Name: comparative analysis of experimental methods to quantify animal activity in caenorhabditis elegans models of mitochondrial disease
Uploaded: 2021-04-04T14:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Comparative Analysis of Experimental Methods to Quantify Animal Activity in Caenorhabditis elegans Models of Mitochondrial Disease at JoVE.com

We zijn Anthony Rosner, PhD., dankbaar met zijn organisatorische steun voor de vroege voorbereiding van dit project, en Erin Haus voor het bijdragen aan protocolanalyse. Dit werk werd gefinancierd door het Juliet's Cure FBXL4 Mitochondrial Disease Research Fund, het Jaxson Flynt C12ORF65 Research Fund en de National Institutes of Health (R01-GM120762, R01-GM120762-08S1, R35-GM134863 en T32-NS007413). De inhoud is uitsluitend de verantwoordelijkheid van de auteurs en vertegenwoordigt niet noodzakelijkerwijs de officiële standpunten van de financiers of de National Institutes of Health.

1. Worm locomotorische activiteit analyse in vloeibare media op glazen dia's met behulp van ZebraLab software
<ol><li>Groei en behandeling van nematoden<ol>
<li>Kweek C. elegans op petriplaten met nematodengroeimedia (NGM) en verspreid met Escherichia coli OP50 als voedselbron. Houd de wormcultuur op 20 °C, zoals eerder beschreven8.</li>
		<li>Synchroniseer wormen die een getimede eier leggen52 uitvoeren en bestudeer wormen in het gewenste stadium. In d...

Hier vatte de studie gedetailleerde informatie en redenen samen voor het bestuderen van C. elegans neuromusculaire activiteit op het niveau van diverse uitkomsten, waaronder wormthrashing, voortbeweging, faryngeaal pompen en chemotaxis. De vergelijking van 16 verschillende activiteitsanalysemethoden werd uitgevoerd in termen van de relatieve doorvoer, voordelen en beperkingen van het kwantificeren van nematodenactiviteiten in een enkele worm of wormpopulaties op verschillende leeftijden en experimentele duur. On...

