Name: a doxorubicin-induced cardiomyopathy model in adult zebrafish
Uploaded: 2018-06-07T13:30:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Doxorubicin-induced Cardiomyopathy Model in Adult Zebrafish at JoVE.com

Diese Arbeit wurde teilweise von einem Wissenschaftler Development Grant von der American Heart Association unterstützt (14SDG18160021, YD), die USA NIH R01 gewährt HL 81753 und HL 107304 XX und der Mayo Foundation bis XX.

Alle hier beschriebene Verfahren wurden gemäß dem Leitfaden für die Pflege und Verwendung von Labortieren (National Academies Press 2011) durchgeführt, und sie wurden durch die Mayo Klinik institutionelle Animal Care und Use Committee genehmigt.
1. Erwachsene Zebrafisch-Vorbereitung
<ol><li>Richten Sie ausreichend Brutpaare im Panzer überqueren mindestens doppelt so viele wie die totale Fische für DOX Injektion benötigt zu erwerben. Wenn Fisch mit verschiedene genetische Hintergründe...

<ol>
	<li>Octavia, Y., 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=Doxorubicin-induced+cardiomyopathy:+from+molecular+mechanisms+to+therapeutic+strategies.">Doxorubicin-induced cardiomyopathy: from molecular mechanisms to therapeutic strategies.</a> J Mol Cell Cardiol. 52 (6), 1213-1225 (2012).</li><li>Singal, P. 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G., 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=Development+of+doxorubicin-induced+chronic+cardiotoxicity+in+the+B6C3F1+mouse+model.">Development of doxorubicin-induced chronic cardiotoxicity in the B6C3F1 mouse model.</a> Toxicol Appl Pharmacol. 266 (1), 109-121 (2013).</li><li>Zhu, W., Shou, W., Payne, R. M., Caldwell, R., Field, L. 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+mouse+model+for+juvenile+doxorubicin-induced+cardiac+dysfunction.">A mouse model for juvenile doxorubicin-induced cardiac dysfunction.</a> Pediatr Res. 64 (5), 488-494 (2008).</li><li>Chatterjee, K., Zhang, J., Honbo, N., Karliner, J. 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(34), (2009).</li><li>Zang, L., Morikane, D., Shimada, Y., Tanaka, T., Nishimura, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+novel+protocol+for+the+oral+administration+of+test+chemicals+to+adult+zebrafish.">A novel protocol for the oral administration of test chemicals to adult zebrafish.</a> Zebrafish. 8 (4), 203-210 (2011).</li><li>Collymore, C., Rasmussen, S., Tolwani, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Gavaging+adult+zebrafish.">Gavaging adult zebrafish.</a> J Vis Exp. (78), (2013).</li></ol>

Um eine progressive DIC zu modellieren, wurde die Dosis von 20 mg/kg DOX experimentell als die höchste Dosis ermittelt, die keine signifikante Fisch Tod während 1 Wpi, aber immer noch die Ergebnisse im Fisch Tod und die Verringerung der Herzfunktion nach 4 Wpi (Abbildung 3 und verursacht Abbildung 4). Diese Dosis ist vergleichbar mit denen häufig in Nager DIC-Modelle (15-25 mg/kg) und der Grenze kumulative Dosis beim Menschen (550 mg/m2, das entspr...

