Name: a planarian motility assay to gauge the biomodulating properties of natural products
Uploaded: 2020-05-30T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Planarian Motility Assay to Gauge the Biomodulating Properties of Natural Products at JoVE.com

Forfatterne ønsker at anerkende kontoret for Institutional Advancement, og Morrisville College Foundation for en publikation tilskud til at støtte dette arbejde, samt SUNY Morrisville Kollegiale Science and Technology Entry Program (CSTEP) for deres løbende bistand og støtte til bachelor forskning på SUNY Morrisville. Vi vil også gerne takke Sophia Hutchens for nyttige kommentarer til den beskrevne teknik.

1. Planarian husdyrhold
<ol><li>Brug planarians købt fra en biologisk forsyningsselskab eller vildt-fanget, hvis det er nødvendigt. De planarians, der anvendes i denne protokol er Dugesia tigrina, som anført i forsyningslisten. Denne art kaldes også Girardia tigrina31. Andre akvatiske planarter kan ogsåaccepteres 2,3. BEMÆRK: Den beskrevne protokol er rettet mod dyr, der er købt hos et biologisk forsyningssels...

<ol>
	<li>Moustakas, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guarana+provides+additional+stimulation+over+caffeine+alone+in+the+planarian+model.">Guarana provides additional stimulation over caffeine alone in the planarian model.</a> PloS One. 10 (4), 0123310 (2015).</li><li>Raffa, R. B., Valdez, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cocaine+withdrawal+in+Planaria.">Cocaine withdrawal in Planaria.</a> European Journal of Pharmacology. 430 (1), 143-145 (2001).</li><li>Raffa, R. B., Holland, L. J., Schulingkamp, 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=Quantitative+assessment+of+dopamine+D2+antagonist+activity+using+invertebrate+(Planaria)+locomotion+as+a+functional+endpoint.">Quantitative assessment of dopamine D2 antagonist activity using invertebrate (Planaria) locomotion as a functional endpoint.</a> Journal of Pharmacology and Toxicological Methods. 45 (3), 223-226 (2001).</li><li>Thum&#233;, I. S., Frizzo, M. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sertraline+induces+toxicity+and+behavioral+alternations+in+planarians.">Sertraline induces toxicity and behavioral alternations in planarians.</a> Biomedical Research International. 2017, 5792621 (2017).</li><li>Aggarwal, S., 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=Identification+of+a+novel+allosteric+modulator+of+the+human+dopamine+transporter.">Identification of a novel allosteric modulator of the human dopamine transporter.</a> ACS Chemical Neuroscience. 10 (8), 3718-3730 (2019).</li><li>Zhang, C., Tallarida, C. S., Raffa, R. B., Rawls, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sucrose+produces+withdrawal+and+dompamine-sensitive+reinforcing+effects+in+planarians.">Sucrose produces withdrawal and dompamine-sensitive reinforcing effects in planarians.</a> Physiology &amp; Behavior. , 8-13 (2013).</li><li>Zewde, A. 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=PLDT+(planarian+light/dark+test):+an+invertebrate+assay+to+quantify+defensive+responding+and+study+anxiety-like+effects.">PLDT (planarian light/dark test): an invertebrate assay to quantify defensive responding and study anxiety-like effects.</a> Journal of Neuroscience Methods. 293, 284-288 (2018).</li><li>Risse, B., Otto, N., Berh, D., Jiang, X., Kl&#228;mbt, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FIM+Imaging+and+FIMtrack:+two+new+tools+allowing+high-throughput+and+cost+effective+locomotion+analysis.">FIM Imaging and FIMtrack: two new tools allowing high-throughput and cost effective locomotion analysis.</a> Journal of Visualized Experiments. (94), e52207 (2014).</li><li>Inoue, T., Hoshino, H., Yamashita, T., Shimoyama, S., Agata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Planarian+shows+decision-making+behavior+in+response+to+multiple+stimuli+by+integrative+brain+function.">Planarian shows decision-making behavior in response to multiple stimuli by integrative brain function.</a> Zoological Letters. 1, 7 (2015).</li><li>Hastrom, D., Cochet-Escartin, O., Zhang, S., Khuu, C., Collins, E. M. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Freshwater+planarians+as+an+alternative+animal+model+for+neurotoxicology.">Freshwater planarians as an alternative animal model for neurotoxicology.</a> Toxicological Sciences. 147 (1), 270-285 (2015).</li><li>Risse, B., Berh, D., Otto, N., Kl&#228;mbt, C., Jiang, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=FIMtrack:+an+open+source+tracking+and+locomotion+analysis+software+for+small+animals.">FIMtrack: an open source tracking and locomotion analysis software for small animals.</a> PLoS One Computational Biology. 13 (5), 100553 (2017).</li><li>Pag&#225;n, O. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Planaria:+an+animal+model+that+integrates+development,+regeneration+and+pharmacology.">Planaria: an animal model that integrates development, regeneration and pharmacology.