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

De auteurs willen het kantoor van Institutional Advancement erkennen, en de Morrisville College Foundation voor een publicatie subsidie ter ondersteuning van dit werk, evenals de SUNY Morrisville Collegiate Science and Technology Entry Program (CSTEP) voor hun voortdurende hulp en ondersteuning van undergraduate onderzoek aan SUNY Morrisville. We willen ook Sophia Hutchens bedanken voor nuttige opmerkingen over de beschreven techniek.

1. Planaire veeteelt
<ol><li>Gebruik planarianen gekocht bij een biologische levering bedrijf of wild gevangen indien nodig. De planarianen gebruikt in dit protocol zijn Dugesia tigrina, zoals vermeld in de levering lijst. Deze soort wordt ook wel Girardia tigrina31genoemd. Andere aquatische planaire soorten zijn ook aanvaardbaar2,3. OPMERKING: Het beschreven protocol is afgestemd op dieren die bij een biologisch toe...

<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>

Een eenvoudige en toegankelijke planaire beweeglijkheidstest wordt beschreven om de stimulerende en ontwenningseffecten van natuurlijke producten te bepalen. Als gedragsmodel is het noodzakelijk om strenge protocollen te hebben voor het scoren van beweging en duidelijke definities van elk gedrag om waarnemingen tussen verschillende onderzoekers te standaardiseren. De gepresenteerde ideeën geven een demonstratie van hoe dit kan worden bereikt. Elk laboratorium dat dit protocol gebruikt, moet de gepresenteerde informatie ...

Het beschreven protocol maakt gebruik van de planaire beweeglijkheid om een middel te bieden om de biomodulating effecten van natuurlijke stoffen te beoordelen. Het werd specifiek aangepast om te bepalen of deze stoffen functioneren als stimulerende middelen, en als ze vervolgens werden geassocieerd met een meetbare terugtrekking gedrag1. Deze test, bekend als de planaire motorische snelheid (pLmV) test, werd voor het eerst gebruikt om bekende farmacologische agentia te testen2,3. De toepassing van deze op planaire beweeglijkheid gebaseerde test is sindsdien in populariteit gegroeid en is overgenomen door verschillende laboratoria die geïnteresseerd zijn in andere stoffen dan natuurlijke producten4,5. Voor deze test wordt een planarian geplaatst in een petrischaal met bronwater of bronwater met een opgeloste biomodulator. Omdat de schotel zelf op grafiekpapier wordt geplaatst, kan het aantal rasterlijnen dat door het dier met de tijd wordt gekruist aangezien het zich over de container beweegt worden gebruikt om de snelheid van beweging in elke voorwaarde te bepalen. De licht/donkere test, ook wel de geconditioneerde plaatsvoorkeurstest (CPP) genoemd, is een andere variant op het thema van het monitoren van de planaire beweeglijkheid, en beoordeelt hoe snel de dieren reageren en migreren naar een verduisterde omgeving6,7. Video tracking van planaire bewegingen kan ook worden geanalyseerd met behulp van computerprogramma's en het centrum van de massa (COM) tracking8,,9,,10,11.
Het gebruik van de planarian als een dier model voor dergelijke studies biedt verschillende voordelen ten opzichte van andere dieren in die tijd dat de onderzoeker gemakkelijk kan de test omgeving controle. In het bijzonder, hongeren de planarianen voor experimenten kan voorkomen dat hun blootstelling aan andere voedings-of farmacologische agentia die anders zou kunnen verwarren de resultaten, en de specifieke biomodulator in onderzoek kan worden ingevoerd om de planarianen gewoon door het direct toe te voegen aan de cultuur water, waardoor standaardiseren van de blootstelling. Aangezien planarianen een zenuwstelsel en neurotransmitters hebben die doen denken aan 'dieren met hogere orde', worden de fysiologie en experimentele reacties van deze dieren op neuromusculaire stimuli als biologisch relevant beschouwd voor andere organismen12,13,14,15,16. Ook, omdat planarianen zijn relatief goedkoop en eenvoudig te onderhouden in het laboratorium, ze bieden een toegankelijk biologisch model voor veel onderzoekers.
Als proefdier zijn planarianen geschikt voor een breed scala aan studies. Bijvoorbeeld, onze groep, evenals andere onderzoekers gebruiken planarianen om tumorigenese17,18,,19te bestuderen . Planarianen vertonen ook een groot aantal reactiegedrag op chemische, thermische, gravitatie-, elektrische, foto- en magnetische stimuli die de basis van andere testsystemen hebben gevormd. Sommige van deze effecten zijn gebruikt om leren en geheugen bij deze dieren te bestuderen20,21,22,23,24,25,26,27. Het primaire gebruik van het planariane model in de literatuur richt zich momenteel op de activiteit van planarian pluripotente stamcellen, neoblacden genoemd, en hun rol in regeneratie28,29,30. De goedkeuring van het hier beschreven model maakt het dus mogelijk om verder te bestuderen met behulp van andere op planaire gebaseerde tests om een breder begrip te bieden van de invloed van natuurlijke producten en andere biomodulatoren op het organisme.

