Zebrafish, Medaka U Turquoise Killifish Biex Nifhmu Disturbi Newrodeġenerattivi/Newrodevelopmental tal-Bniedem Parti 4

Għal zebrafish, ZFIN (Zebrafish Information Network, https://zfin.org/; aċċessat fit-30 ta’ Novembru 2021) għandu database ta’ ġeni ta’ zebrafish, ħoloq linji transġeniċi u linji mutanti.

Bl-iżvilupp kontinwu tax-xjenza u t-teknoloġija, it-teknoloġija ġenetikament modifikata saret waħda mill-għodod importanti fil-produzzjoni agrikola moderna. Billi jinbidel il-materjal ġenetiku tal-pjanti jew tal-annimali, jistgħu jinħolqu varjetajiet superjuri aktar akkwiżiti għall-bnedmin, u b'hekk isolvu problemi bħal nuqqas ta 'ikel u malnutrizzjoni. Madankollu, fis-soċjetà, kontroversja dwar din it-teknoloġija għadha teżisti. Xi nies jiddubitaw li varjetajiet ġenetikament modifikati se jkollhom effetti negattivi fuq is-saħħa tal-bniedem, iżda m'hemm l-ebda evidenza xjentifika li tappoġġja din il-fehma.

F'dawn l-aħħar snin, ir-riċerkaturi skoprew rabta bejn razez ġenetikament modifikati u l-memorja. F'xi każijiet, il-modifika ġenetika tista' ttejjeb il-memorja ta' annimal. Pereżempju, ix-xjentisti użaw teknoloġija transġenika biex jaġġustaw ġeni speċifiċi fiċ-ċelloli ta 'ċerti organiżmi sabiex dawn l-organiżmi jaħdmu aħjar meta jwettqu ħidmiet ta' memorja.

Barra minn hekk, ir-riċerkaturi qed jippruvaw ukoll jeditjaw il-ġene tal-moħħ biex itejbu l-intelliġenza umana u l-abbiltajiet ta 'tagħlim. Xi ġeni huma maħsuba li jaffettwaw l-intelliġenza u l-kapaċità tat-tagħlim ta 'persuna, għalhekk billi jeditjaw dawn il-ġeni, wieħed jista' joħloq sistema tal-moħħ ottimizzata li tippromwovi memorja mtejba u kapaċitajiet ta 'tagħlim.

Naturalment, għalkemm it-teknoloġija ġenetikament modifikata għandha l-potenzjal li ttejjeb il-memorja u l-intelliġenza tal-organiżmi, ir-riċerka għadha fl-istadji preliminari tagħha u huma meħtieġa aktar data sperimentali u verifika xjentifika. Fl-istess ħin, irridu nirrealizzaw ukoll li l-intelliġenza umana u l-memorja huma wkoll affettwati minn ħafna fatturi, bħall-ambjent, l-edukazzjoni u l-ġenetika. Għalhekk, it-teknoloġija ġenetikament modifikata mhijiex l-uniku mod biex issolvi l-problemi edukattivi u konjittivi.

