Pysgod Sebra, Medaka a Lladdfa Turquoise Ar Gyfer Deall Anhwylderau Niwro-ddirywiol/Niwro-ddatblygiadol Dynol Rhan 4

Ar gyfer zebrafish, mae gan ZFIN (Rhwydwaith Gwybodaeth Zebrafish, https://zfin.org/; cyrchwyd ar 30 Tachwedd 2021) gronfa ddata o enynnau zebrafish, llinellau trawsgenig wedi'u creu a llinellau mwtantaidd.

Gyda datblygiad parhaus gwyddoniaeth a thechnoleg, mae technoleg wedi'i haddasu'n enetig wedi dod yn un o'r arfau pwysig mewn cynhyrchu amaethyddol modern. Trwy newid deunydd genetig planhigion neu anifeiliaid, gellir creu mwy o amrywiaethau uwchraddol caffaeledig ar gyfer bodau dynol, a thrwy hynny ddatrys problemau megis prinder bwyd a diffyg maeth. Fodd bynnag, yn y gymdeithas, mae dadlau am y dechnoleg hon yn dal i fodoli. Mae rhai pobl yn amau ​​​​y bydd mathau a addaswyd yn enetig yn cael effeithiau negyddol ar iechyd pobl, ond nid oes tystiolaeth wyddonol i gefnogi'r farn hon.

Yn ystod y blynyddoedd diwethaf, mae ymchwilwyr wedi darganfod cysylltiad rhwng straen a addaswyd yn enetig a chof. Mewn rhai achosion, gall addasu genetig wella cof anifail. Er enghraifft, mae gwyddonwyr wedi defnyddio technoleg drawsgenig i addasu genynnau penodol yng nghelloedd organebau penodol fel bod yr organebau hyn yn perfformio'n well wrth berfformio tasgau cof.

Yn ogystal, mae ymchwilwyr hefyd yn ceisio golygu genynnau'r ymennydd i wella deallusrwydd dynol a galluoedd dysgu. Credir bod rhai genynnau yn effeithio ar ddeallusrwydd a gallu dysgu person, felly trwy olygu'r genynnau hyn, gall rhywun greu system ymennydd wedi'i optimeiddio sy'n hyrwyddo gwell cof a galluoedd dysgu.

Wrth gwrs, er bod gan dechnoleg a addaswyd yn enetig y potensial i wella cof a deallusrwydd organebau, mae ymchwil yn dal i fod yn ei gamau rhagarweiniol ac mae angen mwy o ddata arbrofol a gwirio gwyddonol. Ar yr un pryd, rhaid inni hefyd sylweddoli bod llawer o ffactorau hefyd yn effeithio ar ddeallusrwydd a chof dynol, megis yr amgylchedd, addysg a geneteg. Felly, nid technoleg wedi'i haddasu'n enetig yw'r unig ffordd i ddatrys problemau addysgol a gwybyddol.

Yn fyr, mae datblygu a chymhwyso technoleg a addaswyd yn enetig yn arwyddocaol iawn ar gyfer gwella ansawdd organebau a chynyddu effeithlonrwydd cynhyrchu. Ni ddylem wrthod y dechnoleg hon yn ddall ond dylem edrych ar fanteision ac anfanteision y dechnoleg hon yn rhesymegol ac yn wrthrychol yn seiliedig ar dystiolaeth wyddonol, a'i defnyddio i hyrwyddo datblygiad amaethyddiaeth, meddygaeth a diogelu'r amgylchedd. Gellir gweld bod angen i ni wella'r cof, a gall Cistanche deserticola wella'r cof yn sylweddol, oherwydd mae gan Cistanche deserticola effeithiau gwrthocsidiol, gwrthlidiol a gwrth-heneiddio, a all helpu i leihau ocsidiad ac adweithiau llidiol yn yr ymennydd, a thrwy hynny amddiffyn y iechyd y system nerfol. Yn ogystal, gall Cistanche deserticola hefyd hyrwyddo twf ac atgyweirio celloedd nerfol, a thrwy hynny wella cysylltedd a swyddogaeth rhwydweithiau niwral. Gall yr effeithiau hyn helpu i wella cof, dysgu a chyflymder meddwl, a gallant hefyd atal datblygiad camweithrediad gwybyddol a chlefydau niwroddirywiol.

Cliciwch Gwybod i wella cof tymor byr

Mae llawer o linellau, gan gynnwys cynhyrchion mutagenesis ENU neu linellau gohebydd trawsenynnol, ar gael i'w prynu ac yn cael eu rheoli gan ZIRC (Canolfan Adnoddau Rhyngwladol Zebrafish) neu EZRC (Canolfan Adnoddau Sebrafish Ewropeaidd).

