2015年6月13日
我们提出了一种优化的、低成本且可靠的黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)负向趋地性实验方法,可作为神经退行性疾病的模型。由于该方法对轻微运动缺陷更为敏感,因此有助于筛选潜在的基因相互作用和药物靶点。
本实验的总体目标是定量评估野生型果蝇及运动相关基因突变果蝇的攀爬能力。首先将果蝇转移至玻璃量筒中,然后轻轻将量筒在泡沫垫上敲击,使果蝇沉降至量筒底部,从而完成该检测。
接下来,使用摄像机记录果蝇在两分钟内穿过目标线的情况。最后一步是分析视频,并绘制每10秒位于目标线以上的果蝇数量。最终,攀爬实验用于鉴定果蝇突变品系在攀爬能力方面的缺陷。
该技术或现有技术(例如野生型方法)的主要优势在于能够检测攀爬能力中的细微差异。该方法有助于回答神经退行性疾病领域中的关键问题,例如特定基因在遗传性痉挛性截瘫导致进行性步态障碍中的作用。该技术的应用前景主要指向治疗手段的开发。
由于该方法为神经系统疾病提供了用于检测药物反应及候选神经退行性基因突变体的简单定量分析手段,因此可用于相关研究。首先,使用二氧化碳麻醉20只果蝇,并将所有果蝇放入一个含有食物的25毫米×95毫米收集小瓶中。随后,将装有果蝇的小瓶水平放置于纸板托盘内,以避免果蝇陷入可能在瓶底积聚的液体中。将果蝇在培养箱中至少放置21小时,保持12小时光照与12小时黑暗的循环。次日上午,进行攀爬实验:将果蝇从小瓶转移至一个250毫升玻璃量筒中,并用封口膜密封顶部,防止果蝇逃逸。
在环境光下、22摄氏度及40%湿度条件下进行实验。每次实验应选择一天中的同一时间进行,以避免睡眠周期带来的干扰。同时,标记圆柱体在实验台上的位置,以确保每天位置保持一致。
统计圆筒底部和食物小瓶中死亡果蝇的数量,并将该数值记录为死亡率。接下来,将摄像机安装在三脚架上,轻轻对准250毫升量筒上190毫升刻度线处进行聚焦。
用足够的力度将圆筒在闭孔泡沫垫上敲击5到10次,使果蝇移至圆筒内底部表面。然后用另一只手按下相机的录制按钮。在相机录制过程中,以明显非节奏性的模式敲击圆筒6次。
每次实验从果蝇最后一次被轻敲开始计时,持续进行两分钟。最后,将果蝇放入95%乙醇中处理。单次实验结束后,使用20只新鲜果蝇重复此攀爬实验10次,以检测各组之间运动能力的微小差异。
将圆柱体用洗碗机清洗,并过夜晾干,以便实验完成后可重复使用。为分析果蝇行为表现,首先观看每只果蝇实验过程的录像,记录每10秒通过目标线的果蝇总数。若某只果蝇退回或掉落,则记为负一,并将下一只通过目标线的果蝇计数为退回或掉落的果蝇所对应的同一序号。
例如,如果第15只果蝇位于目标线以下,则将下一只越过该线的果蝇视为第15只,而非第16只。然后从果蝇总数中减去死亡数,以得到试验区域中仍存活的果蝇数量。在研究严重突变时,通过在不同时间点检测位于目标线以上的果蝇百分比,可利用不同的攀爬实验观察到不同程度的攀爬缺陷。
在此实验中,记录了八日龄果蝇在18秒内爬到空食物小瓶顶部的数量,结果显示两组之间的爬行行为无显著差异。另一方面,通过使用本方案中的爬行实验,Bastin 17 dash seven over TM three 突变果蝇相较于对照组表现出行为能力的下降。由于许多运动障碍具有进行性特征,观察果蝇随时间推移的行为演变显得尤为重要。
在出生两天后,能够爬过目标线的果蝇数量存在显著差异。与对照组相比,突变果蝇的爬行能力随着其从两天龄开始老化而持续下降。
掌握之后,该实验和分析可在三小时内完成。观看本视频后,您应能充分理解如何对神经疾病相关的 dola 突变体模型中的运动缺陷进行定量分析。
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本文介绍了一种优化的、低成本且可靠的黑腹果蝇负向重力趋性实验方法,可作为神经退行性疾病的模型。该实验设计对轻微的运动缺陷更为敏感,有助于筛选潜在的基因相互作用和药物靶点。
该检测方法为检测神经退行性疾病果蝇模型中的早期运动缺陷提供了一种灵敏且经济有效的方式,有助于更早地鉴定出遗传修饰因子和潜在治疗靶点。通过量化随时间变化的攀爬能力,该方法可支持在发现型研究流程中对靶点假设进行机制层面的风险评估。该方法具有良好的可重复性和可扩展性,适用于旨在验证疾病相关机制的高通量筛选研究。
该检测适用于早期发现工作流程,通过将基因扰动与可量化的表型行为关联起来,支持靶点验证和先导化合物的鉴定。