Name: alternate immersion in glucose to produce prolonged hyperglycemia in zebrafish
Uploaded: 2021-05-05T15:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Alternate Immersion in Glucose to Produce Prolonged Hyperglycemia in Zebrafish at JoVE.com

Мы хотели бы поблагодарить VPC, CJR и MCP за разработку этого протокола. EMM получила финансовую поддержку от Американского университетского колледжа искусств и наук для аспирантов для проведения этого исследования. Эта работа также была поддержана премией Меллона факультета Американского университета и финансированием через Американский университетский колледж искусств и наук (оба для VPC).

Все процедуры были одобрены Институциональным комитетом по уходу за животными и их использованию при Американском университете.
1. Подготовка резервуаров для раствора
<ol><li>Получите шесть резервуаров, по два для каждой экспериментальной группы (глюкоза, маннит и вода). П...

<ol>
	<li>Rubinstein, A. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Zebrafish:+from+disease+modeling+to+drug+discovery.">Zebrafish: from disease modeling to drug discovery.</a> Current Opinion in Drug Discovery and Development. 6 (2), 218-223 (2003).</li><li>Gerlai, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Associative+learning+in+zebrafish+(Danio+rerio).">Associative learning in zebrafish (Danio rerio).</a> Methods in Cell Biology. 101, 249-270 (2011).</li><li>Goldsmith, J. R., Jobin, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Think+small:+zebrafish+as+a+model+system+of+human+pathology.">Think small: zebrafish as a model system of human pathology.</a> BioMed Research International. , (2012).</li><li>Moss, J. 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=Regeneration+of+the+pancreas+in+adult+zebrafish.">Regeneration of the pancreas in adult zebrafish.</a> Diabetes. 58 (8), 1844-1851 (2009).</li><li>Connaughton, V. P., Baker, C., Fonde, L., Gerardi, E., Slack, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Alternate+immersion+in+an+external+glucose+solution+differentially+affects+blood+sugar+values+in+older+versus+younger+zebrafish+adults.">Alternate immersion in an external glucose solution differentially affects blood sugar values in older versus younger zebrafish adults.</a> Zebrafish. 13 (2), 87-94 (2016).</li><li>Etuk, E. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+for+studying+diabetes+mellitus.">Animal models for studying diabetes mellitus.</a> Agriculture and Biology Journal of North America. 1 (2), 130-134 (2010).</li><li>Agardh, E., Bruun, A., Agardh, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+glial+cell+immunoreactivity+and+neuronal+cell+changes+in+rats+with+STZ-induced+diabetes.">Retinal glial cell immunoreactivity and neuronal cell changes in rats with STZ-induced diabetes.</a> Current Eye Research. 23 (4), 276-284 (2001).</li><li>Carmo, A., Cunha-Vaz, J. G., Carvalho, A. P., Lopes, M. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitric+oxide+synthase+activity+in+retinas+from+non-insulin-dependent+diabetic+Goto-Kakizaki+rats:+correlation+with+blood-retinal+barrier+permeability.">Nitric oxide synthase activity in retinas from non-insulin-dependent diabetic Goto-Kakizaki rats: correlation with blood-retinal barrier permeability.</a> Nitric Oxide. 4 (6), 590-596 (2000).</li><li>Ramsey, D. J., Ripps, H., Qian, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+electrophysiological+study+of+retinal+function+in+the+diabetic+female+rat.">An electrophysiological study of retinal function in the diabetic female rat.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 47 (11), 5116-5124 (2006).</li><li>Biessels, G. J., Gispen, W. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+impact+of+diabetes+on+cognition:+what+can+be+learned+from+rodent+models.">The impact of diabetes on cognition: what can be learned from rodent models.</a> Neurobiology of Aging. 26 (1), 36-41 (2005).</li><li>Intine, R. V., Olsen, A. S., Sarras, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+zebrafish+model+of+diabetes+mellitus+and+metabolic+memory.">A zebrafish model of diabetes mellitus and metabolic memory.</a> Journal of Visualized Experiments. (72), e50232 (2013).