Ar gyfer medaka, ewch i wefan medaka NBRP (https://shigen.nig.ac.jp/medaka/top/top.jsp; cyrchwyd ar 30 Tachwedd 2021) i edrych am wahanol linellau mutant a thrawsgenig.

Yn ogystal, mae NFIN (Rhwydwaith Gwybodaeth Nothobranchius furzeriInformation, https://www.nothobranchius.info/; a gyrchwyd ar 30 Tachwedd 2021) yn darparu gwybodaeth am weithdrefnau labordy a chronfa ddata genynnau o ladd pysgod turquoise.

4. Rhwyddineb Rheolaeth Labordy ac Arbrofi gyda Zebrafish, Medaka a Turquoise Killifish

Mae niwroddirywiad yn ffenomen a nodweddir gan golled gynyddol niwronau ac mae clefyd Alzheimer, clefyd Parkinson, a sglerosis ochrol amyotroffig yn glefydau niwroddirywiol ymhlith pobl.

Maent yn glefydau cynyddol gyda chwrs clinigol cronig cymharol araf, ac mae'r ymennydd yn dangos dyddodiad protein annormal. Mae gan bob clefyd niwroddirywiol golled niwronaidd gymharol ddetholus; er enghraifft, mae niwronau dopaminergig a'r system nerfol awtonomig yn agored i niwed mewn clefyd Parkinson, ac mae'r system niwronau modur yn cael ei golli'n ddetholus mewn sglerosis ochrol amyotroffig [67].

Yn ddiweddar, bu llawer o ymchwil ar glefydau niwroddirywiol gan ddefnyddio nodweddion manteisiol pysgod bach. I gynhyrchu a dadansoddi modelau clefyd, gellir defnyddio triniaeth cyffuriau gyda chemegau niwrowenwynig, micro-chwistrelliad uniongyrchol o broteinau annormal, cnocio genynnau sy'n gysylltiedig â chlefydau, a sgil-mewn genynnau treigledig.

Ar gyfer astudiaethau clefyd Alzheimer, adroddwyd am zebrafish tau transgenic [68,69] a zebrafish gyda micro-chwistrelliad uniongyrchol oA [70,71].

Ar gyfer astudiaethau sglerosis ochrol amyotroffig, mae modelau zebrafish cysylltiedig TDP-43-, SOD1-neu C9orf72-wedi cael eu defnyddio i ddadansoddi'r pathogenesis a sgrinio ar gyfer cyffuriau newydd [30,72-76]. Yma, rydym yn trafod clefyd Parkinson; i gael rhagor o wybodaeth am glefydau niwroddirywiol eraill, gweler adolygiadau eraill [77,78].

4.1. Modelau Zebrafish a Medaka o Glefyd Parkinson
Mae clefyd Parkinson yn gyffredin ymhlith yr henoed ac fe'i nodweddir gan nam echddygol cynyddol, colli niwronau dopaminergig yn y substantia nigra, cyrff cynhwysiant andalpha-synuclein-positive a elwir yn gyrff Lewy.

Rydym ni ac eraill wedi defnyddio amrywiaeth o bysgod bach i astudio pathogenesis clefyd Parkinson. Tocsinau fel 1-methyl-4-ffenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine (MPTP), 6-hydroxydopamin (6-OHDA), a gwyddys bod rotenone yn wenwynig i niwronau dopaminergig mewn modelau anifeiliaid amrywiol.

Mae MPTP yn niwrotocsin sy'n achosi symptomau tebyg i glefyd Parkinson mewn anifeiliaid amrywiol, gan gynnwys bodau dynol. Mae'n cael ei fetaboli i 1-methyl-4-phenylpyridinium (MPP+) mewn celloedd glial ac yn cael ei ymgorffori wedyn gan niwronau dopaminergig trwy gludwyr dopamin ac yn atal gweithgaredd y gadwyn resbiradol mitocondriaidd. Oherwydd y llwybr metabolig hwn, mae niwronau dopaminergig yn cael eu niweidio'n ddetholus [79,80].

Mae MPTP hefyd yn achosi symptomau tebyg i glefyd Parkinson mewn medaka. Mae cadw larfa medaka mewn dŵr sy'n cynnwys MPTP yn gyflym yn arwain at ostyngiad mewn symudiad nofio digymell a cholli niwronau dopaminrgig yn y diencephalon [81].

Mae amlygiad MPTP hefyd wedi'i wneud gan ddefnyddio larfa pysgod sebra ac oedolion. Mae'r astudiaethau hyn wedi dangos effaith MPTP ar ymsymudiad a niwronau dopaminergig [82-87].