Fil-qosor, l-iżvilupp u l-applikazzjoni ta 'teknoloġija ġenetikament modifikata huma ta' sinifikat kbir għat-titjib tal-kwalità tal-organiżmi u ż-żieda fl-effiċjenza tal-produzzjoni. M'għandniex niċħdu bl-addoċċ din it-teknoloġija iżda għandna nħarsu lejn il-vantaġġi u l-iżvantaġġi ta 'din it-teknoloġija b'mod razzjonali u oġġettiv ibbażati fuq evidenza xjentifika, u nużawha biex tippromwovi l-iżvilupp tal-agrikoltura, il-mediċina u l-protezzjoni ambjentali. Wieħed jista 'jara li għandna bżonn intejbu l-memorja, u Cistanche deserticola jista' jtejjeb b'mod sinifikanti l-memorja, minħabba li Cistanche deserticola għandu effetti antiossidanti, anti-infjammatorji u kontra t-tixjiħ, li jistgħu jgħinu jnaqqsu l-ossidazzjoni u r-reazzjonijiet infjammatorji fil-moħħ, u b'hekk jipproteġu l- saħħa tas-sistema nervuża. Barra minn hekk, Cistanche deserticola tista 'wkoll tippromwovi t-tkabbir u t-tiswija taċ-ċelloli tan-nervituri, u b'hekk ittejjeb il-konnettività u l-funzjoni tan-netwerks newrali. Dawn l-effetti jistgħu jgħinu biex itejbu l-memorja, it-tagħlim u l-veloċità tal-ħsieb, u jistgħu wkoll jipprevjenu l-iżvilupp ta 'disfunzjoni konjittiva u mard newrodeġenerattiv.

Ikklikkja Kun af biex ittejjeb il-memorja għal żmien qasir

Ħafna linji, inklużi prodotti ta' mutaġenesi ENU jew linji ta' reporter transġeniċi, huma disponibbli għax-xiri u huma ġestiti minn ZIRC (Ċentru Internazzjonali tar-Riżorsi taż-Żebrafish) jew EZRC (Ċentru Ewropew tar-Riżorsi taż-Żebrafish).

Għal medaka, jekk jogħġbok żur is-sit web tal-medaka tal-NBRP (https://shigen.nig.ac.jp/medaka/top/top.jsp; aċċessat fit-30 ta' Novembru 2021) fittex diversi linji mutanti u transġeniċi.

Barra minn hekk, NFIN (The Nothobranchius furzeriInformation Network, https://www.nothbranchius.info/; aċċessata fit-30 ta’ Novembru 2021) tipprovdi informazzjoni dwar proċeduri tal-laboratorju u database tal-ġeni ta’ killifish lewn.

4. Faċilità ta 'Ġestjoni tal-Laboratorju u Esperimentazzjoni ma' Zebrafish, Medaka and Turquoise Killifish

In-newrodeġenerazzjoni hija fenomenu kkaratterizzat mit-telf progressiv ta 'newroni u l-marda ta' Alzheimer, il-marda ta 'Parkinson, u l-isklerożi laterali amiotrofika huma mard newrodeġenerattiv maġġuri fost il-bnedmin.

Huma mard progressiv b'kors kliniku kroniku relattivament bil-mod, u l-imħuħ juru depożitu anormali ta 'proteini. Kull marda newrodeġenerattiva għandha telf newronali relattivament selettiv; pereżempju, in-newroni dopaminerġiċi u s-sistema nervuża awtonomika huma vulnerabbli fil-marda ta 'Parkinson, u s-sistema tan-newroni bil-mutur tintilef b'mod selettiv fl-isklerożi laterali amjotrofika [67].

Riċentement, kien hemm ħafna riċerka dwar mard newrodeġenerattiv bl-użu tal-karatteristiċi vantaġġużi ta 'ħut żgħir. Biex tiġġenera u tanalizza mudelli ta 'mard, trattament tad-droga b'kimiċi newrotossiċi, mikroinjezzjoni diretta ta' proteini anormali, knockoutof ġeni relatati mal-mard, u knock-in ta 'ġeni mutati jistgħu jintużaw.

Għal studji dwar il-marda ta' Alzheimer, ġew irrappurtati zebrafish transġeniċi tau [68,69] u zebrafish b'mikroinjezzjoni diretta ta' A [70,71].

Għal studji ta' sklerożi laterali amiotrofika, intużaw mudelli ta' zebrafish relatati TDP-43-, SOD1-jew C9orf72- biex janalizzaw il-patoġenesi u l-iskrin għal mediċini ġodda [30,72–76]. Hawnhekk, niddiskutu l-marda ta 'Parkinson; għal aktar informazzjoni dwar mard newrodeġenerattiv ieħor, ara reviżjonijiet oħra [77,78].