Caenorhabiditis elegans wordt algemeen erkend als een uitstekend model in de neurowetenschappen op basis van het hebben van 302 neuronen die alle wormgedrag coördineren, inclusief paring, voeding, eieren leggen, ontlasting, zwemmen en voortbeweging op vaste media1. Deze hermafrodiete nematoden worden ook veel gebruikt om een breed scala aan menselijke ziektemechanismen te begrijpen, mogelijk gemaakt door het goed gekarakteriseerde genoom en de hoge homologie van ~ 80% genen tussen C. elegans en mensen2,3,4. C. elegans worden al lang gebruikt om de menselijke mitochondriale ziekte5,6,7,8,9,10te ondervragen, wat een zeer genetisch en fenotypisch heterogene groep van erfelijke metabole stoornissen is die een verminderd vermogen delen om cellulaire energie te genereren en vaak klinisch aanwezig zijn met een aanzienlijk verminderde neuromusculaire functie, inspanningsintolerantie en vermoeidheid11 ,12,13,14. Hiertoe maakt het gebruik van C. elegans-modellen preklinische modellering mogelijk van kwantitatieve aspecten van dierlijke activiteit en neuromusculaire functie in verschillende genetische subtypen van mitochondriale ziekte, evenals hun reactie op kandidaat-therapieën die hun neuromusculaire functie en algehele activiteit kunnen verbeteren.
Neuromusculaire activiteit in C. elegans is objectief meetbaar door een reeks experimentele methodologieën, waaronder zowel handmatige als semi-geautomatiseerde benaderingen die functionele analyses in vaste of vloeibare media mogelijk maken (Tabel 1)1,15. Nauwkeurige kwantificering van C. elegans-activiteit is belangrijk gebleken om ontdekkingen mogelijk te maken met betrekking tot de functie en ontwikkeling van het spier- en zenuwstelsel16,17,18. Deze studie vat de experimentele vereisten, voordelen en beperkingen van 17 verschillende assays samen die kunnen worden uitgevoerd in onderzoekslaboratoria om de neuromusculaire functie en activiteit te evalueren op vier belangrijke uitkomsten in C. elegans-ziektemodellen, zowel bij de baseline in een reeks ontwikkelingsstadia en leeftijden als als reactie op kandidaattherapieën (tabel 1 ). Inderdaad, de studie biedt een gedetailleerd overzicht van het scala aan beschikbare experimentele benaderingen om de snelheid van C. elegans thrashing (lichaamsbuigingen per minuut), locomotorische activiteit, faryngeaal pompen en chemotaxis te karakteriseren - in elk geval met vermelding van de gebruikte experimentele en analytische methodologie, de voordelen en beperkingen van elke methode, de apparatuur en software die nodig is om elke test uit te voeren en te analyseren, en de doorvoercapaciteit van elke methode ter ondersteuning van het gebruik ervan voor genetische of drugsscreening met hoge doorvoer. De doorvoercapaciteit van elke test wordt beschreven als laag, gemiddeld of hoog op basis van de complexiteit van het experimentele protocol, inclusief wormonderhoud, verwerkingstijd, het gebruik van enkele of multi-well platen en / of experimenteertijd die nodig is om de experimentele setting en gegevensanalyses te voltooien.
Handmatige analyses van thrashing19, locomotorische activiteit20, faryngealepompen 17,21en chemotaxis22,23 zijn gevestigde methodologieën om wormactiviteit te evalueren die een stereomicroscoop vereisen24. Terwijl het meten van de thrashing-activiteit van wormen analyse in vloeibare media vereist om de frequentie van lichaamsbuigingen per minuut te bepalen, kan de locomotorische activiteit van de worm worden gemeten op vaste media of in vloeibare media. Handmatige analyses van individuele wormactiviteit zijn echter inherent tijdrovend en brengen onvermijdelijke door de gebruiker gegenereerde vooringenomenheid met zich mee. Automatisering van wormactiviteitsanalyses minimaliseert door gebruikers gegenereerde bias en kan de experimentele doorvoer aanzienlijk verhogen25. Video-opnames van worm thrashing activiteit in vloeibare media kunnen worden geanalyseerd met behulp van wrMTrck, een ImageJ plugin26. De oorspronkelijke experimentele instellingen die voor wrMTrck werden ontwikkeld, beperkten echter het nut ervan, omdat te veel wormen in een enkele vloeistofdruppel leidden tot overlapping van wormen die nauwkeurige tracking moeilijk maakten. Hoewel deze experimentele beperking is opgelost27, is de wrMTrck-methode niet in staat om screening met hoge doorvoer te ondersteunen.
Er bestaat een reeks methoden om de locomotorische activiteit van wormen bij baseline en als reactie op kandidaat-therapieën in C. elegans mitochondriale ziektemodellen te kwantificeren. Deze omvatten ZebraLab (ViewPoint Life Sciences), Tierpsy Tracker28,wide field-of-view nematode tracking platform (WF-NTP)29,WormMotel, WormWatcher30,WormLab31,Infinity Chip32en WMicrotracker One33 (Tabel 1). Deze methoden maken gelijktijdige analyse van voortbeweging in meerdere wormstammen of -omstandigheden mogelijk, meestal op platen met meerdere putten, waardoor screeningstoepassingen voor geneesmiddelen met een hogere doorvoer worden ondersteund. Sommige van deze methoden hebben unieke overwegingen die hun algemene nut kunnen beperken of verbeteren, zoals de behoefte aan dure apparatuur versus open-access software en het variërende gemak van het uitvoeren van experimentele protocollen. Over het algemeen is geen enkel experimenteel systeem of protocol bij uitstek geschikt voor alle experimenten met locomotorische activiteit van C. elegans. Het is eerder belangrijk om zorgvuldig te kiezen welke methode het meest geschikt is voor de experimentele doelen en vereisten van de specifieke onderzoeker.
Faryngeaal pompen vertegenwoordigt een andere belangrijke uitkomst om neuromusculaire activiteit bij C. eleganste beoordelen . De C. elegans farynx bestaat uit 20 spiercellen, 20 neuronen en 20 andere cellen die inname van Escherichia coli (E. coli) aan het voorste uiteinde van het spijsverteringskanaal van de worm mogelijk maken34,35,36. Er zijn verschillende handmatige methoden vastgesteld om faryngeale pompsnelheden17,21,37,38te bepalen. De meeste methoden zijn gebaseerd op het gebruik van een stereomicroscoop en camera om de faryngeale pompfrequentie te visualiseren en vast te leggen met directe telling door de experimentele waarnemer21. Geautomatiseerde faryngeale pompsnelheidsanalyse is mogelijk door een extracellulaire registratie uit te voeren die elektrofaryngeogram (EPG) wordt genoemd, die aanvullende informatie biedt over de duur van elke pomp39. Faryngeale pompsnelheidsanalyse is ook mogelijk in een microfluïdisch systeem, WormSpa, waar individuele wormen worden opgesloten in kamers40,41. Een commerciële methode die beschikbaar is om de analyse van de faryngeale pompsnelheid te vergemakkelijken, is het ScreenChip System (InVivo Biosystems), dat de neuromusculaire aspecten van voedingsgedrag meet, visualiseert en analyseert in een enkele worm die is geïmmobiliseerd in een aangepaste chip. Deze faryngeale pompkwantificeringsbenadering kan worden gebruikt om zowel neuronale als fysiologische reacties op geneesmiddelen, veroudering en andere factoren te beoordelen42,43,44,45.
