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

Vi vill uppmärksamma VPC, CJR och MCP för utvecklingen av detta protokoll. EMM fick ekonomiskt stöd från American University College of Arts and Sciences Graduate Student Support för att genomföra denna forskning. Detta arbete stöddes också av en American University Faculty Mellon Award och finansiering genom American University College of Arts and Sciences (båda till VPC).

Alla procedurer godkändes av Institutional Animal Care and Use Committee vid American University.
1. Förbereda lösningstankarna
<ol><li>Få sex tankar, två för varje experimentell grupp (glukos, mannitol och vatten). Märk en av de två tankarna "hustank" (den kommer att hysa fisken) och märk den andra "lösningstanken" (den håller lösningen). OBS: Behandlingsgruppen mannitol är den osmotiska kontrollen, och vattenbehandlingsgruppen är en hanterings-/stresskontroll. Det är vikt...

<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>

Diabetes är ett rikstäckande problem. Studier visar att år 2030 kommer uppskattningsvis 400 miljoner människor att ha någon form av diabetes. I gnagaremodeller studeras typ 2 DM med hjälp av genetisk manipulation. Hos råttor ger Zucker diabetiker feta råttor (ZDF) och Otsuka Long-Evans Tokushima feta råttor (OLETF), mer information om effekterna av typ 2 DM10. Dessutom har fettrik kost använts hos gnagare för att inducera hyperglykemi. Detta återspeglar det icke-invasiva förfarande so...

Zebrafisk (Danio rerio) blir snabbt en allmänt använd djurmodell för att studera både sjukdom och kognition1. Enkelheten i genetisk manipulation och embryonal transparens genom de tidiga utvecklingsstadierna gör dem till en huvudkandidat för att studera mänskliga sjukdomar med en känd genetisk grund. Till exempel har zebrafisk använts för att studera Holt-Oram syndrom, kardiomyopatier, glomerulocystisk njursjukdom, muskeldystrofi och diabetes mellitus (DM) bland andra sjukdomar1. Dessutom är zebrafiskmodellen idealisk på grund av artens lilla storlek, enkel underhåll och hög fecundity2,3.
Zebrafisk bukspottkörteln är både anatomiskt och funktionellt lik däggdjur bukspottkörteln4. Således gör de unika egenskaperna hos storlek, hög fecundity och liknande endokrina strukturer zebrafisk en lämplig kandidat för att studera DM-relaterade komplikationer. I zebrafisk finns det två experimentella metoder som används för att inducera den långvariga hyperglykemin som är karakteristisk för DM: en tillströmning av glukos (modellering typ 2) och upphörande av insulinsekretion (modellering typ 1)5,6. Experimentellt, för att stoppa insulinutsöndring, kan bukspottskörtelceller β kemiskt förstöras med antingen Streptozotocin (STZ) eller Alloxan injektioner. STZ har använts framgångsrikt hos gnagare och zebrafisk, vilket resulterar i komplikationer i samband med retinopati7,8,9,kognitiva funktionsnedsättningar10, och lemregenerering11. I zebrafisk regenereras β efter behandling, vilket gör att "boosterinjektioner" av STZ är nödvändiga för att upprätthålla diabetesförhållanden12. Alternativt kan zebrafiskens bukspottkörtel avlägsnas6. Dessa är båda mycket invasiva förfaranden, på grund av flera injektioner, och omfattande återhämtningstid.
Omvänt kan hyperglykemi induceras noninvasively genom exponering för exogen glukos. I detta protokoll är fisken nedsänkt i en högkoncentrerad glukoslösning i 24 timmar5,13 eller kontinuerligt i 2 veckor14,15,16. Exogen glukos tas upp transdermally, genom intag och/eller över gälarna vilket resulterar i förhöjda blodsockernivåer. Eftersom denna icke-invasiva teknik inte direkt manipulerar insulinnivåerna kan den inte göra anspråk på att inducera typ 2 DM. Det kan dock användas för att undersöka komplikationer framkallade av hyperglykemi, som är ett av de viktigaste symptomen på typ 2 DM.
Nyligen utvecklades zebrafiskmutant pdx1-/- genom att manipulera bukspottskörteln och duodenal homeobox 1 genen, en gen kopplad till den genetiska orsaken till typ 2 DM hos människor. Med hjälp av denna mutant har forskare kunnat replikera bukspottskörtelutvecklingsstörning, högt blodsocker och studera hyperglykemi-inducerad diabetesretinopati17,18.
I detta dokument beskriver vi en noninvasive hyperglykemi induktionsmetod som använder ett alternerande nedsänkning protokoll. Detta protokoll upprätthåller hyperglykemiska villkor i upp till 8 veckor med efterföljande komplikationer observeras. I korthet placeras vuxna zebrafiskar i en sockerlösning i 24 timmar och sedan en vattenlösning i 24 timmar. I motsats till kontinuerlig nedsänkning i externa glukoslösningar efterliknar alternerande dagar mellan socker och vatten ökningen och minskningen av blodsocker vid diabetes. Ett alternerande glukosprotokoll gör det dessutom möjligt att inducera hyperglykemi under längre tidsperioder, eftersom zebrafisken inte kan kompensera för de höga yttre glukosförhållandena. Som bevis på princip tillhandahåller vi data som visar att hyperglykemi inducerad med detta protokoll förändrar näthinnekemi och fysiologi.