4.1. Zebrafish u Mudelli Medaka tal-Marda ta' Parkinson
Il-marda ta 'Parkinson hija komuni fl-anzjani u hija kkaratterizzata minn indeboliment progressiv tal-mutur, telf ta' newroni dopaminerġiċi fis-substantia nigra, u korpi ta 'inklużjoni pożittivi għall-alpha-synuclein imsejħa korpi Lewy.

Aħna u oħrajn użajna varjetà ta 'ħut żgħir biex nistudjaw il-patoġenesi tal-marda ta' Parkinson. Tossini bħal 1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), 6-hydroxydopamine (6-OHDA), u rotenone huma magħrufa li huma tossiċi għan-newroni dopaminerġiċi f'diversi mudelli ta 'annimali.

MPTP huwa newrotossina li jinduċi sintomi simili għall-marda ta' Parkinson f'diversi annimali, inklużi l-bnedmin. Huwa metabolizzat għal 1-metil-4-phenylpyridinium (MPP+) fiċ-ċelluli gliali u sussegwentement jiġi inkorporat minn newroni dopaminerġiċi permezz ta' trasportaturi tad-dopamina u jinibixxi l-attività tal-katina respiratorja mitokondrijali. Minħabba din il-mogħdija metabolika, in-newroni dopaminerġiċi huma mħassra b'mod selettiv [79,80].

MPTP jinduċi wkoll sintomi simili għall-marda ta 'Parkinson fil-medaka. Iż-żamma tal-larva tal-medaka f'ilma li fih MPTP jinduċi malajr tnaqqis fil-moviment spontanju tal-għawm u telf ta 'newroni dopaminerġiċi fid-diencephalon [81].

L-espożizzjoni għall-MPTP saret ukoll bl-użu ta' larva u adulti tal-fish zebra. Dawn l-istudji wrew l-effett tal-MPTP fuq il-lokomozzjoni u n-newroni dopaminerġiċi [82-87].

6-OHDA jista' jittieħed mit-trasportatur tad-dopamina, li jirriżulta fi stress ossidattiv u ħsara selettiva għan-neuroni dopaminerġiċi. 6-OHDA, meta jingħata direttament fil-fluwidu ċerebrospinali, jinduċi wkoll telf ta 'newroni dopamine u tnaqqis fil-movimenti spontanji tal-għawm inmedaka [88].

L-injezzjoni ta' 6-OHDA fid-diencephalon ventrali ta' zebrafishor adulti billi jinżammu l-larva ta' zebrafish f'ilma li fih 6-OHDA tista' tikkawża tnaqqis fin-newroni indopaminerġiċi u movimenti tal-għawm indeboliti [89-92].

Iż-żamma ta 'zebrafishlarvae f'ilma li fih rotenone tikkawża wkoll tnaqqis fid-dopamine u movimenti indeboliti tal-għawm [93,94]. Kimiċi oħra, inklużi inibituri tal-proteasome [88], klorur tal-ammonju, jew tunicamycin [95], jistgħu jinduċu fenotipi bħall-marda ta' Parkinson f'ħut żgħir. Dawn il-mudelli indotti mit-tossini jistgħu jkunu utli għar-riċerka tal-marda ta 'Parkinson u l-iskrinjar tad-droga.

Sussegwentement, se nintroduċu mudelli ġenetiċi tal-marda ta 'Parkinson bl-użu ta' zebrafish u medaka. Huwa sorpriżament diffiċli li tissimula l-marda tal-Parkinson umana permezz ta 'manipulazzjoni ġenetika fil-ġrieden, li hija waħda mill-annimali mudell l-aktar rappreżentattivi.

Pereżempju, anke fi ġrieden triple knockout b'Parkin, PINK1, u DJ-1, il-prodotti tal-ġeni responsabbli għall-marda ta' Parkinson familjari reċessiva awtosomali, m'hemm l-ebda telf ta' newroni dopaminerġiċi [96].