Chemotaxis beschrijft de beweging van C. elegans als reactie op een geurstof die weg van de wormen wordt geplaatst in een bepaald gebied van de nematode groeimedia (NGM) plaat. Het beoordelen van de chemotaxisrespons biedt een geïntegreerde maat voor neuronale en neuromusculaire activiteit van de worm die kwantificeerbaar is door het observeren en meten van de fysieke afstand die wormen in een bepaalde periode tot de odorant afleggen46. De Multi-Worm Tracker is een automatische methode die kan worden gebruikt om de experimentele efficiëntie te verbeteren van het kwantificeren van de afstand die wormen afleggen tot een lokstof of van een afweermiddel47.
Hier wordt het gedetailleerde protocol beschreven voor twee nieuwe, semi-geautomatiseerde methoden die zijn vastgesteld voor het kwantificeren van wormactiviteit. De eerste benadering maakt gebruik van ZebraLab, een commerciële software die oorspronkelijk werd ontwikkeld om de zwemactiviteit van Danio rerio (zebravis) te bestuderen, voor een nieuwe toepassing met gemiddelde doorvoer om de totale locomotorische activiteit in vloeibare media van C. elegans te kwantificeren op basis van pixelveranderingen tijdens beweging(tabel 1, figuur 1). Gegevensuitvoer wordt snel verkregen uit een groot aantal gelijktijdige omstandigheden en monsters geanalyseerd op een glasplaat, hoewel deze methode niet geschikt is voor een plaatformaat met meerdere putten. De tweede benadering is een nieuwe aanpassing van de WormScan-methodologie48,49 ( Figuur2), die een flatbedscanner gebruikt om een differentieel beeld te maken van twee sequentiële scans die variabel kunnen worden gebruikt met open-source software om semi-geautomatiseerde kwantitatieve analyse van geïntegreerde fysiologische uitkomsten zoals vruchtbaarheid en overleving mogelijk te maken. Hier werd een nieuwe high-throughput aanpassing van de WormScan-methodologie ontwikkeld om de locomotorische activiteit van wormen in vloeibare media te kwantificeren in populaties van vijftien larvale stadium 4 (L4) wormen per put van een 96-well, platbodemplaat. Deze semi-geautomatiseerde en goedkope WormScan-methodologie kan gemakkelijk worden aangepast aan geneesmiddelenschermen met een hoge doorvoer, evenals aan analyses van verschillende dierstadia en leeftijdenvan 48,49jaar.
Hier wordt het protocol en de werkzaamheid van het analyseren van C. elegans locomotorische activiteit met behulp van zowel ZebraLab als WormScan semi-geautomatiseerde methoden aangetoond in een gevestigde C. elegans-model voor mitochondriale complex I-ziekte, gas-1(fc21). gas-1 (gen K09A9.5) is een ortholoog van humane NDUFS2 (NADH: ubiquinon oxidoreductase core (ijzer-zwavel eiwit) subeenheid 2) (Figuur 3). De C. elegans gas-1(fc21) mutante stam draagt een homozygote p.R290K missense mutatie in de menselijke ortholoog van NDUFS250, waardoor de vruchtbaarheid en levensduur aanzienlijk afnemen, verminderde respiratoire keten oxidatieve fosforylering (OXPHOS) capaciteit51, evenals verminderde mitochondriale massa en membraan potentieel met verhoogde oxidatieve stress5,8 . Ondanks het gevestigde gebruik in de afgelopen twee decennia om mitochondriale ziekten te bestuderen, werd locomotorische activiteit van gas-1(fc21) mutanten niet eerder gemeld. Hier werden ZebraLab- en WormScan-methoden toegepast om de locomotorische activiteit van gas-1(fc21) onafhankelijk te kwantificeren in vergelijking met wild-type (WT, N2 Bristol) wormen, zowel als een manier om de methoden te valideren als om hun vergelijkende nut en efficiëntie van de experimentele protocollen en informatica-analyses aan te tonen. ZebraLab-software maakte een snelle kwantificering mogelijk van verschillende gelijktijdige omstandigheden van wormlocomotorische activiteit in C. elegans mitochondriale ziektemodellen, met mogelijke toepassing voor gerichte screening of validatiestudies van geneesmiddelen. WormScan-analyse, in het bijzonder, is zeer geschikt om gemakkelijk high-throughput medicijnscreenings van samengestelde bibliotheken mogelijk te maken en prioriteit te geven aan leads die de neuromusculaire functie van dieren en de locomotorische activiteit in preklinische C. elegans-modellen van primaire mitochondriale ziekte verbeteren.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>C. elegans wild isolate</td>
			<td>&#160;Caenorhabditis Genetics Center (CGC)</td>
			<td>N2 Bristol</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Camera</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>DP73</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>gas-1(fc-21)</td>
			<td>CGC</td>
			<td>CW152</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Microscope slides</td>
			<td>ThermoFisher</td>
			<td>4951PLUS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Nematode Growth Medium (NGM)</td>
			<td>Research Products International Corp.</td>
			<td>N81800-1000.0</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>OP50 Escherichia coli</td>
			<td>CGC</td>
			<td></td>
			<td>Uracil auxotroph E. coli strain</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Petri dishes (60 mm)</td>
			<td>&#160;VWR international</td>
			<td>25373-085</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>S. Basal</td>
			<td>VWR 5.85 g NaCl, 1 g K2 HPO4, 6 g KH2PO4, and 5 mg cholesterol, in 1 l H2O</td>
			<td>VWR 101175-162, 103467-156, EM1.09828.1000, 97061-660</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Scanner</td>
			<td>EPSON</td>
			<td>V800</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stereomicroscope</td>
			<td>Olympus</td>
			<td>MVX10 microscope</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>96-well flat bottom</td>
			<td>&#160;VWR international</td>
			<td>29442-056</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>WormScan software</td>
			<td>Mathew et al. 45</td>
			<td>S1 Standalone Java platform</td>
			<td>Software for automation of difference image of scanned plates</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>ZebraLab software</td>
			<td>ViewPoint</td>
			<td></td>
			<td>Software for automated quantization and tracking of zebrafish behavior, designed by ViewPoint (http://www.viewpoint.fr/en/p/software/zebralab-zebrafish-behavior-screening) and here applied to C. elegans. This system is applicable for high-throughput behavioral analysis</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