6-Gall thedopamin cludwr gymryd OHDA, gan arwain at straen ocsideiddiol a difrod dethol i niwronau dopamin. 6-Mae OHDA, o'i roi'n uniongyrchol i'r hylif serebro-sbinol, hefyd yn achosi colli niwronau dopamin a gostyngiad mewn symudiadau nofio digymell mewnmedaka [88].

Gall chwistrellu 6-OHDA i mewn i ddeiencephalon fentrol pysgod sebra llawndwf drwy gadw larfa pysgodyn sebra mewn 6-dŵr sy'n cynnwys OHDA achosi lleihad mewn niwronau indopaminergig a symudiadau nofio diffygiol [89-92].

Mae cadw larfau pysgod sebra mewn dŵr sy'n cynnwys rotenone hefyd yn achosi gostyngiad mewn symudiadau nofio dopamin a namau [93,94]. Gall cemegau eraill, gan gynnwys atalyddion proteasome [88], amoniwm clorid, neu tunicamycin [95], achosi ffenoteipiau tebyg i glefyd Parkinson mewn pysgod bach. Gall y modelau hyn a achosir gan docsin fod yn ddefnyddiol ar gyfer ymchwil clefyd Parkinson a sgrinio cyffuriau.

Nesaf, byddwn yn cyflwyno modelau genetig o glefyd Parkinson gan ddefnyddio zebrafish andmedaka. Mae'n rhyfeddol o anodd efelychu clefyd Parkinson dynol trwy drin genetig mewn llygod, sef un o'r anifeiliaid model mwyaf cynrychioliadol.

Er enghraifft, hyd yn oed mewn llygod taro triphlyg gyda Parkin, PINK1, a DJ-1, y cynhyrchion genynnol sy'n gyfrifol am glefyd Parkinson teuluol enciliol awtomatig, nid oes unrhyw golled niwron dopaminergig [96].

Yn debyg i lygod, nid yw medaka knockout sengl Parkin neu Pink1 yn dangos colled dopaminergiccell [97,98]. Fe wnaethom ddadansoddi medaka cnocio dwbl Parkin a Pink1 a chanfod bod niwronau dopaminergig wedi'u colli, na welwyd mewn un sgil-bysgod [98]. Yn achos zebrafish, mae disbyddiad sengl o Pink1 yn ddigon i achosi colli niwronau dopaminergig [99-101].

Mae modelau DJ-1 knockout zebrafish a medaka hefyd wedi’u creu, sydd angen gwerthusiadau patholegol pellach ond sy’n addawol ar gyfer cynhyrchu modelau pysgod newydd o glefyd Parkinson [102–105].

Mae ATP13A2 yn gynnyrch genyn arall sy'n gyfrifol am barkinsoniaeth cychwyn cynnar enciliol awtosomaidd sy'n cael ei nodweddu gan ymatebolrwydd levodopa, gazepalsy uwch-niwclear, arwyddion pyramidaidd, a dementia [106].

Fe wnaethon ni greu medaka mutant Atp13a2, sy'n dangos treiglad tebyg i'r hyn a welir mewn cleifion dynol, ac mae'r pysgod hwn yn dangos colli niwronau dopaminrgig gyda gostyngiad mewn gweithgaredd cathepsin D a ffurfiant corff cynhwysiant tebyg i olion bysedd [107].

Atp13a2 knockout zebrafish hefyd yn dangos ffenoteipiau tebyg [108].GBA, sydd hefyd yn y genyn achosol o glefyd Gaucher, yn un o'r risg uchel genynnau foridiopathig clefyd Parkinson, a Gba knockout medaka a zebrafish arddangos nid yn unig niwroddirywiad dopaminergic ond hefyd alffa-synuclein croniad [109–111].

Mae treigladau LRRK2 yn achos cymharol gyffredin o glefyd Parkinson teuluol tra-arglwyddiaethol awtosomaidd ac maent hefyd yn gysylltiedig â chlefyd Parkinson idiopathig [112,113]. Mae'n anodd deall clefyd awtosomaidd trechol o'r fath oherwydd efallai nad yw'n glir ai colli swyddogaeth arferol y genyn yw un o brif achosion y ffenoteip neu a all cynnydd mewn gweithrediad gwenwynig esbonio'r afiechyd.

Bu sawl model zebrafish o Lrrk2, ond byddwn yn aros am werthusiadau pellach a chanfyddiadau cyson [114–117].

Yn y modd hwn, gellir cynhyrchu modelau amrywiol o glefyd Parkinson trwy drin pysgod sebra neu medaka â chemegau neu trwy gynnal addasiad genetig o'r genom medaka zebrafishor.