</li><li>Sarras, M. P., Intine, R. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+zebrafish+as+a+disease+model+provides+a+unique+window+for+understanding+the+molecular+basis+of+diabetic+metabolic+memory.">Use of zebrafish as a disease model provides a unique window for understanding the molecular basis of diabetic metabolic memory.</a> Research on Diabetes. , (2013).</li><li>Gleeson, M., Connaughton, V., Arneson, L. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Induction+of+hyperglycaemia+in+zebrafish+(Danio+rerio)+leads+to+morphological+changes+in+the+retina.">Induction of hyperglycaemia in zebrafish (Danio rerio) leads to morphological changes in the retina.</a> Acta Diabetologica. 44 (3), 157-163 (2007).</li><li>Capiotti, K. 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=Hyperglycemia+induces+memory+impairment+linked+to+increased+acetylcholinesterase+activity+in+zebrafish+(Danio+rerio).">Hyperglycemia induces memory impairment linked to increased acetylcholinesterase activity in zebrafish (Danio rerio).</a> Behavioural Brain Research. 274, 319-325 (2014).</li><li>Capiotti, K. 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=Persistent+impaired+glucose+metabolism+in+a+zebrafish+hyperglycemia+model.">Persistent impaired glucose metabolism in a zebrafish hyperglycemia model.</a> Comparative Biochemistry and Physiology Part B: Biochemistry and Molecular Biology. 171, 58-65 (2014).</li><li>Capiotti, K. 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=Hyperglycemia+alters+E-NTPDases,+ecto-5'-nucleotidase,+and+ectosolic+and+cytosolic+adenosine+deaminase+activities+and+expression+from+encephala+of+adult+zebrafish+(Danio+rerio).">Hyperglycemia alters E-NTPDases, ecto-5'-nucleotidase, and ectosolic and cytosolic adenosine deaminase activities and expression from encephala of adult zebrafish (Danio rerio).</a> Purinergic Signaling. 12 (2), 211-220 (2016).</li><li>Ali, Z., 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=Photoreceptor+Degeneration+Accompanies+Vascular+Changes+in+a+Zebrafish+Model+of+Diabetic+Retinopathy.">Photoreceptor Degeneration Accompanies Vascular Changes in a Zebrafish Model of Diabetic Retinopathy.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 61 (2), 43 (2020).</li><li>Wiggenhauser, L. 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=Activation+of+Retinal+Angiogenesis+in+Hyperglycemic+pdx1-/-+Mutants.">Activation of Retinal Angiogenesis in Hyperglycemic pdx1-/- Mutants.</a> Diabetes. 69 (5), 1020-1031 (2020).</li><li>Chen, X. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Involvement+of+HMGB1+mediated+signalling+pathway+in+diabetic+retinopathy:+evidence+from+type+2+diabetic+rats+and+ARPE-19+cells+under+diabetic+condition.">Involvement of HMGB1 mediated signalling pathway in diabetic retinopathy: evidence from type 2 diabetic rats and ARPE-19 cells under diabetic condition.</a> Journal of Ophthalmology. 97, 1598-1603 (2013).</li><li>Costa, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+light+exposure,+pH,+osmolarity,+and+solvent+on+the+retinal+pigment+epithelial+toxicity+of+vital+dyes.">Effects of light exposure, pH, osmolarity, and solvent on the retinal pigment epithelial toxicity of vital dyes.</a> American Journal of Ophthalmology. 155, 705-712 (2013).</li><li>Alvarez, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Predominant+cone+photoreceptor+dysfunction+in+a+hyperglycemic+model+of+non-proliferative+diabetic+retinopathy.">Predominant cone photoreceptor dysfunction in a hyperglycemic model of non-proliferative diabetic retinopathy.</a> Disease Models and Mechanisms. 3, 236-245 (2010).</li><li>Fletcher, E. L., Phipps, J. A., Wilkinson-Berka, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dysfunction+of+retinal+neurons+and+glia+during+diabetes.">Dysfunction of retinal neurons and glia during diabetes.</a> Clinical and Experimental Optometry. 88, 132-145 (2005).</li><li>Fletcher, E. L., Phipps, J. A., Ward, M. M., Puthussery, T., Wilkinson-Berka, J. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+and+glial+abnormality+as+predictors+of+progression+of+diabetic+retinopathy.">Neuronal and glial abnormality as predictors of progression of diabetic retinopathy.