Simili għall-ġrieden, Parkin jew Pink1 single knockout medaka ma jurix telf ta 'ċelluli dopaminerġiċi [97,98]. Aħna analizzajna Parkin u Pink1 double knockout medaka u sibna li seħħ telf ta 'newroni dopaminerġiċi, li ma kienx osservat f'knockoutfish wieħed [98]. Fil-każ ta 'zebrafish, tnaqqis wieħed ta' Pink1 huwa biżżejjed biex jinduċi t-telf ta 'newroni dopaminerġiċi [99-101].

Inħolqu wkoll mudelli ta' DJ-1 zebrafish u medaka, li jeħtieġu aktar evalwazzjonijiet patoloġiċi iżda huma promettenti għall-produzzjoni ta' mudelli ġodda ta' ħut tal-marda ta' Parkinson [102–105].

ATP13A2 huwa prodott tal-ġeni ieħor li huwa responsabbli għal parkinsoniżmu awtosomali reċessiv li jibda kmieni li huwa kkaratterizzat minn rispons għal levodopa, gazepalsy supranukleari, sinjali piramidali, u dimenzja [106].

Ħloqna medaka mutant Atp13a2, li turi mutazzjoni simili għal dik li tidher f'pazjenti umani, u din il-ħuta turi telf ta 'newroni dopaminerġiċi bi tnaqqis fl-attività ta' cathepsin D u formazzjoni ta 'korp ta' inklużjoni bħal marki tas-swaba [107].

Atp13a2 knockout zebrafish juri wkoll fenotipi simili [108].GBA, li huwa wkoll il-ġene kawżattiv tal-marda Gaucher, huwa wieħed mill-ġeni ta 'riskju għoli għall-marda ta' Parkinson idjopatika, u Gba knockout medaka u zebrafish juru mhux biss newrodeġenerazzjoni dopaminerġika iżda wkoll alpha-synucleinergic akkumulazzjoni [109–111].

Mutazzjonijiet LRRK2 huma kawża relattivament komuni ta 'marda ta' Parkinson familjari awtosomali dominanti u huma wkoll relatati mal-marda ta 'Parkinson idjopatika [112,113]. Hemm diffikultà biex tifhem tali marda awtosomali dominanti minħabba li jista 'ma jkunx ċar jekk telf tal-funzjoni normali tal-ġene huwiex kawża ewlenija tal-fenotip jew jekk qligħ ta' funzjoni tossika jistax jispjega l-marda.

Kien hemm diversi mudelli ta 'zebrafish ta' Lrrk2, iżda se nistennew aktar evalwazzjonijiet u sejbiet konsistenti [114-117].

B'dan il-mod, diversi mudelli tal-marda ta 'Parkinson jistgħu jiġu ġġenerati billi jiġu ttrattati żebrafish jew medaka b'kimiċi jew billi ssir modifika ġenetika tal-ġenoma zebrafishor medaka.

Dawn il-mudelli huma utli ħafna biex janalizzaw il-funzjoni tal-molekuli relatati mal-marda ta 'Parkinson in vivo u biex jifhmu l-patofiżjoloġija tal-marda ta' Parkinson umana.

Barra minn hekk, diġà intuża ħafna fil-qasam tal-iskoperta tad-droga. L-iskrinjar ta' prestazzjoni għolja bl-użu tal-karatteristiċi taż-żebrafish qabad ħafna komposti bil-potenzjal li jtejjeb il-patoloġija tal-marda ta' Parkinson.

Jekk jogħġbok irreferi għar-reviżjoni reċenti dwar l-iskoperta ta' mediċini għal mard newrodeġenerattiv maġġuri inkluż il-marda ta' Parkinson [77]. Naturalment, limitazzjoni waħda tal-użu ta 'ħut żgħir bħala annimali mudell hija li jista' jkun hemm diskrepanza bejn il-ħut u l-bnedmin.

