliminera variationer relaterade till genotyp, kön eller ålder brukade vi använda 2-dagars Canton-S WT kvinnliga flugor i experimentet. Vi kunde enkelt styra slagarens styrka genom att reglera flödeshastigheten för CO 2 vid ett konstant gastryck på 100 kPa. Fluor utsatta för en enda strejk vid högsta flödes...

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

Här beskriver vi ett nytt tillvägagångssätt för att åstadkomma traumatisk hjärnskada i huvudet i Drosophila melanogaster . Vår metod har fördelen att direkt leverera repetitiva effekter med justerbar styrka till huvudet ensamt. Ytterligare undersökning av ryggradssystemet kommer att bidra till att belysa patogenesen av kronisk traumatisk encefalopati.

En ny metod för att modellera kronisk traumatisk encefalopati 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

Nya Apparat och metod för narkotikakontroll Förstärkning

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

Lateral Fluid slagverk: Modell av traumatisk hjärnskada hos möss

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 för att karaktärisera Spontan och skrämma inducerad Locomotion i en Rotenon-inducerad Parkinsons sjukdom modellen<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 analys av Klättring Defekter i en Drosophila modell av neurodegenerativa sjukdomar

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 metod för att tillfoga Stängd Head traumatisk hjärnskada 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

Inspelning EEG i fritt rörliga neonatala råttor med hjälp av en ny metod

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 analys för 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 modell av Blast traumatisk hjärnskada

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

Effekter av Blast-inducerad Neurotrauma på trycksatt gnagare mellersta cerebrala artärer

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