Doxorubicin (DOX), auch benannt Adriamycin, wurde als "Anti-neoplastische Drug" seit den 1960er Jahren1,2entwickelt. Es ist jetzt noch aktiv als eine wichtige Chemotherapeutikum für ein breites Spektrum von Tumoren eingesetzt. Doch klinische Anwendung der DOX wurde erschwert durch die dosisabhängige Toxizität, insbesondere Kardiotoxizität zeichnet sich durch Variable Symptome von asymptomatischen elektrokardiographischen Veränderungen bis hin zu Perikarditis und dekompensierter Kardiomyopathie 1 , 2. bisher mindestens drei wichtige Hypothesen um zu erklären, DIC, einschließlich aktivierter reaktive Sauerstoff Spezies (ROS)1,3,4,5, Hemmung der Topoisomerase II-β (angehoben worden TOP2β)6,7und Modulation von intrazellulären Calcium release1,8,9. Beweise sammeln, schlägt auch genetischen Veranlagung als entscheidender Risikofaktor für DIC10,11,12,13. Bleiben Sie gen Identitäten im Zusammenhang mit diesen DIC Prädispositionen, jedoch weitgehend unbekannt. Dexrazoxan ist der einzige adjuvante Agent genehmigt durch die US Food and Drug Administration (FDA) zur Behandlung von DIC, aber mit begrenzten Umsetzung14,15,16, unterstreicht die Notwendigkeit, zusätzliche identifizieren therapeutische Strategien. Tiermodelle der DIC sind daher für diese Zwecke erforscht. Aufgrund ihrer Zugänglichkeit und Einfachheit, mechanistische Studien auf DIC Modelle könnte haben breitere Auswirkungen auf andere Arten von Kardiomyopathien: gemeinsame Pathogenese kann gemeinsam genutzt werden Kardiomyopathien der verschiedenen Ätiologien, vor allem bei später pathologischen Stadien17,18,19,20.
Neben der Nager-Modelle von DIC entwickelten Zebrafisch DIC Modelle mit höheren Durchsatz um die Entdeckung der neuen genetischen Faktoren und Therapeutika zu erleichtern. Eine embryonale DIC-Modell wurde in den transparenten Zebrafish Embryos für das screening von therapeutischen Substanzen21eingerichtet. Angesichts der Tatsache, dass der Kardiomyopathien Altersdiabetes Krankheiten mit einer progressiven Pathogenese, entwickelt Erwachsenen Zebrafisch Kardiomyopathie Modelle wurden22,23,24,25,26. Wir erzeugt das erste erworbene Modell für Kardiomyopathie infolge chronischer Anämie24, gefolgt von DIC als das zweite Modell der erworbenen Kardiomyopathie in Erwachsenen Zebrafisch23. Wir fanden, dass die Injektion eines einzigen Bolus von DOX in Erwachsenen Zebrafisch Kardiotoxizität induziert, die aus einer akuten Phase etwa innerhalb 1 Woche nach der Injektion (Wpi), gefolgt von einer chronischen Phase der Kardiomyopathie bis zu 6 Monate nach der Injektion besteht. Während Haploinsufficiency des mechanistischen Ziel von Rapamycin(Mtor) bessert Kardiomyopathie in der chronischen Phase, übertreibt es Fischsterblichkeit in der Akutphase unterstreicht den Wert der Erwachsenen DIC-Modells, Bühne-abhängige zu erkennen Mechanismen23. Wir zeigten weiter, dass die Erwachsenen DIC-Modell verwendet werden kann, auf eine Sammlung von Zebrafisch insertional kardiale (ZIC) Mutanten hinweisen, die über ein Transposon-basierte insertional Mutagenese Ansatz27generiert werden. Ein pilot Bildschirm identifiziert 3 bekannten Kardiomyopathie Gene sowie DnaJ (hps40) Homolog, Unterfamilie B und Mitglied 6 b (dnajb6b) als neue DIC Anfälligkeit Gene28. Daher führte die Generation der Erwachsenen DIC-Modells im Zebrafisch, eine neue Methodik, die systematisch ermöglicht die Identifizierung der genetischen Modifikatoren für DIC, ergänzt die bestehenden genomweite Studie (GWAS) und quantitative Trait Locus (QTL ) Analyse.
Während der Generierung und Implementierung des Erwachsenen Zebrafisch-DIC-Modells haben wir erhebliche Abweichungen zwischen den verschiedenen Wissenschaftlern und/oder auch unter den verschiedenen Injektionen durchgeführt durch den gleichen Prüfer festgestellt. Die longitudinale Natur des Modells erlegt Herausforderungen für Registrierung Ergebnisse von verschiedenen Forschern und der sequentiellen Problembehandlungsprozess. Um die Verwendung dieser einfachen Kardiomyopathie-induzierende Stress-Methode durch die Forschungsgemeinschaft zu erleichtern, wir beschreiben unser Protokoll detailliert vorliegenden zwei Arten von IP-Injektion und Überlegungen zur Verringerung der Unterschiede zwischen den verschiedenen Forschern zu diskutieren.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Crossing tank</td>
			<td>Aquaneering</td>
			<td>ZHCT100</td>
			<td>Fish breeding</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Incubator</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td></td>
			<td>Maintaining embryo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3 L medium tank</td>
			<td>Aquaneering</td>
			<td>ZT280</td>
			<td>Maintaining fish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paramecia</td>
			<td>Carolina</td>
			<td>131560</td>
			<td>Food for juvenile fish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Live hatched brine shrimp</td>
			<td>in house</td>
			<td></td>
			<td>Food for adult fish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Doxorubicin hydrochloride</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>D1515-10MG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>1.5 ml safe-lock tube</td>
			<td>Eppendorf</td>
			<td>No. 022363204</td>
			<td>For drug storage</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum foil paper</td>
			<td>Fisher</td>
			<td>1213104</td>
			<td>For preventing light exposure</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Proteinase K</td>
			<td>Roche</td>
			<td>No. 03115887001</td>
			<td>For dechorionating embryo</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hank&#39;s balanced salt solution (HBBS)</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>14025076</td>
			<td>Vehicle for DOX</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>100 mm petri dish</td>
			<td>Falcon</td>
			<td>431741</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>10 &#956;L NanoFil micro-syringe</td>
			<td>WPI</td>
			<td>NANOFIL</td>
			<td>For injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>34 gauge needle&#160;</td>
			<td>WPI</td>
			<td>NF34BV-2</td>
			<td>For injection</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tricaine</td>
			<td>Argent</td>
			<td>MS-222</td>
			<td>Anesthetizing fish</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96 well plate</td>
			<td>Costar</td>
			<td>3539</td>
			<td>For embryo drug treatment</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer pipette</td>
			<td>Bel-art product</td>
			<td>F37898</td>
			<td>For transfering embryo</td>
		</tr>
	</tbody>
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a doxorubicin-induced cardiomyopathy model in adult zebrafish