</a> International Journal of Developmental Biology. 61, 519-529 (2017).</li><li>Palladini, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+pharmacological+study+of+cocaine+activity+in+planaria.">A pharmacological study of cocaine activity in planaria.</a> Comparative Biochemistry and Physiology. 115 (1), 41-45 (1996).</li><li>Buttarelli, F. R., Pellicano, C., Pontieri, F. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuropharmacology+and+behavior+in+planarians:+translation+to+mammals.">Neuropharmacology and behavior in planarians: translation to mammals.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part C. Toxicology &amp; Pharmacology. 147 (4), 399-408 (2008).</li><li>Nishimura, K., 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=Identification+of+glutamic+acid+decarboxylase+gene+and+distribution+of+GABAergeric+nervous+system+in+the+planarian+Dugesia+japonica.">Identification of glutamic acid decarboxylase gene and distribution of GABAergeric nervous system in the planarian Dugesia japonica.</a> Neuroscience. 153 (4), 1103-1114 (2008).</li><li>Raffa, R. B., Rawls, S. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> A model for drug action and abuse. , (2008).</li><li>Hall, F., Morita, M., Best, J. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=neoplastic+transformation+in+the+planarian:+I+cocarcinogenesis+and+histopathology.">neoplastic transformation in the planarian: I cocarcinogenesis and histopathology.</a> The Journal of Experimental Zoology. 240 (2), 211-227 (1986).</li><li>Voura, E. B., 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=Planarians+as+models+of+cadmium-induced+neoplasia+provide+measurable+benchmarks+for+mechanistic+studies.">Planarians as models of cadmium-induced neoplasia provide measurable benchmarks for mechanistic studies.</a> Ecotoxicology and Environmental Safety. 142, 544-554 (2017).</li><li>Van Roten, 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=A+carcinogenic+trigger+to+study+the+function+of+tumor+suppressor+genes+in+Schmedtea+mediterranea.">A carcinogenic trigger to study the function of tumor suppressor genes in Schmedtea mediterranea.</a> Disease Models and Mechanisms. 11 (9), 032573 (2018).</li><li>Mason, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemo-klino-kinesis+in+planarian+food+location.">Chemo-klino-kinesis in planarian food location.</a> Animal Behaviour. 23 (2), 460-469 (1975).</li><li>Van Huizen, A. V., 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=Weak+magnetic+fields+alter+stem+cell-mediated+growth.">Weak magnetic fields alter stem cell-mediated growth.</a> Science Advances. 5 (1), 7201 (2019).</li><li>Brown, H. M., Ogden, T. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+electrical+response+of+the+planarian+ocellus.">The electrical response of the planarian ocellus.</a> Journal of General Physiology. 51 (2), 255-260 (1968).</li><li>Inoue, T., Yamashita, T., Agata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Thermosensory+signaling+by+TRPM+is+processed+by+brain+serotonergic+neurons+to+produce+planarian+thermotaxis.">Thermosensory signaling by TRPM is processed by brain serotonergic neurons to produce planarian thermotaxis.</a> The Journal of Neuroscience. 34 (47), 15701-15714 (2014).</li><li>Byrne, T. <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+ethanol+on+negative+phototaxis+and+motility+in+brown+planarians+(Dugesia+tigrina).">Effects of ethanol on negative phototaxis and motility in brown planarians (Dugesia tigrina).</a> Neuroscience Letters. 685, 102-108 (2018).</li><li>de Sousa, N., 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=Transcriptomic+analysis+of+planarians+under+simulated+microgravity+or+8g+demonstrates+that+alteration+of+gravity+induces+genomic+and+cellular+alterations+that+could+facilitate+tumoral+transformation.">Transcriptomic analysis of planarians under simulated microgravity or 8g demonstrates that alteration of gravity induces genomic and cellular alterations that could facilitate tumoral transformation.</a> International Journal of Molecular Sciences. 20 (3), 720 (2019).</li><li>Best, J. B., Rubinstein, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maze+learning+and+associated+behavior+in+planaria.">Maze learning and associated behavior in planaria.</a> Journal of Comparative and Physiological Psychology. 55, 560-566 (1962).</li><li>Shomrat, T., Levin, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+automated+training+paradigm+reveals+long-term+memory+in+planarians+and+its+persistence+through+head+regeneration.">An automated training paradigm reveals long-term memory in planarians and its persistence through head regeneration.</a> The Journal Experimental Biology. 216, 3799-3810 (2013).</li><li>Robarts-Galbraith, R. H., Newmark, P. