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

Författarna vill erkänna kontoret för institutionella Advancement, och Morrisville College Foundation för en publikation bidrag för att stödja detta arbete, liksom SUNY Morrisville Collegiate Science and Technology Entry Program (CSTEP) för deras pågående stöd och stöd till grundutbildningen forskning vid SUNY Morrisville. Vi vill också tacka Sophia Hutchens för hjälpsamma kommentarer om den teknik som beskrivs.

1. Planarian djurhållning
<ol><li>Använd planarianer som köpts från ett biologiskt leveransföretag eller vildfångad om det behövs. De planarianer som används i detta protokoll är Dugesia tigrina, som anges i leveranslistan. Denna art kallas även Girardia tigrina31. Även andra vattenplanariska arter ärgodtagbara 2,3. OBS: Det protokoll som beskrivs är inriktad på djur som köpts från ett biologiskt leve...

<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 okomplicerad och tillgänglig planarian motility assay beskrivs för att bestämma stimulerande och abstinenseffekter av naturliga produkter. Som beteendemodell är det nödvändigt att ha stränga protokoll för poängsättning rörelse och tydliga definitioner av eventuella beteenden för att standardisera observationer mellan olika experimentörer. De framlagda idéerna erbjuder en demonstration av hur detta kan uppnås. Varje laboratorium som använder detta protokoll bör anpassa den presenterade informationen s?...

Det protokoll som beskrivs använder planarisk motilitet för att tillhandahålla ett sätt att bedöma de biomodulerande effekterna av naturliga ämnen. Det var särskilt anpassat för att avgöra om dessa ämnen fungerar som stimulantia, och om de sedan var förknippade med en mätbar tillbakadragande beteende1. Denna analys, känd som den planarian locomotor hastighet (pLmV) test, användes först för att testa kända farmakologiska medel2,3. Tillämpningen av denna plana järmalhetsbaserade analys har sedan dess vuxit i popularitet och har antagits av olika laboratorier som är intresserade av andra ämnen än naturligaprodukter 4,5. För denna analys placeras en planarian i en petriskål som innehåller källvatten eller källvatten som innehåller en upplöst biomodulator. Eftersom själva skålen placeras på rutpapper, kan antalet rutnätslinjer som korsas av djuret med tiden när den rör sig om behållaren användas för att bestämma rörelsehastigheten i varje villkor. Ljus/mörker-testet, annars kallat CPP (conditioned place preference test), är en annan variant på temat övervakningsplanarisk motilitet, och bedömer hur snabbt djuren svarar och migrerar till en förmörkar miljö6,7. Video spårning av planarisk rörelser kan också analyseras med hjälp av datorprogram och centrum för massa (COM) spårning8,9,10,11.
Att använda planarianen som en djurmodell för sådana studier erbjuder flera fördelar jämfört med andra djur genom att försökssävlaren lätt kan kontrollera analysen miljön. Närmare bestämt svälter planarianerna innan experiment kan förhindra deras exponering för andra näringsmässiga eller farmakologiska medel som annars kan förvirra resultaten, och den specifika biomodulatorn under utredning kan införas till planatörerna helt enkelt genom att lägga till det direkt till kulturvattnet, vilket standardiserar exponeringen. Eftersom planarianer har ett nervsystem och signalsubstanser som påminner om 'högre ordningsdjur' anses dessa djurs fysiologi och experimentella svar på neuromuskulära stimuli vara biologiskt relevanta för andra organismer12,13,14,15,16. Dessutom, eftersom planarianer är relativt billiga och okomplicerade att underhålla i laboratoriet, erbjuder de en tillgänglig biologisk modell för många utredare.
Som försöksdjur är planarianer lämpliga för ett brett spektrum av studier. Till exempel, vår grupp, liksom andra utredare använder planarianer för att studera tumorigenesis17,18,19. Planarianer uppvisar också en mängd svarsbeteenden på kemiska, termiska, gravitationella, elektriska, foto och magnetiska stimuli som har legat till grund för andra analyssystem. Några av dessa effekter har använts för att studera inlärning och minne hosdessa djur 20,21,22,23,24,25,26,27. Den primära användningen av den plana modellen i litteraturen för närvarande fokuserar på verksamheten i planarian pluripotenta stamceller, kallas neoblaster, och deras roll i regenerering28,29,30. Således, anta den modell som beskrivs här möjliggör ytterligare studier med hjälp av andra planarian-baserade analyser för att ge en bredare förståelse för hur naturliga produkter och andra biomodulatorer påverkar 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 medel för att använda den icke-parasitiska planarian, Dugesia tigrina, en frilevande vattenlevande vattenlevande flatworm, att studera stimulerande och tillbakadragande egenskaper naturliga produkter beskrivs. Experimentella analyser benefitting från unika aspekter av planarian fysiologi har tillämpats på studier om sårläkning, regenerering och tumorigenesis. Dessutom, eftersom planarians uppvisar känslighet för en mängd olika miljö stimuli och är kapabla att lära och utveckla betingade svar, de kan användas i beteendestudier undersöker lärande och minne. Planarianer besitter en grundläggande bilateral symmetri och ett centralt nervsystem som använder signalsubstanssystem mottagliga för studier som undersöker effekterna av neuromuskulära biomodulatorer. Följaktligen har experimentella system övervakning planarisk rörelse och motilitet har utvecklats för att undersöka substansberoende och tillbakadragande. Eftersom planarian motility erbjuder potential för en känslig, lätt standardiserad motility assay system för att övervaka effekten av stimuli, den planarian locomotor hastighet (pLmV) testet anpassades för att övervaka både stimulering och tillbakadragande beteenden av planarianer genom fastställandet av antalet rutnät linjer korsas av djuren med tiden. Här demonstreras och förklaras tekniken och dess tillämpning.