</a> Current Pharmaceutical Design. 13, 2699-2712 (2007).</li><li>Agardh, E., Bruun, A., Agardh, C. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Retinal+glial+cell+immunoreactivity+and+neuronal+cell+changes+in+rats+with+STZ-+induced+diabetes.">Retinal glial cell immunoreactivity and neuronal cell changes in rats with STZ- induced diabetes.</a> Current Eye Research. 23, 276-284 (2001).</li><li>Barber, A. J., Antonetti, D. A., Gardner, T. W., Group, T. P. S. R. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Altered+expression+of+retinal+occludin+and+glial+fibrillary+acidic+protein+in+experimental+diabetes.">Altered expression of retinal occludin and glial fibrillary acidic protein in experimental diabetes.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 41, 3561-3568 (2000).</li><li>Lieth, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glial+reactivity+and+impaired+glutamate+metabolism+in+short-term+experimental+diabetic+retinopathy.">Glial reactivity and impaired glutamate metabolism in short-term experimental diabetic retinopathy.</a> Diabetes. 47, 815-820 (1998).</li><li>Rungger-Brandle, E., Dosso, A. A., Leuenberger, P. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Glial+reactivity,+an+early+feature+of+diabetic+retinopathy.">Glial reactivity, an early feature of diabetic retinopathy.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 41, 1971-1980 (2000).</li><li>Zeng, X. X., Ng, Y. K., Ling, E. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neuronal+and+microglial+response+in+the+retina+of+streptozotocin-induced+diabetic+rats.">Neuronal and microglial response in the retina of streptozotocin-induced diabetic rats.</a> Visual Neuroscience. 17, 463-471 (2000).</li><li>Mizutani, M., Gerhardinger, C., Lorenzi, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Muller+cell+changes+in+human+diabetic+retinopathy.">Muller cell changes in human diabetic retinopathy.</a> Diabetes. 47, 445-449 (1998).</li><li>Tanvir, Z., Nelson, R., DeCicco-Skinner, K., Connaughton, V. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=One+month+of+hyperglycemia+alters+spectral+responses+of+the+zebrafish+photopic+electroretinogram.">One month of hyperglycemia alters spectral responses of the zebrafish photopic electroretinogram.</a> Disease Models and Mechanisms. 11, (2018).</li><li>Hancock, H. A., Kraft, T. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oscillatory+potential+analysis+and+ERGs+of+normal+and+diabetic+rats.">Oscillatory potential analysis and ERGs of normal and diabetic rats.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 45, 1002-1008 (2004).</li><li>Layton, C. J., Safa, R., Osborne, N. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Oscillatory+potentials+and+the+b-wave:+partial+masking+and+interdependence+in+dark+adaptation+and+diabetes+in+the+rat.">Oscillatory potentials and the b-wave: partial masking and interdependence in dark adaptation and diabetes in the rat.</a> Graefe's Archives for Clinical and Experimental Ophthalmology. 245, 1335-1345 (2007).</li><li>Li, Q., Zemel, E., Miller, B., Perlman, I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+retinal+damage+in+experimental+diabetes:+electroretinographical+and+morphological+observations.">Early retinal damage in experimental diabetes: electroretinographical and morphological observations.</a> Experimental Eye Research. 74, 615-625 (2002).</li><li>Kohzaki, K., Vingrys, A. J., Bui, B. V. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Early+inner+retinal+dysfunction+in+streptozotocin-induced+diabetic+rats.">Early inner retinal dysfunction in streptozotocin-induced diabetic rats.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 49, 3595-3604 (2008).</li><li>Phipps, J. A., Yee, P., Fletcher, E. L., Vingrys, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rod+photoreceptor+dysfunction+in+diabetes:+activation,+deactivation,+and+dark+adaptation.">Rod photoreceptor dysfunction in diabetes: activation, deactivation, and dark adaptation.</a> Investigative Ophthalmology &amp; Visual Science. 47, 3187-3194 (2006).</li></ol>