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On+the+organ+trail:+insights+into+organ+regeneration+in+the+planarian.">On the organ trail: insights into organ regeneration in the planarian.</a> Current Opinion in Genetics &amp; Development. 32, 37-46 (2015).</li><li>Ivancovic, 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=Model+systems+for+regeneration:+planarians.">Model systems for regeneration: planarians.</a> Development. 146 (17), 167684 (2019).</li><li>Herath, S., Lobo, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cross-inhibition+of+Turing+patterns+explains+the+self-organized+regulatory+mechanism+of+planarian+fission.">Cross-inhibition of Turing patterns explains the self-organized regulatory mechanism of planarian fission.</a> Journal of Theoretical Biology. 485, 110042 (2019).</li><li>Itoh, M. T., Shinozawa, T., Sumi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+rhythms+of+melatonin-synthesizing+enzyme+activities+and+melatonin+levels+in+planarians.">Circadian rhythms of melatonin-synthesizing enzyme activities and melatonin levels in planarians.</a> Brain Research. 830 (1), 165-173 (1999).</li><li>Itoh, M. T., Igarashi, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Circadian+rhythm+of+serotonin+levels+in+planarians.">Circadian rhythm of serotonin levels in planarians.</a> Neuroreports. 11 (3), 473-476 (2000).</li><li>Hinrichsen, R. 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=Photosensitivity+and+motility+in+planarian+Schmedtea+mediterranea+vary+diurnally.">Photosensitivity and motility in planarian Schmedtea mediterranea vary diurnally.</a> Chronobiology International. 36 (12), 1789-1793 (2019).</li><li>Raffa, R. B., Desai, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Description+and+quantification+of+cocaine+withdrawal+signs+in+planaria.">Description and quantification of cocaine withdrawal signs in planaria.</a> Brain Research. 1032 (1-2), 200-202 (2005).</li><li>Pag&#225;n, O. 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=A+cembranoid+from+tobacco+prevents+the+expression+of+induced+withdrawal+behavior+in+planarian+worms.">A cembranoid from tobacco prevents the expression of induced withdrawal behavior in planarian worms.</a> European Journal of Pharmacology. 615 (1-3), 118-124 (2009).</li><li>Rawls, S. M., Patil, T., Yuvasheva, E., Raffa, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=First+evidence+that+drugs+of+abuse+produce+behavioral+sensitization+and+cross-sensitization+in+planarians.">First evidence that drugs of abuse produce behavioral sensitization and cross-sensitization in planarians.</a> Behavioural Pharmacology. 21 (4), 301-313 (2010).</li><li>Venturini, 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=A+pharmacological+study+of+dopaminergic+receptors+in+planaria.">A pharmacological study of dopaminergic receptors in planaria.</a> Neuropharmacology. 28 (12), 1377-1382 (1989).</li><li>Ouyang, K., 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+Spenda,+Equal+and+sucrose:+Clues+from+planarians+on+sweeteners.">Behavioral effects of Spenda, Equal and sucrose: Clues from planarians on sweeteners.</a> Neuroscience Letters. 636, 213-217 (2017).</li><li>Pag&#225;n, O. R., Montgomery, E., Deats, S., Bach, D., Baker, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+of+nicotine-induced,+curare-sensitive,+behavior+in+planarians.">Evidence of nicotine-induced, curare-sensitive, behavior in planarians.</a> Neurochemical Research. 40 (10), 2087-2090 (2015).</li><li>Shibata, N., Agata, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=RNA+interference+in+planarians:+feeding+and+injection+of+synthetic+dsRNA.">RNA interference in planarians: feeding and injection of synthetic dsRNA.</a> Methods in Molecular Biology. 1774, 455-466 (2018).</li><li>Pag&#225;n, O. 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=Reversal+of+cocaine-induced+planarian+behavior+by+parthenolide+and+related+sesquiterpene+lactones.">Reversal of cocaine-induced planarian behavior by parthenolide and related sesquiterpene lactones.</a> Pharmacology Biochemistry and Behavior. 89 (2), 160-170 (2008).</li><li>Vouga, 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=Stereochemistry+and+neuropharmacology+of+a+'bath+salt'+cathinone:+S-enantiomer+of+mephedrone+reduces+cocaine-induced+reward+and+withdrawal+in+invertebrates.">Stereochemistry and neuropharmacology of a 'bath salt' cathinone: S-enantiomer of mephedrone reduces cocaine-induced reward and withdrawal in invertebrates.</a> Neuropharmacology. 91, 109-116 (2015).</li><li>Chan, J. D., Marchant, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Pharmacological+and+functional+genetic+assays+to+manipulate+regeneration+of+the+planarian+Dugesia+japonica.">Pharmacological and functional genetic assays to manipulate regeneration of the planarian Dugesia japonica.</a> Journal of Visualized Experiments. (54), e3058 (2011).</li></ol>