comparative analysis of experimental methods to quantify animal activity in caenorhabditis elegans models of mitochondrial disease

Caenorhabditis elegans wordt algemeen erkend voor zijn centrale nut als een translationeel diermodel om mechanismen en therapieën van verschillende menselijke ziekten efficiënt te ondervragen. Wormen zijn bijzonder geschikt voor genetische en medicijnscreenings met hoge doorvoer om dieper inzicht te krijgen in therapeutische doelen en therapieën door gebruik te maken van hun snelle ontwikkelingscyclus, grote broedgrootte, korte levensduur, microscopische transparantie, lage onderhoudskosten, robuuste reeks genomische hulpmiddelen, mutantenrepository's en experimentele methodologieën om zowel in vivo als ex vivo fysiologie te ondervragen. Worm locomotorische activiteit vertegenwoordigt een bijzonder relevant fenotype dat vaak wordt aangetast bij mitochondriale ziekten, die zeer heterogeen is in oorzaken en manifestaties, maar gezamenlijk een verminderd vermogen deelt om cellulaire energie te produceren. Hoewel een reeks verschillende methodologieën kan worden gebruikt om het gedrag van wormen te ondervragen, variëren deze sterk in experimentele kosten, complexiteit en nut voor genomische of medicijnschermen met hoge doorvoer. Hier werden de relatieve doorvoer, voordelen en beperkingen van 16 verschillende activiteitsanalysemethoden vergeleken die de voortbeweging van nematoden, thrashing, faryngeaal pompen en / of chemotaxis kwantificeren in enkele wormen of wormpopulaties van C. elegans in verschillende stadia, leeftijden en experimentele duur. Gedetailleerde protocollen werden gedemonstreerd voor twee semi-geautomatiseerde methoden om de locomotorische activiteit van nematoden te kwantificeren die nieuwe toepassingen van beschikbare softwaretools vertegenwoordigen, namelijk ZebraLab (een benadering met gemiddelde doorvoer) en WormScan (een benadering met hoge doorvoer). Gegevens van de toepassing van deze methoden toonden aan dat vergelijkbare graden van verminderde dierlijke activiteit optraden in het L4-larvale stadium en vorderden bij volwassenen op dag 1, bij mitochondriale complexI-ziekte ( gas-1(fc21)mutante wormen ten opzichte van wild-type (N2 Bristol) C. elegans. Deze gegevens valideren het nut voor deze nieuwe toepassingen van het gebruik van de ZebraLab- of WormScan-softwaretools om de locomotorische activiteit van wormen efficiënt en objectief te kwantificeren, met variabele capaciteit om high-throughput medicijnscreening op wormgedrag in preklinische diermodellen van mitochondriale ziekte te ondersteunen.