<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

Zebrafisk (Danio rerio) är en utmärkt modell för att undersöka effekterna av kronisk hyperglykemi, ett kännetecken för typ II Diabetes Mellitus (T2DM). Detta alternativa nedsänkningsprotokoll är en icke-invasiv, stegvis metod för att inducera hyperglykemi i upp till åtta veckor. Vuxna zebrafiskar utsätts växelvis för socker (glukos) och vatten i 24 timmar vardera. Zebrafisken börjar behandlingen i en 1% glukoslösning i 2 veckor, sedan en 2% lösning i 2 veckor och slutligen en 3% lösning under de återstående 4 veckorna. Jämfört med vattenbehandlade (stress) och mannitolbehandlade (osmotiska) kontroller har glukosbehandlade zebrafiskar betydligt högre blodsockernivåer. Den glukosbehandlade zebrafisken visar blodsockernivåer på 3 gånger kontrollerna, vilket tyder på att efter både fyra och åtta veckor kan hyperglykemi uppnås. Ihållande hyperglykemi var associerad med ökad glial fibrillary acidic protein (GFAP) och ökad nukleär faktor Kappa B (NF-kB) nivåer i näthinnan och minskade fysiologiska svar, liksom kognitiva underskott tyder på att detta protokoll kan användas för att modellera sjukdom komplikationer.

Med hjälp av detta protokoll (figur 1) förhöjs blodsockervärdena avsevärt efter både 4 veckors och 8 veckors behandling (figur 2A), med hyperglykemi definierad som 3x kontrollgenomsnitten från både vattenbehandlade och mannitolbehandlade grupper. Vattenbehandlade kontroller överförs in och ut ur vatten dagligen, vilket ger en stress- / hanteringskontroll. Mannitol fungerar som en osmotisk kontroll i in vitro glukosstudier19...

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

Detta protokoll inducerar noninvasively hyperglykemi i zebrafisk i upp till 8 veckor. Med hjälp av detta protokoll kan en djupgående studie av de negativa effekterna av hyperglykemi göras.

Alternativ nedsänkning i glukos för att producera långvarig hyperglykemi hos zebrafisk