En enkel og tilgængelig planarian motilitet assay er beskrevet for at bestemme stimulerende og abstinens virkninger af naturlige produkter. Som en adfærdsmodel er det nødvendigt at have strenge protokoller for scoring bevægelse og klare definitioner af enhver adfærd til at standardisere observationer mellem forskellige eksperimentatorer. De fremlagte idéer er et bevis på, hvordan dette kan opnås. Hvert laboratorium, der anvender denne protokol, bør tilpasse de præsenterede oplysninger, så de passer til virknin...

Den beskrevne protokol anvender planarmotilitet til at tilvejebringe et middel til at vurdere de biomodulerende virkninger af naturlige stoffer. Det blev specielt tilpasset til at afgøre, om disse stoffer fungerer som stimulanser, og hvis de derefter var forbundet med en målbar tilbagetrækning adfærd1. Denne analyse, kendt som den planarian bevægelseshastighed (pLmV) test, blev først brugt til at teste kendte farmakologiske stoffer2,,3. Anvendelsen af denne planarian motilitetsbaserede analyse er siden vokset i popularitet og er blevet vedtaget af forskellige laboratorier, der er interesseret i andre stoffer end naturligeprodukter 4,5. Til denne analyse placeres en planar i en petriskål, der indeholder kildevand eller kildevand indeholdende en opløst biomodulator. Fordi selve skålen er placeret på grafpapir, kan antallet af gitterlinjer, der krydses af dyret med tiden, når den bevæger sig om beholderen, bruges til at bestemme bevægelseshastigheden i hver tilstand. Den lyse/mørke test, også kaldet den betingede præferencetest (CPP), er en anden variation af temaet overvågning af planarisk motilitet og vurderer, hvor hurtigt dyrene reagerer og migrerer til et formørt miljø6,7. Videosporing af planarian bevægelser kan også analyseres ved hjælp af computerprogrammer og COM-sporing (Center of Mass)8,9,10,11.
Brug af planarian som et dyr model for sådanne undersøgelser giver flere fordele i forhold til andre dyr i, at eksperimentatoren nemt kan styre analysen miljø. Specifikt, sultende planarians før eksperimenter kan forhindre deres eksponering for andre ernæringsmæssige eller farmakologiske midler, der ellers kunne forvirre resultaterne, og den specifikke biomodulator under undersøgelse kan indføres til planarians blot ved at tilføje det direkte til kulturvandet, og dermed standardisere eksponering. Da planarianere har et nervesystem og neurotransmittere, der minder om "højere orden" dyr, fysiologi og eksperimentelle reaktioner af disse dyr til neuromuskulære stimuli betragtes biologisk relevante for andre organismer12,13,14,15,16. Også, fordi planarians er relativt billige og ligetil at opretholde i laboratoriet, de tilbyder en tilgængelig biologisk model for mange efterforskere.
Som forsøgsdyr er planarians egnet til en bred vifte af undersøgelser. For eksempel, vores gruppe, samt andre efterforskere bruger planarians at studere tumorigenesis17,,18,19. Planarians udviser også et væld af respons adfærd til kemiske, termiske, gravitationelle, elektriske, foto, og magnetiske stimuli, der har dannet grundlag for andre analysesystemer. Nogle af disse effekter er blevet anvendt til at studere indlæring og hukommelse hos dissedyr 20,21,22,23,24,25,26,27. Den primære anvendelse af den planariske model i litteraturen i øjeblikket fokuserer på aktiviteten af planarian pluripotente stamceller, kaldet neoblaster, og deres rolle i regenerering28,29,30. Således, vedtagelse af den model, der er beskrevet her giver mulighed for yderligere undersøgelse ved hjælp af andre planar-baserede analyser til at give en bredere forståelse af, hvordan naturlige produkter og andre biomodulatorer påvirker organismen.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Bottled Water - 1 Gal.</td>
			<td>Poland Spring</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Spring water for planarian culture and to prepare solutions</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Brown Planaria (Dugesia tigrina)</td>
			<td>Carolina Biological Supply Company</td>
			<td>132954</td>
			<td>Brown planaria living (other species are acceptable)</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flat Paintbrush</td>
			<td>Royal Crafter&#39;s Choice</td>
			<td>9159</td>
			<td>Flat watercolor paintbrushes for cleaning planarian culture containers</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Petri Dish - 10 cm</td>
			<td>Kimax</td>
			<td>N/A</td>
			<td>10 cm diameter (glass) Petri dishes for pLmV assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Petri Dish - 5 cm</td>
			<td>Kimax</td>
			<td>N/A</td>
			<td>5 cm and Petri dishes for rinsing planarians during withdrawal experiments and for stimulant habituation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Grid Paper</td>
			<td>Any</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Standard 0.5 cm grid paper for pLmV assay</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>iPEVO Visualizer (software)</td>
			<td>iPEVO</td>
			<td>https://www.ipevo.com/software/visualizer</td>
			<td>Document camera software for video capture and recording</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Metalware Set with Support Stand and Retort Ring</td>
			<td>Any</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Standard chemistry lab ring stand to hold a cell phone camera if used</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Organic Egg</td>
			<td>Any</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Organic egg or beef liver for feeding planarains</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Polycarbonate Bottle w/ Screw-on Cap - 10 mL</td>
			<td>Beckman</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Plastic vials to hold 5 to 10 mL volumes for stimulant habituation</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Round Storage Container - 10 cm</td>
			<td>Ziploc</td>
			<td>N/A</td>
			<td>10 cm Round food storage containers for approximately 90 planarians or fewer</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Round Water Paint Brush</td>
			<td>LOEW-Cornell</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Small round watercolor paint brushes (numbers 3 to 6) - soft</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Transfer Pipette</td>
			<td>Any</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Wide bore (5 mL) plastic transfer pipettes to move planarians</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>USB Document Camera</td>
			<td>iPEVO</td>
			<td>CDVU-06IP</td>
			<td>Document camera (or other camera or cell phone camera)</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a planarian motility assay to gauge the biomodulating properties of natural products