Kif inhu l-każ bil-biċċa l-kbira tal-mard tal-bniedem, il-bidu tal-mard huwa kkumplikat minn diversi fatturi, bħax-xjuħija, fatturi ambjentali, u effetti ġenetiċi multifatturali.

Għalhekk, għandna neżaminaw bir-reqqa diversi mudelli inklużi linji taċ-ċelluli, ħut żgħir, jew mammiferi u huwa importanti wkoll li ninvestigaw kampjuni umani. Billi mmorru 'l quddiem u lura bejn mudelli bħal ħut u kampjuni umani, nistgħu nifhmu l-patoloġija umana b'mod aktar affidabbli.

4.2. Fenotipi tal-Marda Idjopatika ta' Parkinson Dehru f'Killifish Turquoise

Sussegwentement, iffukajna fuq killifish lewn biex nifhmu l-marda idjopatika ta 'Parkinson, li mhix ereditarja u tirrappreżenta 90-95% tal-każijiet kollha tal-marda ta' Parkinson. Turquoisekillfish huwa speċi ta’ ħut żgħir li jgħix f’għadajjar, swamps, u għadajjar fil-Możambik u pajjiżi oħra [7].

Il-ħabitat tiegħu għandu staġun twil xott u staġun qasir tax-xita, u matul l-istaġun xott, l-ilma li fih jgħix il-killifish lewn jinxef u l-ħut adult ma jistax jgħix.

Madankollu, setgħet tgħix bħala speċi billi adottat storja ta’ ħajja li fiha tbid bajd reżistenti għan-nixfa fil-ħamrija, li jfaqqsu matul l-istaġun tax-xita li jmiss jew futur.

F'tali ċiklu tal-ħajja, pressjoni ta 'għażla pożittiva għal kontra t-tixjiħ ma taħdimx [118]. X'aktarx, il-killifish lewn għandu ħajja qasira u juri fenotip ta 'anging f'perjodu qasir ħafna.

Speċifikament, it-tul tal-ħajja tal-ħut turkważ huwa bejn wieħed u ieħor erba 'sa sitt xhur, u madwar l-età ta' tliet xhur, jippreżentaw diversi sinjali ta 'tixjiħ, inklużi atrofija tal-organi, kurvatura tas-sinsla, u livelli miżjuda ta' beta-galactosidase assoċjata mas-senescence [119-121].

Għalkemm il-marda ta' Parkinson hija assoċjata b'mod qawwi mat-tixjiħ fil-bnedmin, il-biċċa l-kbira tal-annimali sperimentali jistgħu ma jippreżentawx biżżejjed fenotip tal-marda waqt it-tixjiħ. Sibna li l-killifish lewn juri deġenerazzjoni ta 'newroni dopaminerġiċi u noradrenerġiċi u l-progressjoni tal-patoloġija tal-alpha-synuclein mat-tixjiħ [122]. Dawn il-fenotipi patoloġiċi huma simili għal dawk osservati fil-marda ta' Parkinson tal-bniedem.

It-tnaqqis ġenetiku ta 'alpha-synuclein bis-sistema CRISPR-Cas9 ittejjeb in-newrodeġenerazzjoni, li jissuġġerixxi li l-alpha-synuclein mhix persuna fil-qrib fil-patoġenesi tal-marda ta' Parkinson iżda hija proteina kawżattiva ta 'newrodeġenerazzjoni.

Il-killifish lewn għandu l-potenzjal li jiżvela l-mekkaniżmi tal-marda ta 'Parkinson, speċjalment il-maġġoranza tal-każijiet tal-marda ta' Parkinson idjopatika. Dan il-ħut uniku se jkun utli wkoll għal disturbi oħra relatati mal-età fil-moħħ u organi oħra.

For more information:1950477648nn@gmail.com