Laboratoriet inrättas och förberedelse av arbetsytan för att köra pLmV analysen bör slutföras innan experiment börjar. Detta inkluderar beredning av tillvänjningsbehållaren, sköljbehållare om det behövs (för utsättningsexperiment), Petriskål över laminerat gallerpapper, och korrekt placerad kamera (Figur 1). När alla videor är tagna, är det lämpligt att använda ett gemensamt datablad för att standardisera datainsamling och presentation mellan utredare (<strong class="xf...

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 motility används för att mäta de stimulerande och tillbakadragande egenskaper naturliga produkter när jämfört med förflyttning av djuren i källvatten ensam.

En Planarian Motility Assay att mäta biomodulerande egenskaper naturliga 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 är ett sätt att snabbt bedöma stimulerande och eventuella tillbakadragande effekter för en mängd olika biologiska modifiera agenter som kan påverka motilitet. Denna uppsats är lättkontrollerad och ger en okomplicerad och tillgänglig metod för att generera tillförlitliga beteendedata i även de mest grundläggande forskningsinställningar. Eftersom det planarian nervsystemet har en centraliserad rudimentär hjärna, en bilateral symmetri och analoga signalsubstansen system, beteendestudier med hjälp av dessa organismer erbjuder prekliniska insikter i möjliga ryggradsdjur svar.Experiment kan påverkas ytterligare av fysiologiska vägmodifierare, droger eller till och med genetiskt modifierade planarianer för att ge insikt i de associerade biologiska mekanismerna. Det är viktigt att ha planarianen så att överföringarna mellan behållarna inte stressar dem och att standardisera rutnätslinjekurvorna mellan labbmedlemmarna. Det bästa sättet att få konsekvent resultat från detta beteende uppsats experiment, är genom att se hur erfarna användare utfört dem.Efter att ha satt upp en planarian kultur, mata maskar ad libitum på en vanlig två gånger i veckan schema med hackade ekologiska kokta ägg eller blandade ekologiska nötkött lever i en till två timmar. Efter utfodring, ta bort alla smutsat vatten från behållaren och använda en platt akvarellfärg pensel för att överföra någon mat skräp och slem ansluter sig till behållaren till en pappershandduk. Använd färskt källvatten och skonsam virvlande eller agitation för att rubba planarianerna och decamp maskarna i en ren behållare.Skjut en Wide Bore Pipette Tip under någon planarianer kvar anslutit sig till den gamla behållaren för att underlätta deras överföring till den nya skålen och att noggrant dekantera överföringsvattnet. Sedan, täck planarianerna i den nya behållaren med färskt källvatten. För att utföra en Planarian Locomotor Velocity Test, först se till att de fem till 10 dagar utsvultna planarianer är helt bildas med kompletta och pigmenterade huvuden och svansar.Om planarianerna är redo placerar en ren 10 centimeters diameter Petri-skålen på en bit förlamat gallerpapper med 0,5 centimeter rutor per försöksgrupp och tillsätt 20 milliliter oförfalskat källvatten för kontrollgruppen eller 20 milliliter källvatten som innehåller lämplig koncentration av den naturliga produkt som testas för varje rätt. Placera en kamera ovanför den förberedda locomotor hastighet stimulering skålen och tillsätt fem till 10 milliliter oförfalskat källvatten eller källvatten som innehåller lämplig koncentration av den experimentella föreningen till en lämpligt storlek tillvänjning behållare. Därefter använder en liten ren akvarellfärgspensel för att försiktigt överföra en planarian från odlingsbehållaren till den förberedda tillvänjningsbehållaren och låta planariet att tillvänja till lösningen i behållaren i två minuter.Forskningen kommer att göra det möjligt för planarianerna att gå vidare till borsten och att försiktigt lyfta djuren utan att tvinga dem. I slutet av tillvänjningsperioden, använd borsten för att noggrant överföra planarian