En enkel, kontrollerbar måde at bruge den ikke-parasitære planarian, Dugesia tigrina, en fritlevende akvatisk fladorm, at studere stimulerende og abstinenser af naturlige produkter er beskrevet. Eksperimentelle analyser nyder godt af unikke aspekter af planarfysiologi er blevet anvendt til undersøgelser af sårheling, regenerering, og tumorigenesis. Desuden, fordi planarians udviser følsomhed over for en række miljømæssige stimuli og er i stand til at lære og udvikle betinget svar, kan de bruges i adfærdsmæssige undersøgelser undersøge læring og hukommelse. Planarians besidder en grundlæggende bilateral symmetri og et centralnervesystem, der bruger neurotransmitter systemer modtagelige for undersøgelser undersøge virkningerne af neuromuskulære biomodulatorer. Derfor er der udviklet eksperimentelle systemer, der overvåger planarbevægelse og motilitet, for at undersøge stofafhængighed og tilbagetrækning. Fordi planarian motilitet giver mulighed for en følsom, let standardiseret motilitet assay system til at overvåge effekten af stimuli, den planarian locomotor hastighed (pLmV) test blev tilpasset til at overvåge både stimulation og tilbagetrækning adfærd af planarians gennem bestemmelse af antallet af gitter linjer krydsede af dyrene med tiden. Her demonstreres og forklares teknikken og dens anvendelse.