Analyse van C. elegans locomotorische activiteit in de vloeibare media zou gemakkelijk een geïntegreerd fenotype van mitochondriale ziektewormmodellen kunnen vastleggen die mogelijk niet gemakkelijk kwantificeerbaar zijn op vaste media. ZebraLab werd gebruikt om de locomotorische activiteit van de gevestigde mitochondriale complex I ziekte gas-1(fc21) stam ten opzichte van WTwormen in vloeibare media in het L4 larvale stadium te kwantificeren. De activiteit van 5 wormen in een enkele vloeistof...

Watch this Scientific Journal Video about Comparative Analysis of Experimental Methods to Quantify Animal Activity in Caenorhabditis elegans Models of Mitochondrial Disease at JoVE.com

Comparative Analysis of Experimental Methods to Quantify Animal Activity in Caenorhabditis elegans Models of Mitochondrial Disease

Deze studie presenteert protocollen voor twee semi-geautomatiseerde locomotorische activiteitsanalysebenaderingen in C. elegans complex I ziekte gas-1(fc21) wormen, namelijk ZebraLab (een medium-throughput assay) en WormScan (een high-throughput assay) en biedt vergelijkende analyse tussen een breed scala aan onderzoeksmethoden om het gedrag van nematoden en de geïntegreerde neuromusculaire functie te kwantificeren.

Vergelijkende analyse van experimentele methoden om dierlijke activiteit in Caenorhabditis elegans-modellen van mitochondriale ziekte te kwantificeren

Caenorhabditis elegans is widely recognized for its central utility as a translational animal model to efficiently interrogate mechanisms and therapies of ...