till centrum av den förberedda locomotor hastighet stimulering skålen som innehåller samma lösning som tillvänjning behållaren och starta kameran för att spela in 10 till 11 minuters rörlighet av planarian. För att testa effekterna av tillbakadragande i slutet av tillvänjningsperioden, skölja planari i en fem centimeters maträtt som innehåller källvatten bara.Innan du överför masken till mitten av den förberedda locomotor hastighetsskålen som innehåller färskt källvatten och starta kameran för att spela in 10 till 11 minuters rörelse. Kameran setup möjliggör en klar bild av planarian och nätet papper och tillåter en korrekt bedömning av utvecklingen av djuret under hela experimentet. Datainsamlingen ska inkludera det totala antalet rutnätslinjer som korsas samt det ackumulerade totala antalet linjer som korsas per minut av experimentet.För att standardisera resultaten från varje försök kan de plana locomotoriska hastighetskörningarna beräknas och plottas när antalet rutor som korsas i förhållande till den matchande kontrollmaskens förlopp. Som riktmärke täcker planarianer i källvatten vanligtvis cirka 25 lådor på tre minuter. En rad testreagenskoncentrationer kan undersökas för att bestämma planarisk motilitet som svar på de testföreningar av intresse.Uttagsdata kan bedömas genom att kvantifiera antalet rutnätslinjer som korsas i källvatten i förhållande till källvattenkontrollen efter att djuren vanerats i den biomodulerande produkt som undersöks. Källvattenkontrollplanärer rör sig över rutnätslinjer under hela experimentet. Ibland dock, testet planarians upphöra korsning rutnät linjer under uppsatsen med beteenden som är karakteristiska för den produkt som testas.Detta tyder på att en annan analysmetod skulle kunna krävas. Sådana instanser kan spåras och uppgifterna kan illustreras som procentandelen av det totala antalet djur som exponeras för en viss reagenskoncentration. Det är väsentligt att hantera planaren så att de inte skadas under överföringen mellan diskarna.Efter att ha fastställt effekterna av olika koncentrationer av en naturlig produkt, kan biologiska vägmodifierare tillsättas för att observera eventuella dynamiska ändringar av de ursprungliga resultaten. Den Planarian Locomotor Velocity Test användes för att testa för stimulering och tillbakadragande med hjälp av kända farmakologiska medel. Vi anpassade systemet för att studera dessa samma koncept med naturliga produkter.

Research

JoVE Journal

Biochemistry

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

En Rapid Laser Probing metod Underlättar Icke-invasiv och beröringsfri bestämning av Leaf Termiska egenskaper

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

Framställning av Giant vesiklar inkapslande mikrosfärer genom centrifugering av en vatten-i-olja-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

Analys för fosforylering och mikrotubuli bindande tillsammans med lokalisering av 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 hög genomströmning luciferas analysen att utvärdera proteolys av enda-omsättning proteas 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 anpassningsbar metod för enzymatisk produktion och rening av Diterpenoid naturliga produkter

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-genomströmning anpassning av NADH-kopplad ATPas-analys för screening av småmolekylära hämmare

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

Märkning och visualisering av mitokondriella genomuttrycksprodukter i bagerijäst 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 av enskilda molekyler och kluster av dubbelriktad kinesin-5 Cin8 renad från 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

Rekonstituering av septinmontering vid membran för att studera biofysiska egenskaper och 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

Hagelgevär lipidomik av gnagare vävnader

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