Laboratoriet, der er oprettet, og forberedelse af arbejdsområdet til drift af pLmV-analysen skal være afsluttet, før forsøg påbegyndes. Dette omfatter fremstilling af tilvænningsbeholderen, skyl beholderen, hvis det er nødvendigt (til abstinenser), petriskål over lamineret gitterpapir og korrekt placeret kamera (Figur 1). Når alle videoerne er taget, er det tilrådeligt at bruge et fælles datablad til at standardisere dataindsamling og præsentation mellem efterforskere<strong clas...

Watch this Scientific Journal Video about A Planarian Motility Assay to Gauge the Biomodulating Properties of Natural Products at JoVE.com

A Planarian Motility Assay to Gauge the Biomodulating Properties of Natural Products

Planarian motilitet bruges til at måle de stimulerende og abstinenser af naturlige produkter i forhold til flytning af dyrene i kildevand alene.

En planarian motilitet assay at måle biomodulerende egenskaber af naturlige produkter

A straightforward, controllable means of using the non-parasitic planarian, Dugesia tigrina, a free-living aquatic flatworm, to study the stimulant and ...

Den Planarian Locomotor Velocity Test er et middel til hurtigt at vurdere stimulerende og mulige tilbagetrækning effekter for en række biologiske modificerende agenser, der kan påvirke motilitet. Dette essay er let kontrolleres og giver en enkel og tilgængelig metode til at generere pålidelige adfærdsmæssige data i selv de mest grundlæggende forskning indstillinger. Da det planære nervesystem har en centraliseret rudimentær hjerne, en bilateral symmetri og analoge neurotransmittersystemer, tilbyder adfærdsmæssige undersøgelser ved hjælp af disse organismer præklinisk indsigt i mulige hvirveldyrsreaktioner.Eksperimenter kan yderligere blive påvirket af fysiologiske vej modifikatorer, narkotika eller endda genetisk modificerede planarians at give indsigt i de tilknyttede biologiske mekanismer. Det er vigtigt at have planaren, så overførslerne mellem containerne ikke stresser dem, og at standardisere gitterlinjekurverne mellem laboratoriemedlemmer. Den bedste måde at opnå ensartede resultater fra denne adfærd essay eksperiment, er ved at se, hvordan erfarne brugere udført dem.Efter oprettelse af en planar kultur, fodre orme ad libitum på en regelmæssig to gange om ugen tidsplan for hakkede økologiske kogte æg eller blandet økologisk oksekød lever i en til to timer. Efter fodring, fjerne snavset vand fra beholderen og bruge en flad akvarel pensel til at overføre madrester og slim klæber til beholderen til en køkkenrulle. Brug frisk kildevand og blid hvirvlende eller agitation at løsne planarians og decamp ormene i en ren beholder.Skub en bred borepipettespids under eventuelle planarer, der forbliver overholdt den gamle beholder, for at lette overførslen til den nye skål og forsigtigt dekantere overførselsvandet. Derefter dække planarians i den nye beholder med frisk kildevand. For at udføre en Planarian Locomotor Velocity Test, først sikre, at de fem til 10 dage sultede planarians er fuldt dannet med komplette og pigmenterede hoveder og haler.Hvis planarianerne er klar, skal en ren petriskål med en diameter på 10 centimeter på ét stykke forlamineret gitterpapir med 0,5 centimeter kvadrater pr. forsøgsgruppe og tilsættes 20 milliliter uforfalsket kildevand til kontrolgruppen