Диабет является общенациональной проблемой. Исследования показывают, что к 2030 году, по оценкам, 400 миллионов человек будут иметь ту или иную форму диабета. В моделях грызунов DM типа 2 изучается с помощью генетических манипуляций. У крыс диабетические жирные крысы Цукера (ZDF) и жирные крыс?...

Рыбки данио (Danio rerio) быстро становятся широко используемой животной моделью для изучения как болезней, так и познания1. Легкость генетических манипуляций и эмбриональная прозрачность на ранних стадиях развития делают их главным кандидатом на изучение заболеваний человека с известной генетической основой. Например, рыбки данио использовались для изучения синдрома Холта-Орама, кардиомиопатий, гломерулоцистических заболеваний почек, мышечной дистрофии и сахарного диабета (СД) среди других заболеваний1. Кроме того, модель рыбок данио идеально подходит из-за небольшого размера вида, простоты в обслуживании и высокой плодовитости2,3.
Поджелудочная железа рыбок данио анатомически и функционально похожа на поджелудочную железу млекопитающих4. Таким образом, уникальные характеристики размера, высокая плодовитость и подобные эндокринные структуры делают рыбок данио подходящим кандидатом для изучения осложнений, связанных с СД. У рыбок данио существуют два экспериментальных метода, используемых для индуцирования длительной гипергликемии, характерной для СД: приток глюкозы (моделирование типа 2) и прекращение секреции инсулина (моделирование типа 1)5,6. Экспериментально, чтобы остановить секрецию инсулина, клетки β поджелудочной железы могут быть химически уничтожены с помощью инъекций стрептозотоцина (СТЗ) или аллоксана. STZ успешно используется у грызунов и рыбок данио, что приводит к осложнениям, связанным с ретинопатией7,8,9,когнитивными нарушениями10и регенерацией конечностей11. Однако у рыбок данио β-клетки регенерируют после лечения, в результате чего «бустерные инъекции» СТЗ необходимы для поддержания диабетических состояний12. Альтернативно, поджелудочная железа рыбки данио может быть удалена6. Это как высокоинвазивные процедуры, из-за многократных инъекций, так и обширного времени восстановления.
И наоборот, гипергликемия может быть вызвана неинвазивно через воздействие экзогенной глюкозы. В этом протоколе рыб погружают в высококонцентрированный раствор глюкозы на 24 часа5,13 или непрерывно в течение 2-х недель14,15,16. Экзогенная глюкоза поглощается трансдермально, путем приема внутрь и / или через жабры, что приводит к повышению уровня сахара в крови. Поскольку этот неинвазивный метод напрямую не манипулирует уровнями инсулина, он не может претендовать на индуцировать СД 2 типа. Тем не менее, он может быть использован для изучения осложнений, вызванных гипергликемией, которая является одним из основных симптомов СД 2 типа.
Недавно мутантный pdx1-/- рыбки данио был разработан путем манипулирования геном гомеобокса 1 поджелудочной железы и двенадцатиперстной кишки, геном, связанным с генетической причиной СД типа 2 у людей. Используя этот мутант, исследователи смогли воспроизвести нарушение развития поджелудочной железы, высокий уровень сахара в крови и изучить гипергликемию-индуцированную диабетическую ретинопатию17,18.
В этой статье мы описываем неинвазивный метод индукции гипергликемии, который использует протокол переменного погружения. Этот протокол поддерживает гипергликемические состояния до 8 недель с последующими осложнениями. Короче говоря, взрослых рыбок данио помещают в раствор сахара на 24 часа, а затем водный раствор на 24 часа. В отличие от непрерывного погружения во внешние растворы глюкозы, чередование дней между сахаром и водой имитирует подъем и падение уровня сахара в крови при диабете. Протокол чередования глюкозы дополнительно позволяет индуцировать гипергликемию в течение более длительных периодов времени, так как рыбки данио не в состоянии компенсировать высокие внешние условия глюкозы. В качестве доказательства принципа мы предоставляем данные, показывающие, что гипергликемия, вызванная с помощью этого протокола, изменяет химию и физиологию сетчатки.