Der genetisch zugänglich Erwachsene Zebrabärbling (Danio Rerio) wurde zunehmend als ein Wirbeltier Modell eingesetzt, für das Verständnis menschlicher Erkrankungen wie z. B. Kardiomyopathie. Wegen seiner Bequemlichkeit und Bereitschaft zu hoher Durchsatz genetische Manipulationen öffnet die Generation der erworbenen Kardiomyopathie Modelle, wie Doxorubicin-induzierten Kardiomyopathie (DIC) Modell in Erwachsenen Zebrafisch, die Türen für neue Forschungsansätze, einschließlich Kardiomyopathie Modifikatoren über vorwärts genetisches Screening zu entdecken. Anders als bei der embryonalen Zebrafisch-DIC-Modell, Initiale akute und später chronische Phasen der Kardiomyopathie kann im Erwachsenen Zebrafisch DIC Modell ermöglicht die Untersuchung der Bühne-abhängige Signalisierung Mechanismen und therapeutische Strategien bestimmt werden. Allerdings erhalten Sie unterschiedliche Ergebnisse mit dem aktuellen Modell, auch in den Händen von erfahrenen Ermittlern. Um zukünftige Umsetzung des DIC-Modells zu erleichtern, präsentieren wir Ihnen ein detailliertes Protokoll zum Generieren dieser DIC-Modell im Erwachsenen Zebrafisch und zwei alternative Möglichkeiten, intraperitoneale Injektion (IP) zu beschreiben. Wir diskutieren weiter Optionen zur Verringerung der Varianten, um zuverlässige Ergebnisse zu erzielen und geben Anregungen, wie Sie die Ergebnisse richtig zu interpretieren.

Hier sind zwei Methoden, um IP-Injektion zu Modell DIC in Erwachsenen Zebrafisch durchführen präsentiert. Bei der Verwendung der klassischen, etablierten IP-Injektion Methode29, wurde festgestellt, dass die injizierte DOX-Lösung (rote Farbe) vom Standort manchmal heraus sickern könnte wo die Nadel eingedrungen. Die alternative IP-Injektion verwendet einen anderen Speicherort für Nadel-Durchdringung, die 3-4 mm entfernt das Peritoneum ist, wo die DOX freigesetz...

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A Doxorubicin-induced Cardiomyopathy Model in Adult Zebrafish

Doxorubicin-induzierten Kardiomyopathie Model in Erwachsenen Zebrafisch

Eine Methode zur Erzeugung einer Doxorubicin-induzierten Kardiomyopathie-Modell im Erwachsenen Zebrafisch (Danio Rerio) wird hier beschrieben. Zwei alternative Möglichkeiten, intraperitoneale Injektion werden vorgestellt und Bedingungen zur Verringerung der Unterschiede zwischen den verschiedenen Versuchsgruppen werden diskutiert.