Dit protocol maakt gebruik van twee verschillende semi-geautomatiseerde assays om de locomotorische activiteit van C.elegans in vloeibaar medium snel te kwantificeren en heeft het potentieel om te worden toegepast voor geneesmiddelenscreening in C.elegans-ziektemodellen. De belangrijkste voordelen van deze twee technieken zijn hun gebruiksgemak en gemak van reproduceerbaarheid. Beide technieken hebben het potentieel om medicijneffecten op wormgedrag te evalueren met variabele doorvoer.Deze motiliteitstests zijn nuttig voor het evalueren van de locomotorische activiteit van C.elegans mitochondriale ziektemodellen waarbij het neuromusculaire systeem van de dieren is aangetast. Om de locomotorische activiteit van C.elegans in vloeibaar medium op glazen dia's te analyseren na synchronisatie van de controle in gemuteerde wormenstammen op NGM-platen met en zonder medicamenteuze behandelingen die van belang zijn voor de L4-fase, gebruikt u een wormenplectrum en een stereomicroscoop om vijf wormen per stam en conditie te plukken in individuele 20 microliter druppels S.basale oplossing op een glazen dia. Voeg wormen uit dezelfde experimentele toestand van verschillende NGM-platen toe aan meerdere druppels op dezelfde dia om meerdere technische replicaties te verkrijgen.Wanneer alle wormen zijn verzameld, laat u de dieren een minuut bij kamertemperatuur op de glijbaan acclimatiseren voordat u de zwemactiviteit van de wormen in elke druppel gedurende één minuut registreert met 15 frames per seconde per druppel. Om de opgenomen C.elegans locomotorische activiteit te analyseren met behulp van ZebraLab-software, gebruikt u de ZEBRALAB AVI-optie om video's naar de software te uploaden. Klik op de optie Kwantificering met AVI-bestanden.Als u een nieuw protocol wilt maken, selecteert u Parameters, Protocolparameters en Tijd en stelt u de duur van het experiment in op één minuut. Selecteer Geen tijdsvak en schakel integratieperiode uit op basis van de gewenste gegevensuitvoer en selecteer Bestand en Een film openen om elk afzonderlijk eerder opgenomen videobestand te uploaden. Als u één detectiegebied wilt bouwen, gebruikt u het cirkelgereedschap om een gebied te maken rond de hele vloeistofdruppel waarin de wormen zich bevinden.De activiteit van alle wormen binnen het geselecteerde gebied wordt gedetecteerd. Als u de te kalibreren afstand wilt aangeven, tekent u een horizontale lijn van links naar rechts van het videogebied en selecteert u Kalibratie, Tekenen en Toepassen op groep. Om detectie van alle verschillende C.elegans-wormstammen te kunnen analyseren, schakelt u het pictogram Gebied uit en past u de detectiegevoeligheid in de activiteitsdrempel aan.Als u de sporen wilt visualiseren die door de dieren zijn gemaakt terwijl de activiteitsanalyse aan de gang is, stelt u de weergaveschaal in op 70 en selecteert u Toepassen op groep. Als u de video's wilt analyseren, klikt u op Afspelen en selecteert u Experimenteren en Uitvoeren om een bestandsnaam voor de video in te voeren. Na het opslaan verschijnt er een venster met de vraag of de video op de maximale computersnelheid moet worden geanalyseerd.Klik op Ja. Het venster van het actieve experiment wordt geopend. Klik op Start.Wanneer de opnameanalyse is voltooid, klikt u op Experimenteren en stoppen om de geanalyseerde activiteit in de druppel in een spreadsheet op te slaan. Om de locomotorische activiteit van C.elegans in vloeibaar medium in een 96-well plaatformaat te analyseren, wanneer de wormen het L4-stadium bereikten, voegt u 50 microliter van 2% gewicht per volume E.coli OP50 en S.basaal medium toe aan elke put van een heldere 96-well flat bottom microplaat. Gebruik de stereomicroscoop om handmatig 15 gesynchroniseerde wormen per put van de 96-putplaat te plukken en laat de wormen 20 minuten acclimatiseren.Gebruik aan het einde van de acclimatisatieperiode een standaard flatbedscanner om elke microplaat twee keer te scannen met minder dan 10 seconden tussen scans Om de scans te analyseren, gebruikt u open-source software om de twee opeenvolgende scans uit te lijnen en de pixelveranderingsgegevens tussen de twee afbeeldingen en de relatieve wormscanscore te verkrijgen om de veranderingen in locomotorrespons te bepalen op basis van de lichtintensiteit die door de scanner wordt geproduceerd wanneer deze op een pixel is ingesteld drempel van vijf. In deze analyse van C.elegans locomotorische activiteit in een enkele druppel vloeibaar medium, toonden de mitochondriale complex I ziektewormen een significante afname van 38% in hun locomotorische activiteit in het L4-stadium in vergelijking met wild-type wormen. Evenzo toonde wormenscananalyse van dezelfde populaties een significante vermindering van de locomotorische activiteit voor de L4-stadiumziektemodelwormen in vergelijking met N2 Bristol wild-type wormen.Dit locomotiefactiviteitsverlies werd ook waargenomen bij volwassen dag één stadium mitochondriaal complex I ziektewormen zoals beoordeeld door wormscananalyse. Het is essentieel om te onthouden om het juiste aantal wormen te gebruiken bij het instellen van elke test. Na deze procedure voert ons lab regelmatig een drugsscreening uit.Deze twee technieken worden in ons laboratorium gebruikt voor het evalueren van de effecten van geneesmiddelen die van belang zijn op de wormactiviteit in preklinische diermodellen van mitochondriale ziekten.