eller 20 milliliter kildevand, der indeholder en passende koncentration af det naturprodukt, der testes på hver skål. Anvend et kamera over den forberedte bevægelseshastighedsstimuleringsskål, og tilsæt fem til 10 milliliter uforfalsket kildevand eller kildevand, der indeholder den passende koncentration af forsøgsstoffet, til en passende størrelse tilvænningsbeholder. Brug derefter en lille ren akvarel pensel til forsigtigt at overføre en planar fra kulturbeholderen til den forberedte tilvænningsbeholder og lade planarian at vænne sig til opløsningen i beholderen i to minutter.Forskning vil gøre det muligt for planarians at gå ind på børsten og omhyggeligt løfte dyrene uden at tvinge dem. Ved slutningen af tilvænningsperioden skal du bruge børsten til omhyggeligt at overføre planaren til midten af den forberedte bevægelseshastighedsstimuleringsskål, der indeholder den samme opløsning som tilvænningsbeholderen, og start kameraet for at optage 10 til 11 minutters bevægelse af planarianen. For at teste virkningerne af tilbagetrækning i slutningen af tilvænningsperioden, skyl planarian i en fem centimeter skål, der indeholder kildevand alene.Før overførsel af ormen til midten af den forberedte bevægelseshastighed fad, der indeholder frisk kildevand og starte kameraet til at optage 10 til 11 minutters bevægelse. Kameraet setup giver et klart overblik over planar og gitter papir og giver mulighed for en nøjagtig vurdering af udviklingen af dyret for varigheden af forsøget. Dataindsamlingen skal omfatte det samlede antal krydsede gitterlinjer samt det samlede samlede antal strækninger, der krydses pr. minut af eksperimentet.For at standardisere resultaterne fra hvert forsøg kan de planariske bevægelseshastighedskørsler beregnes og afbildes som antallet af krydsede kasser i forhold til forløbet af den matchende kontrolorm. Som benchmark dækker planarianere i kildevand typisk ca. 25 kasser på tre minutter. En række test reagenskoncentrationer kan undersøges for at bestemme planarian motilitet som reaktion på de testforbindelser af interesse.Tilbagetrækningsdata kan vurderes ved at kvantificere antallet af netlinjer, der krydses i kildevand i forhold til kildevandskontrollen, efter at dyrene blev vænnet til det biomodulerende produkt, der blev undersøgt. Kildevandskontrolplanarians bevæger sig over gitterlinjer under hele eksperimentet. Til tider dog testen planarians ophøre med at krydse gitter linjer i løbet af essay med adfærd, der er karakteristiske for det produkt, der testes.Dette tyder på, at der kan være behov for en anden analysemetode. Sådanne tilfælde kan spores, og dataene kan illustreres som procentdelen af det samlede antal dyr, der udsættes for en bestemt reagenskoncentration. Det er vigtigt at håndtere planaren, så de ikke beskadiges under overførslen mellem retterne.Efter bestemmelse af virkningerne af forskellige koncentrationer af et naturligt produkt, biologiske vej modifikatorer kan tilføjes for at observere eventuelle dynamiske ændringer i de oprindelige resultater. Den Planarian Locomotor Velocity Test blev brugt til at teste for stimulation og tilbagetrækning ved hjælp af kendte farmakologiske midler. Vi har tilpasset systemet til at studere de samme begreber med naturlige produkter.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