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>Airline Tubing</td>
			<td>petsmart</td>
			<td>5291863</td>
			<td>This can be used in the tank to circulate air</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Airpump</td>
			<td>petsmart</td>
			<td>5094984</td>
			<td>This can be used in the tank to circulate air</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Airstones</td>
			<td>petsmart</td>
			<td>5149683</td>
			<td>This can be used in the tank to circulate air</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-glucose</td>
			<td>Sigma</td>
			<td>G8270-5KG</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>D-mannitol</td>
			<td>Acros Organics</td>
			<td>AC125340050</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freestyle Lite Meter</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B01LMOMLTU</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Freestyle Lite Strips</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B074ZN3H2Z</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Net</td>
			<td>petsmart</td>
			<td>5175115</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Tanks</td>
			<td>Amazon</td>
			<td>B0002APZO4</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

alternate immersion in glucose to produce prolonged hyperglycemia in zebrafish

Рыбки данио (Danio rerio) являются отличной моделью для исследования последствий хронической гипергликемии, отличительной черты сахарного диабета II типа (СД2). Этот альтернативный протокол погружения представляет собой неинвазивный, ступенчатый метод индуцирования гипергликемии на срок до восьми недель. Взрослые рыбки данио поочередно подвергаются воздействию сахара (глюкозы) и воды в течение 24 часов каждая. Рыбки данио начинают лечение в 1% растворе глюкозы в течение 2 недель, затем 2% раствором в течение 2 недель и, наконец, 3% раствором в течение оставшихся 4 недель. По сравнению с обработанными водой (стресс) и маннитолами (осмотическими) контрольными органами, рыбки данио, обработанные глюкозой, имеют значительно более высокий уровень сахара в крови. Рыбки данио, обработанные глюкозой, показывают уровень сахара в крови в 3 раза больше, чем в контрольной, предполагая, что через четыре и восемь недель может быть достигнута гипергликемия. Устойчивая гипергликемия была связана с увеличением глиального фибриллярного кислого белка (GFAP) и повышенным уровнем ядерного фактора Kappa B (NF-kB) в сетчатке и снижением физиологических реакций, а также когнитивным дефицитом, предполагающим, что этот протокол может быть использован для моделирования осложнений заболевания.

Используя этот протокол(Рисунок 1),значения сахара в крови значительно повышаются как после 4 недель, так и после 8 недельлечения (Рисунок 2А),при этом гипергликемия определяется как в 3 раза выше контрольных средних значений как из обработанных водой, так ?...

Watch this Scientific Journal Video about Alternate Immersion in Glucose to Produce Prolonged Hyperglycemia in Zebrafish at JoVE.com

Alternate Immersion in Glucose to Produce Prolonged Hyperglycemia in Zebrafish

Этот протокол неинвазивно вызывает гипергликемию у рыбок данио на срок до 8 недель. Используя этот протокол, можно провести углубленное исследование побочных эффектов гипергликемии.

Альтернативное погружение в глюкозу для производства длительной гипергликемии у рыбок данио

Zebrafish (Danio rerio) are an excellent model to investigate the effects of chronic hyperglycemia, a hallmark of Type II Diabetes Mellitus (T2DM). This ...