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

Detta protokoll inducerar hyperglykemi hos zebrafisk i ett öknings- och fallmönster som efterliknar hyperglykemin som ses vid typ två-diabetes. Den största fördelen med denna teknik är att det är en icke-invasiv teknik som gör det möjligt att säkerställa att hyperglykemi är orsaken till eventuella förändringar som observerats i den hyperglykemiska fisken. Detta protokoll kan potentiellt användas för att utforska terapeutiska vägar eller läkemedel som riktar komplikationer av hyperglykemi.Detta protokoll har många steg, men när stegen följs korrekt och med försiktighet bör det snabbt bli andra natur. Kom dock ihåg att alltid behandla djuren försiktigt och humant under hela protokollet. Börja med att sätta upp sex tankar, två för varje experimentell grupp.Använd två literstankar, om det totala antalet fiskar är mindre än 20 och fyra liter tankar om det totala antalet fiskar är mer än 20. Märk en av de två tankarna, hustanken och den andra lösningstanken. Håll tankarna i ett vattenbad vid 28 till 29 grader Celsius för att bibehålla vattentemperaturen.På dag ett, placera fisken i sina respektive behandlingslösningar i 24 timmar. På dag två, överför fisken från deras behandlingslösningar till vatten i 24 timmar. På dag tre, överför fisken från vatten till behandlingslösningar.Fortsätt denna alternerande exponering under återstoden av försöket. Överför vattenbehandlad kontrollfisk från vatten till vatten dagligen. Se till att fisken matas och överförs inom samma tvåtimmarsfönster varje dag under hela experimentets varaktighet.Överför fisk i varje behandlingsgrupp från bostadstanken till motsvarande lösningstank med hjälp av ett vanligt fisknät. Placera tanken som innehåller fisken tillbaka i vattenbadet och sätt tillbaka luftstenen och tanklocket. Denna tank är nu hustanken och tanken som tidigare höll fisken är nu lösningstanken.Kassera den gamla lösningen och rengör tanken tillsammans med tanklock, luftledningar, luftstenar och nät för att förhindra uppbyggnad av glukos och mannitol. Använd vatten och en dedikerad svamp för varje behandlingstillstånd för att rengöra tankarna ordentligt. Torka de nyrengjorda lösningstankarna med en pappershandduk och förbered lösningarna för nästa dag med denna tank.Se till att de andra föremålen torkas och separeras av lämpliga behandlingsgrupper. För att förbereda sockerlösningarna, fyll varje lösningstank med två eller fyra liter systemvatten. Mät rätt mängd glukos och mannitol med hjälp av en toppbelastningsskala och separata vägningsbåtar för varje kemikalie.Tillsätt vägd glukos eller mannitol alikvot till lämplig ren lösningstank. Rör om lösningarna med separata omrörningsstavar i glas tills sockret är helt upplöst. Sätt sedan tillbaka lösningstankarna i vattenbadet och täck dem med motsvarande lock.För att förbereda vattenlösningen, fyll experimentella tankar med systemvatten Returnera dessa lösningstankar till vattenbadet och täck dem med motsvarande lock. Blodsockervärdena höjdes avsevärt efter både fyra veckors och åtta veckors glukosbehandlingar. Med hyperglykemi definierad som tre gånger kontrollgenomsnittet från både vattenbehandlade och mannitolbehandlade grupper.Retinal vävnad som samlats in efter fyra veckor av hyperglykemi hade en ökning av stödjeceller fibrillary surt protein eller GFAP nivåer. GFAP uttryck observeras i Mueller stödjeceller i näthinnan, som ändras i diabetiker retinopati. Denna ökning av GFAP var förknippad med en ökning av kärnfaktor kappaB nivåer.Tyder på att den inducerade hyperglykemi utlöser ett inflammatoriskt svar och reaktiv gliosis. ERG inspelningar efter fyra veckors behandling identifierade ett minskat svar i glukosbehandlade näthinnehinnan jämfört med mannitolbehandlade kontroller. Amplituder av både photoreceptor och bipolära cell komponenter minskades i hyperglycemic fisk.Detta förfarande kan kompletteras med andra tester av hyperglykemi. Till exempel kan en minnesanalys användas för att titta på kognitiva underskott eller registrera visuella baserade svar som optomotoriska svar för att bedöma synbaserade komplikationer. När denna teknik fastställdes kunde vårt labb använda den för att studera hyperglykemi inducerade komplikationer i zebrafiskmodellen.Vi observerade dessa komplikationer relativt snabbt, efter fyra veckors behandling.

Research

JoVE Journal

Neuroscience

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

Mänsklig rädsla Conditioning genomföras i full Immersion 3-dimensionell Virtual Reality

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

Time-lapse Live avbildning av kloner som är närbesläktade neurala stamceller i utvecklingsländerna Zebrafish framhjärnan

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

Bakåtsträvande Fluorescerande märkning Tillåter Riktade Extracellular Single-enhet Inspelning från identifierade nervceller<em&gt; In vivo</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

Dubbla Elektrofysiologiska Inspelningar av synaptiskt-framkallade astrogliala och neuronala svar i akut hippocampus skivor

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-enhet inspelning Metoder för att karaktärisera neural aktivitet i Locust (<em&gt; Schistocerca Americana</em&gt;) Olfactory kretsar

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

Direkt Intraventrikulär tillförsel av läkemedel till Gnagare Centrala nervsystemet

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

En enkel och billig metod för bestämning Cold Känslighet och anpassning hos möss

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

Analysera Synaptic Modulering av<em&gt; Drosophila melanogaster</em&gt; Fotoreceptorer Efter exponering för Förlängd ljus

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

En reviderad kirurgisk metod för att inducera endolymphatic hydrops i marsvin

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

Kombinera beteende och EEG för att studera effekterna av mindfulnessmeditation på episodiskt minne

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