A Rapid Laser Probing Method Facilitates the Non-invasive and Contact-free Determination of Leaf Thermal Properties

En hurtig Laser Sondering Metode Letter ikke-invasive og Kontakt-fri Bestemmelse af Leaf Termiske egenskaber

Plants can produce valuable substances such as secondary metabolites and recombinant proteins. The purification of the latter from plant biomass can be ...

Preparation of Giant Vesicles Encapsulating Microspheres by Centrifugation of a Water-in-oil Emulsion

Fremstilling af Giant vesikler indkapslende mikrosfærer ved centrifugering af en vand-i-olie-emulsion

The constructive biology and the synthetic biology approach to creating artificial life involve the bottom-up assembly of biological or nonbiological ...

Assay for Phosphorylation and Microtubule Binding Along with Localization of Tau Protein in Colorectal Cancer Cells

Assay for fosforylering og mikrotubulus bindende sammen med lokalisering af Tau Protein i kolorektal cancerceller

The microtubule-associated protein tau is a neuronal protein that localizes mostly in axons. Generally tau is essential for normal neuronal functioning ...

A High-Throughput Luciferase Assay to Evaluate Proteolysis of the Single-Turnover Protease PCSK9

En høj overførselshastighed Luciferase Assay at evaluere proteolyse af Single-omsætning Protease PCSK9

Proprotein convertase subtilisin/kexin type 9 (PCSK9) is a single-turnover protease which regulates serum low-density lipoprotein (LDL) levels and, ...

A Customizable Approach for the Enzymatic Production and Purification of Diterpenoid Natural Products

En tilpasselig tilgang til enzymatisk produktion og rensning af Diterpenoid naturprodukter

Diterpenoids form a diverse class of small molecule natural products that are widely distributed across the kingdoms of life and have critical biological ...

A Semi-High-Throughput Adaptation of the NADH-Coupled ATPase Assay for Screening Small Molecule Inhibitors

En semi-High-gennemløb tilpasning af NADH-koblede ATPase assay til screening små molekyle hæmmere

ATPase enzymes utilize the free energy stored in adenosine triphosphate to catalyze a wide variety of endergonic biochemical processes in vivo that would ...

Labelling and Visualization of Mitochondrial Genome Expression Products in Baker's Yeast Saccharomyces cerevisiae

Labelling and Visualization of Mitochondrial Genome Expression Products in Baker's Yeast Saccharomyces cerevisiae

Mærkning og visualisering af mitokondriegenomudtryksprodukter i Baker&apos;s Yeast Saccharomyces cerevisiae

Mitochondria are essential organelles of eukaryotic cells capable of aerobic respiration. They contain circular genome and gene expression apparatus. A ...

Motility of Single Molecules and Clusters of Bi-Directional Kinesin-5 Cin8 Purified from S. cerevisiae Cells

Motility of Single Molecules and Clusters of Bi-Directional Kinesin-5 Cin8 Purified from S. cerevisiae Cells

Motilitet af enkeltmolekyler og klynger af tovejs kinesin-5 Cin8 renset fra S. cerevisiae-celler

The mitotic bipolar kinesin-5 motors perform essential functions in spindle dynamics. These motors exhibit a homo-tetrameric structure with two pairs of ...

Reconstitution of Septin Assembly at Membranes to Study Biophysical Properties and Functions

Rekonstitution af Septin-samling ved membraner for at studere biofysiske egenskaber og funktioner

Most cells can sense and change their shape to carry out fundamental cell processes. In many eukaryotes, the septin cytoskeleton is an integral component ...

Shotgun Lipidomics of Rodent Tissues

Shotgun lipidomics af gnavervæv

Lipids play a vital role as essential components of all prokaryotic and eukaryotic cells. Constant technological improvements in mass spectrometry have ...