<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

Een eenvoudige, controleerbare manier van het gebruik van de niet-parasitaire planarian, Dugesia tigrina, een vrij levende aquatische platworm, om de stimulerende en ontwenningseigenschappen van natuurlijke producten te bestuderen wordt beschreven. Experimentele tests profiteren van unieke aspecten van de planaire fysiologie zijn toegepast op studies over wondgenezing, regeneratie, en tumorigenese. Bovendien, omdat planarianen gevoeligheid voor een verscheidenheid van milieustimuli vertonen en in staat zijn om geconditioneerde reacties te leren en te ontwikkelen, kunnen ze worden gebruikt in gedragsstudies die leren en geheugen onderzoeken. Planarianen beschikken over een fundamentele bilaterale symmetrie en een centraal zenuwstelsel dat neurotransmitter systemen vatbaar maakt voor studies onderzoeken van de effecten van neuromusculaire biomodulatoren. Bijgevolg zijn experimentele systemen ontwikkeld die de planaire beweging en beweeglijkheid monitoren om verslaving en terugtrekking van stoffen te onderzoeken. Omdat planaire beweeglijkheid biedt het potentieel voor een gevoelige, gemakkelijk gestandaardiseerde beweeglijkheidstest systeem om het effect van stimuli te controleren, de planaire motorische snelheid (pLmV) test werd aangepast om zowel stimulatie en ontwenningsgedrag te controleren door planarianen door de bepaling van het aantal rasterlijnen gekruist door de dieren met de tijd. Hier worden de techniek en de toepassing ervan gedemonstreerd en uitgelegd.

Het laboratorium opgezet en de voorbereiding van de werkruimte voor het uitvoeren van de pLmV test moet worden voltooid voordat het experiment begint. Dit omvat de bereiding van de gewenningscontainer, spoelcontainer indien nodig (voor ontwenningsexperimenten), Petrischaal over gelamineerd roosterpapier en goed geplaatste camera(figuur 1). Zodra alle video's zijn genomen, is het raadzaam om een gemeenschappelijk datablad te gebruiken om het verzamelen en presenteren van gegevens tussen onder...

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

Planaire beweeglijkheid wordt gebruikt om de stimulerende en ontwenningseigenschappen van natuurlijke producten te meten in vergelijking met de beweging van de dieren in bronwater alleen.

Een planaire beweeglijkheidstest om de biomodulating eigenschappen van natuurlijke producten te meten