Этот протокол вызывает гипергликемию у рыб данио в режиме подъема и падения, который имитирует гипергликемию, наблюдаемую при диабете второго типа. Основным преимуществом этой методики является то, что она является неинвазивной методикой, которая позволяет гарантировать, что гипергликемия является причиной любых изменений, наблюдаемых у гипергликемических рыб. Этот протокол потенциально может быть использован для изучения терапевтических путей или фармацевтических препаратов, которые нацелены на осложнения гипергликемии.Этот протокол имеет много шагов, но когда шаги соблюдаются правильно и с осторожностью, он должен быстро стать второй натурой. Помните, однако, что всегда относитесь к животным мягко и гумано на протяжении всего протокола. Начните с установки шести резервуаров, по два для каждой экспериментальной группы.Используйте два литровых резервуара, если общее количество рыб менее 20 и четыре литровых резервуара, если общее количество рыб больше 20. Навесьте этикетку на один из двух резервуаров, корпус резервуара и другой резервуар для раствора. Держите резервуары на водяной бане при температуре от 28 до 29 градусов по Цельсию для поддержания температуры воды.В первый день поместите рыбу в соответствующие лечебные растворы на 24 часа. На второй день перенесите рыбу из ее лечебных растворов в воду на 24 часа. На третий день перенесите рыбу из воды на лечебные растворы.Продолжайте это попеременно воздействие в течение оставшейся части эксперимента. Ежедневное перемещение очищенной воды контрольной рыбы из воды в воду. Убедитесь, что рыба кормится и переносится в течение одного двухчасового окна каждый день на протяжении всего эксперимента.Перенесите рыбу в каждой группе обработки из резервуара корпуса в соответствующий резервуар для раствора с помощью стандартной рыбной сети. Поместите резервуар с рыбой обратно на водяную баню и замените воздушный камень и крышку резервуара. Этот резервуар теперь является резервуаром для корпуса, а резервуар, в котором ранее содержались рыбы, теперь является резервуаром для раствора.Выбросьте старый раствор и очистите резервуар вместе с крышками резервуара, воздушными линиями, воздушными камнями и сетками, чтобы предотвратить накопление глюкозы и маннитола. Используйте воду и специальную губку для каждого состояния обработки, чтобы правильно очистить резервуары. Высушите недавно очищенные резервуары для раствора бумажным полотенцем и приготовьте растворы на следующий день, используя этот резервуар.Убедитесь, что другие предметы высушены и разделены соответствующими группами обработки. Для приготовления растворов сахара заполните каждый резервуар раствора двумя или четырьмя литрами системной воды. Измерьте правильное количество глюкозы и маннитола с помощью весов с верхней загрузкой и отдельных весовых лодок для каждого химического вещества.Добавьте взвешенную глюкозу или аликвот маннит в соответствующий резервуар для чистого раствора. Перемешайте растворы с помощью отдельных стеклянных стержней для перемешивания до полного растворения сахаров. Затем верните емкости с раствором на водяную баню и накройте их соответствующими крышками.Чтобы приготовить водный раствор, заполните экспериментальные резервуары системной водой Верните эти емкости раствора на водяную баню и накройте их соответствующими крышками. Значения сахара в крови были значительно повышены после четырехнедельного и восьминедельного лечения глюкозой. При гипергликемии определяется как в три раза больше контрольных средних значений как из групп, обработанных водой, так и из групп, обработанных маннитом.Ткань сетчатки, собранная после четырех недель гипергликемии, имела увеличение уровня глиального фибриллярного кислого белка или GFAP. Экспрессия GFAP наблюдается в глиальных клетках Мюллера в сетчатке, которые изменяются при диабетической ретинопатии. Это увеличение ГФПБ было связано с повышением уровня каппаБ ядерного фактора.Предполагая, что индуцированная гипергликемия вызывает воспалительную реакцию и реактивный глиоз. Записи ERG после четырех недель лечения выявили снижение ответа у сетчатки, получавших глюкозу, по сравнению с контрольной контролем, получавших маннитол. Амплитуды как фоторецепторных, так и биполярных клеточных компонентов были снижены у гипергликемических рыб.Эта процедура может быть дополнена другими тестами на гипергликемию. Например, анализ памяти может быть использован для анализа когнитивного дефицита или записи визуальных реакций, таких как оптомоторный ответ, для оценки осложнений, основанных на зрении. Как только этот метод был установлен, наша лаборатория смогла использовать его для изучения осложнений, вызванных гипергликемией, в модели рыбы данио.Мы наблюдали эти осложнения относительно быстро, после четырех недель лечения.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