Mae'r modelau hyn yn ddefnyddiol iawn i ddadansoddi swyddogaeth moleciwlau sy'n gysylltiedig â chlefyd Parkinson in vivo ac i ddeall pathoffisioleg clefyd dynolParkinson.

Ar ben hynny, mae eisoes wedi'i ddefnyddio'n helaeth ym maes darganfod cyffuriau. Mae sgrinio trwybwn uchel sy'n defnyddio nodweddion pysgod sebra wedi casglu llawer o gyfansoddion sydd â'r potensial i wella patholeg clefyd Parkinson.

Cyfeiriwch at yr adolygiad diweddar ar ddarganfod cyffuriau ar gyfer clefydau niwroddirywiol mawr gan gynnwys clefyd Parkinson [77]. Wrth gwrs, un cyfyngiad ar ddefnyddio pysgod bach fel anifeiliaid model yw y gall fod anghysondeb rhwng pysgod a bodau dynol.

Yn yr un modd â'r rhan fwyaf o afiechydon dynol, mae nifer o ffactorau'n cymhlethu dyfodiad afiechyd, megis heneiddio, ffactorau amgylcheddol, ac effeithiau genetig aml-ffactor.

Felly, dylem archwilio modelau amrywiol yn ofalus gan gynnwys llinellau celloedd, pysgod bach, neu famaliaid ac mae hefyd yn bwysig ymchwilio i samplau dynol. Trwy fynd yn ôl ac ymlaen rhwng modelau fel pysgod a samplau dynol, gallwn ddeall patholeg ddynol yn fwy dibynadwy.

4.2. Ffenoteipiau Clefyd Parkinson Idiopathig a Welwyd mewn Claddgell Gwyrddlas

Nesaf, fe wnaethom ganolbwyntio ar turquoise killifish i ddeall clefyd Parkinson idiopathig, nad yw'n etifeddol ac sy'n cyfrif am 90-95% o'r holl achosion o glefyd Parkinson. Mae Turquoisekillifish yn rhywogaeth pysgod bach sy'n byw mewn pyllau, corsydd, a phyllau ym Mozambique a gwledydd eraill [7] .

Mae gan ei gynefin dymor sych hir a thymor glawog byr, ac yn ystod y tymor sych, mae'r dŵr y mae'r turquoise killifish yn byw ynddo yn sychu ac ni all pysgod yr oedolion oroesi.

Fodd bynnag, mae wedi gallu goroesi fel rhywogaeth trwy fabwysiadu hanes bywyd lle mae'n silio wyau sy'n gwrthsefyll sychder yn y pridd, sy'n deor yn ystod y tymor glawog nesaf neu'r dyfodol.

Mewn cylch bywyd o'r fath, nid yw pwysau dethol cadarnhaol ar gyfer gwrth-heneiddio yn gweithio [118]. Yn fwyaf tebygol, mae gan ladd pysgod turquoise oes fer ac maent yn arddangos ffenoteip heneiddio mewn cyfnod byr iawn.

Yn benodol, mae hyd oes turquoisekillifish tua phedwar i chwe mis, a thua thri mis oed, maent yn cyflwyno arwyddion amrywiol o heneiddio, gan gynnwys atroffi organau, crymedd asgwrn cefn, a lefelau uwch o beta-galactosidase sy'n gysylltiedig â heneiddedd [119-121].

Er bod cysylltiad cryf rhwng clefyd Parkinson a heneiddio mewn pobl, efallai na fydd y rhan fwyaf o anifeiliaid arbrofol yn cyflwyno ffenoteip afiechyd digonol yn ystod heneiddio. Rydym wedi canfod bod killifish turquoise yn dangos dirywiad niwronau dopaminergig a noradrenergig a dilyniant patholeg offfa-synuclein wrth heneiddio [122]. Mae'r ffenoteipiau patholegol hyn yn debyg i'r rhai a welwyd mewn clefyd Parkinson dynol.

Mae disbyddiad genetig o alffa-synuclein system CRISPR-Cas9 yn lleddfu niwroddirywiad, gan awgrymu nad yw alffa-synuclein yn wyliwr yn pathogenesis clefyd Parkinson ond yn brotein achosol o niwroddirywiad.

Mae gan ladd y pysgod turquoise y potensial i ddatgelu mecanweithiau clefyd Parkinson, yn enwedig y mwyafrif o achosion o glefyd Parkinson idiopathig. Bydd y pysgodyn unigryw hwn hefyd yn ddefnyddiol ar gyfer anhwylderau eraill sy'n gysylltiedig ag oedran yn yr ymennydd ac organau eraill.

For more information:1950477648nn@gmail.com