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

De Planarian Locomotor Velocity Test is een middel om stimulerende middelen en mogelijke ontwenningsverschijnselen snel te beoordelen voor een verscheidenheid aan biologische modificerende agentia die de beweeglijkheid kunnen beïnvloeden. Dit essay is gemakkelijk te controleren en biedt een eenvoudige en toegankelijke methode voor het genereren van betrouwbare gedragsgegevens in zelfs de meest elementaire onderzoeksinstellingen. Aangezien het planaire zenuwstelsel een gecentraliseerd rudimentair brein, een bilaterale symmetrie en analoog neurotransmittersystemen heeft, bieden gedragsstudies met behulp van deze organismen preklinische inzichten in mogelijke gewervelde reacties.Experimenten kunnen verder worden beïnvloed door fysiologische route modifiers, drugs of zelfs genetisch gemodificeerde planarianen om inzicht te geven in de bijbehorende biologische mechanismen. Het is belangrijk om de planarian zo te hebben dat de overdrachten tussen containers hen niet benadrukken en de netlijnkrommes tussen laboratoriumleden standaardiseren. De beste manier om consistente resultaten te verkrijgen van dit gedrag essay experiment, is door te zien hoe ervaren gebruikers ze uitgevoerd.Na het opzetten van een planaire cultuur, voeden de wormen ad libitum op een regelmatige twee keer per week schema van gehakte biologische gekookte eieren of gemengd biologisch rundvlees lever voor een tot twee uur. Na het voeden, verwijder eventueel vervuild water uit de container en gebruik een platte aquarel verfborstel om eventuele voedselresten en slijm vasthouden aan de container naar een papieren handdoek. Gebruik vers bronwater en zachte werveling of agitatie om de planarianen te verjagen en de wormen in een schone container te decamperen.Schuif een Wide Bore Pipette Tip onder eventuele planarianen die nog aan de oude container om hun overdracht naar de nieuwe schotel te vergemakkelijken en om zorgvuldig decanteren de overdracht water. Bedek vervolgens de planarianen in de nieuwe container met vers bronwater. Om een Planarian Locomotor Velocity Test uit te voeren, zorg er dan eerst voor dat de vijf tot 10 dagen uitgehongerde planarianen volledig worden gevormd met volledige en gepigmenteerde kop en munt.Als de planarianen klaar zijn plaats een schone 10 centimeter diameter petrischaal op een stuk van voorgeruiste rooster papier met 0,5 centimeter vierkanten per experimentele groep en voeg 20 milliliter onvervalst bronwater voor de controlegroep of 20 milliliter bronwater met de juiste concentratie van het natuurlijke product wordt getest op elk gerecht. Plaats een camera boven de voorbereide motorische snelheidsstimuleringsschotel en voeg vijf tot 10 milliliter onvervalst bronwater of bronwater toe met de juiste concentratie van de experimentele verbinding aan een geschikte gewenningscontainer. Gebruik vervolgens een kleine schone aquarel verfborstel om voorzichtig een planarian overdracht van de cultuur container naar de voorbereide gewenning container en laat de planarian om te wennen aan de oplossing in de container voor twee minuten.Onderzoek zal de planarianen in staat stellen om op de borstel te gaan en de dieren zorgvuldig op te tillen zonder ze te dwingen. Gebruik aan het einde van de gewenningsperiode de borstel om de vaatbakse voorzichtig over te brengen naar het midden van de voorbereide motorische snelheidsstimuleringsschotel met dezelfde oplossing als de gewenningscontainer en start de camera om 10 tot 11 minuten beweging van de planarian op te nemen. Om de effecten van onttrekking aan het einde van de gewenningsperiode te testen, spoelt u de vloerige in een schotel van vijf centimeter met alleen bronwater.Voordat u de worm naar het midden van de voorbereide motorische snelheid schotel met vers bronwater en start de camera op te nemen 10 tot 11 minuten van de beweging. De camera-opstelling maakt een duidelijk beeld van de planarian en het raster papier en maakt een nauwkeurige beoordeling van de voortgang van het dier voor de duur van het experiment. De gegevensverzameling moet het totale aantal doorgestreepte rasterlijnen omvatten, evenals het cumulatieve totale aantal lijnen dat per minuut van het experiment wordt overschreden.Om de resultaten van elke proef te standaardiseren, kunnen de planaire motorische snelheidslooppas worden berekend en uitgezet als het aantal dozen dat ten opzichte van de voortgang van de overeenkomende controleworm wordt gekruist. Als benchmark bedekken planarianen in bronwater doorgaans ongeveer 25 dozen in drie minuten. Een reeks van test reagens concentraties kunnen worden onderzocht om de planaire beweeglijkheid te bepalen in reactie op de testverbindingen van belang.Ontwenningsgegevens kunnen worden beoordeeld door het aantal rasterlijnen dat in bronwater is overschreden, te kwantificeren ten opzichte van de controle van het bronwater nadat de dieren in het onderzochte biomodulerende product waren gewenningsproducten. Springwater controle planarianen bewegen over netlijnen voor de duur van het experiment. Soms echter, de test planarians ophouden kruising rasterlijnen tijdens het essay met gedrag dat kenmerkend zijn voor het product wordt getest.Dit suggereert dat een andere analysemethode nodig zou kunnen zijn. Dergelijke gevallen kunnen worden gevolgd en de gegevens kunnen worden geïllustreerd als het percentage van het totale aantal dieren dat aan een bepaalde reagensconcentratie wordt blootgesteld. Het is essentieel om de planarian te behandelen, zodat ze niet worden beschadigd tijdens de overdracht tussen de gerechten.Na het bepalen van de effecten van verschillende concentraties van een natuurlijk product, kunnen biologische routemodifiers worden toegevoegd om eventuele dynamische veranderingen in de oorspronkelijke resultaten waar te nemen. De Planarian Locomotor Velocity Test werd gebruikt om te testen op stimulatie en terugtrekking met behulp van bekende farmacologische middelen. We hebben het systeem aangepast om dezelfde concepten te bestuderen met natuurlijke producten.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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

Een Rapid Laser Probing Methode faciliteert de niet-invasieve en Contacteer-vrij Bepaling van Leaf thermische eigenschappen

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

Bereiding van Giant blaasjes inkapselen Microbolletjes door centrifugeren van een water-in-olie emulsie

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 voor fosforylatie en microtubulus bindende samen met lokalisatie van Tau-eiwit in Colorectal kankercellen

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

Een High-Throughput Luciferase Assay te evalueren proteolyse van de Single-omzet 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

Een aanpasbare aanpak voor de enzymatische productie en zuivering van Diterpenoid natuurlijke producten

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

Een semi-High-throughput adaptatie van de NADH-gekoppelde ATPase-assay voor het screenen van kleine molecuul remmers

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

Etikettering en visualisatie van Mitochondriale genoomexpressieproducten in 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

Beweeglijkheid van enkele moleculen en clusters van bidirectionele kinesine-5 Cin8 gezuiverd uit S. cerevisiae-cellen

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

Reconstitutie van septineassemblage bij membranen om biofysische eigenschappen en functies te bestuderen

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 van Knaagdier weefsels

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