Human Fear Conditioning Conducted in Full Immersion 3-Dimensional Virtual Reality

Страх человека кондиционирования проведены в полном погружении 3-мерная виртуальная реальность

Fear conditioning is a widely used paradigm in non-human animal research to investigate the neural mechanisms underlying fear and anxiety. A major ...

Time-lapse Live Imaging of Clonally Related Neural Progenitor Cells in the Developing Zebrafish Forebrain

Покадровый Живая съемка клонально Связанные нейронные клетки-предшественники в развивающихся данио рерио переднего мозга

Precise patterns of division, migration and differentiation of neural progenitor cells are crucial for proper brain development and function1,2. To ...

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

Retrograde Fluorescent Labeling Allows for Targeted Extracellular Single-unit Recording from Identified Neurons In vivo

Ретроградная Флуоресцентная маркировка Позволяет Целевые Внеклеточные единичные Запись с Выявленные Нейроны<em&gt; В естественных условиях</em

The overall goal of this method is to record single-unit responses from an identified population of neurons. In vivo electrophysiological recordings from ...

Dual Electrophysiological Recordings of Synaptically-evoked Astroglial and Neuronal Responses in Acute Hippocampal Slices

Двойной Электрофизиологические Записи синаптически-вызванных астроглиального и нейрональных ответов, при остром срезов гиппокампа

Astrocytes form together with neurons tripartite synapses, where they integrate and modulate neuronal activity. Indeed, astrocytes sense neuronal inputs ...

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust (Schistocerca Americana) Olfactory Circuits

Multi-unit Recording Methods to Characterize Neural Activity in the Locust Schistocerca Americana Olfactory Circuits

Multi-единицы Запись методы для характеристики нейронной активности в Locust (<em&gt; Schistocerca Americana</em&gt;) Обонятельные схемы

Detection and interpretation of olfactory cues are critical for the survival  of many organisms. Remarkably, species across phyla have strikingly similar ...

Direct Intraventricular Delivery of Drugs to the Rodent Central Nervous System

Прямая Внутрижелудочковая поставке лекарственных препаратов грызунов центральной нервной системы

Due to an inability to cross the blood brain barrier, certain drugs need to be directly delivered into the central nervous system (CNS). Our lab focuses ...

A Simple and Inexpensive Method for Determining Cold Sensitivity and Adaptation in Mice

Простой и недорогой метод для определения холодную чувствительность и адаптация в мышах

Cold hypersensitivity is a serious clinical problem, affecting a broad subset of patients and causing significant decreases in quality of life.  The cold ...

Analyzing Synaptic Modulation of Drosophila melanogaster Photoreceptors after Exposure to Prolonged Light

Analyzing Synaptic Modulation of Drosophila melanogaster Photoreceptors after Exposure to Prolonged Light

Анализ Synaptic модуляция<em&gt; Дрозофилы</em&gt; Фоторецепторы после экспозиции продолжительному воздействию света

The nervous system has the remarkable ability to adapt and respond to various stimuli. This neural adjustment is largely achieved through plasticity at ...

A Revised Surgical Approach to Induce Endolymphatic Hydrops in the Guinea Pig

Пересмотренный хирургический подход, чтобы вызвать эндофолфатических гидропов в Гвинеи Свинья

Endolymphatic hydrops is an enlargement of scala media that is most often associated with Meniere&#39;s disease, though the pathophysiologic mechanism(s) ...

Combining Behavior and EEG to Study the Effects of Mindfulness Meditation on Episodic Memory

Сочетание поведения и ЭЭГ для изучения влияния медитации осознанности на эпизодическую память

Although there has been recent interest in how mindfulness meditation can affect episodic memory as well as brain structure and function, no study has ...