Research

JoVE Journal

Behavior

Comparative Analysis of Experimental Methods to Quantify Animal Activity in Caenorhabditis elegans Models of Mitochondrial Disease

Assessment of Sensorimotor Function in Mouse Models of Parkinson's Disease

Beoordeling van Sensorimotor Functie in muismodellen van de ziekte van Parkinson

Sensitive and  reliable behavioral outcome measures are essential to the evaluation of  potential therapeutic treatments in preclinical trials for many  ...

Nest Building as an Indicator of Health and Welfare in Laboratory Mice

The minimization and alleviation of  suffering has moral and scientific implications. In order to mitigate this  negative experience one must be able to ...

Measurement of Fronto-limbic Activity Using an Emotional Oddball Task in Children with Familial High Risk for Schizophrenia

Meting van Fronto-limbische activiteit met een emotionele Excentrieke Task bij kinderen met Familial hoog risico op schizofrenie

Adolescence is a critical developmental period where the early symptoms of schizophrenia frequently emerge. First-degree relatives of people with ...

A Computational Method to Quantify Fly Circadian Activity

Een rekenkundige methode om te kwantificeren vliegen circadiane activiteit

In most animals and plants, circadian clocks orchestrate behavioral and molecular processes and synchronize them to the daily light-dark cycle. ...

Swimming Induced Paralysis to Assess Dopamine Signaling in Caenorhabditis elegans

Swimming Induced Paralysis to Assess Dopamine Signaling in Caenorhabditis elegans

Zwemmen geïnduceerde verlamming te beoordelen Dopamine signalering in Caenorhabditis elegans

The swimming assay described in this protocol is a valid tool to identify proteins regulating the dopaminergic synapses. Similar to mammals, dopamine (DA) ...

Use of a Wireless Video-EEG System to Monitor Epileptiform Discharges Following Lateral Fluid-Percussion Induced Traumatic Brain Injury

Gebruik van een draadloze video-EEG-systeem te controleren epileptiform lozingen na laterale vloeistof-percussie geïnduceerde traumatisch hersenletsel

The lateral fluid percussion injury (FPI) model is well established and has been used to study TBI and post-traumatic epilepsy (PTE). However, ...

Low-Cost Gait Analysis for Behavioral Phenotyping of Mouse Models of Neuromuscular Disease

Voordelige Gait-analyse voor Gedragsfenotypen van Muismodellen van neuromusculaire ziekte

Measurement of animal locomotion is a common behavioral tool used to describe the phenotype of a given disease, injury, or drug model. The low-cost method ...

Sampling and Analysis of Animal Scent Signals

Bemonstering en analyse van geursignalen van dieren

We have developed an effective methodology for sampling and analysis of odor signals, by using headspace solid-phase microextraction coupled with gas ...

Calcium Imaging in Freely Behaving Caenorhabditis elegans with Well-Controlled, Nonlocalized Vibration

Calcium Imaging in Freely Behaving Caenorhabditis elegans with Well-Controlled, Nonlocalized Vibration

Calciumbeeldvorming bij vrij gedragen caenorhabditis elegans met goed gecontroleerde, niet-gelokaliseerde trillingen

Nonlocalized mechanical forces, such as vibrations and acoustic waves, influence a wide variety of biological processes from development to homeostasis. ...

Generating Acute and Chronic Experimental Models of Motor Tic Expression in Rats

Het genereren van acute en chronische experimentele modellen van motorische tic expressie bij ratten

Motor tics are sudden, rapid, recurrent movements that are the key symptoms of Tourette syndrome and other tic disorders. The pathophysiology of tic ...