The genetically accessible adult zebrafish (Danio rerio) has been increasingly used as a vertebrate model for understanding human diseases such as ...

Research

JoVE Journal

Medicine

Induction of Myocardial Infarction in Adult Zebrafish Using Cryoinjury

Induktion eines Myokardinfarktes in Adult Zebrafisch Mit Cryoinjury

The mammalian heart is incapable of significant regeneration following an acute injury such as myocardial infarction1. By contrast, urodele amphibians and ...

Forschung

Medizin

Assessing Teratogenic Changes in a Zebrafish Model of Fetal Alcohol Exposure

Die Beurteilung Teratogene Änderungen in einem Zebrafisch-Modell der Fetal Alcohol Exposure

Fetal alcohol syndrome (FAS) is a severe manifestation of embryonic exposure to ethanol. It presents with characteristic defects to the face and organs, ...

Screening for Melanoma Modifiers using a Zebrafish Autochthonous Tumor Model

Screening für Melanom Modifiers mit einem Zebrafisch Autochthone Tumormodell

Genomic studies of  human cancers have yielded a wealth of information about genes that are altered  in tumors1,2,3. A challenge arising from these ...

A Zebrafish Model of Diabetes Mellitus and Metabolic Memory

Ein Zebrafisch Modell des Diabetes mellitus und Stoffwechselkrankheiten Speicher

Diabetes mellitus currently affects 346 million individuals and this is projected to increase to 400 million by 2030. Evidence from both the laboratory ...

A Possible Zebrafish Model of Polycystic Kidney Disease: Knockdown of wnt5a Causes Cysts in Zebrafish Kidneys

A Possible Zebrafish Model of Polycystic Kidney Disease: Knockdown of wnt5a Causes Cysts in Zebrafish Kidneys

Eine mögliche Zebrafisch-Modell der Kidney Disease: Knockdown von<em&gt; Wnt5a</em&gt; Ursachen Zysten in Zebrafisch-Nieren

Polycystic kidney disease (PKD) is one of the most common causes of end-stage kidney disease, a devastating disease for which there is no cure. The ...

Studying Diabetes Through the Eyes of a Fish: Microdissection, Visualization, and Analysis of the Adult tg(fli:EGFP) Zebrafish Retinal Vasculature

Studying Diabetes Through the Eyes of a Fish: Microdissection, Visualization, and Analysis of the Adult tgfli:EGFP Zebrafish Retinal Vasculature

Diabetes durch die Augen eines Fisches zu studieren: Mikrodissektion, Visualisierung und Analyse von den Erwachsenen tg(fli:EGFP) Zebrafisch Retinal Gefäßsystem

Diabetic retinopathy is the leading cause of blindness among middle-aged adults. The rising prevalence of diabetes worldwide will make the prevention of ...

Tachycardia-Induced Cardiomyopathy As a Chronic Heart Failure Model in Swine

Tachykardie-induzierten Kardiomyopathie als Vorbild chronischer Herzinsuffizienz bei Schweinen

A stable and reliable model of chronic heart failure is required for many experiments to understand hemodynamics or to test effects of new treatment ...

Isometric Contractility Measurement of the Mouse Mesenteric Artery Using Wire Myography

Messung der isometrischen Kontraktilität der Maus mesenterialen Arterie mit Draht Myographie

The wire myograph technique is used to assess the contractility of vascular smooth muscles in response to depolarization, GPCR agonists/inhibitors and ...

Isolation of Atrial Myocytes from Adult Mice

Isolierung von Atrial Myozyten von erwachsenen Mäusen

The electrophysiological properties of atrial myocytes importantly affect overall cardiac function. Alterations in the underlying ionic currents ...

Murine Myocardial Infarction Model using Permanent Ligation of Left Anterior Descending Coronary Artery

Murine Myokardinfarkt Modell mit permanenten Ligation der linken Anterior absteigende Koronararterie

Myocardial infarction (MI) and acute coronary diseases are among the most prominent causes of death in population with western lifestyle. The murine ...