Zebrafish, Medaka και Turquoise Killifish Για την Κατανόηση των Ανθρώπινων Νευροεκφυλιστικών/Νευροαναπτυξιακών Διαταραχών Μέρος 2

Η παρεγκεφαλίδα έχει ίνες αναρρίχησης και παράλληλες ίνες και οι κυτταρικές ομάδες είναι παρόμοιες με εκείνες των ανθρώπων, συμπεριλαμβανομένων των νευρώνων Purkinje και των κοκκωδών κυττάρων [13,14].

Υπάρχει θετική σχέση μεταξύ των αναρριχητικών ινών και της μνήμης. Κατά τη διαδικασία της αναρρίχησης των ινών, πρέπει να μένουμε ξύπνιοι και να σκεφτόμαστε ήρεμα. Αυτή η κατάσταση του νου μπορεί να προάγει τη βελτίωση της μνήμης.

Η δραστηριότητα της αναρρίχησης ινών απαιτεί φυσικό συντονισμό και τη συνεργασία όλων των μερών του σώματος, ιδιαίτερα τον συντονισμό των χεριών και των ποδιών. Στη διαδικασία της αναρρίχησης των ινών, χρειάζεται να προσαρμόσουμε τη στάση και τη θέση του σώματος πολλές φορές. Αυτή η διαδικασία προσαρμογής μπορεί να προωθήσει την ικανότητα σκέψης του εγκεφάλου και να βελτιώσει την προσοχή και τη συγκέντρωσή μας.

Επιπλέον, κατά τη διαδικασία αναρρίχησης ινών, μπορούμε να απολαμβάνουμε μια σωματική και ψυχολογική αίσθηση ευχαρίστησης, η οποία μπορεί να ενεργοποιήσει ορμόνες όπως η ντοπαμίνη στον εγκέφαλο, να βελτιώσει τη διάθεσή μας και να μας κάνει πιο θετικούς.

Ως εκ τούτου, οι αναρριχητικές ίνες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως αποτελεσματική μέθοδος για την άσκηση και τη βελτίωση της μνήμης. Μπορεί να μας κάνει πιο σίγουρους, γενναίους και επίμονους, επιτρέποντάς μας να ξεπερνάμε συνεχώς τον εαυτό μας και να επιδιώκουμε υψηλότερους και περαιτέρω στόχους. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να ρυθμίσει την ισορροπία των νευροδιαβιβαστών, όπως η αύξηση των επιπέδων ακετυλοχολίνης και αυξητικών παραγόντων. Αυτές οι ουσίες είναι πολύ σημαντικές για τη μνήμη και τη μάθηση. Επιπλέον, το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να βελτιώσει τη ροή του αίματος και να προωθήσει την παροχή οξυγόνου, η οποία μπορεί να εξασφαλίσει ότι ο εγκέφαλος λαμβάνει επαρκή θρεπτικά συστατικά και ενέργεια, βελτιώνοντας έτσι τη ζωτικότητα και την αντοχή του εγκεφάλου.

Κάντε κλικ στο Μάθετε τρόπους για να βελτιώσετε τη μνήμη σας

Αν και τα ψάρια ζέβρα δεν έχουν δομές που να αντιστοιχούν στους εν τω βάθει παρεγκεφαλιδικούς πυρήνες, τα κύτταρα που ονομάζονται ευρυδενδροειδή κύτταρα λαμβάνουν προβολές κυττάρων Purkinje και στέλνουν απαγωγές προβολές σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου.

Επομένως, τα ευρυδενδροειδή κύτταρα πιστεύεται ότι είναι λειτουργικά ομόλογα με τους εν τω βάθει παρεγκεφαλιδικούς πυρήνες των θηλαστικών [15]. Στους ανθρώπους, η παρεγκεφαλίδα διαιρείται σε αιθουσαία παρεγκεφαλίδα, σπονδυλική παρεγκεφαλίδα και αυχενική παρεγκεφαλίδα όσον αφορά τη φυλογένεση και τον λειτουργικό εντοπισμό, ενώ η παρεγκεφαλίδα των μικρών ψαριών θεωρείται ως επί το πλείστον ως η αιθουσαία παρεγκεφαλίδα.

Δημιουργήσαμε έναν λειτουργικό χάρτη της παρεγκεφαλίδας του ψαριού ζέβρα και δείξαμε ότι η παρεγκεφαλίδα του ψαριού ζέβρα περιέχει τουλάχιστον την αιθουσαία παρεγκεφαλίδα και την σπονδυλική παρεγκεφαλίδα, οι λεπτομέρειες των οποίων μπορούν να βρεθούν σε μια αναφορά [16].

Είναι πολύ ενδιαφέρον να προσδιοριστεί εάν υπάρχουν επίσης περιοχές της παρεγκεφαλίδας που ελέγχουν τις υψηλότερες λειτουργίες του εγκεφάλου μέσα στον τηλεεγκέφαλο στα μικρά ψάρια. αντίστοιχα [17].

Στους ανθρώπους, κατά την ανάπτυξη, η κοιλιακή και η ραχιαία πλευρά του νευρικού σωλήνα σχηματίζουν μια μέση συστολή, ενώ στα ψάρια ζέβρα, η ραχιαία πλευρά του νευρικού σωλήνα σχηματίζει μια αναδίπλωση προς τα έξω [18]. Ωστόσο, σε αντίθεση με τους ανθρώπους, τα ψάρια ζέβρα δεν έχουν δομές φλοιώδους στρώματος. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι αυτό δεν σημαίνει ότι ο εγκέφαλος των ψαριών δεν έχει δομές και λειτουργίες ισοδύναμες με τον εγκεφαλικό φλοιό των θηλαστικών.

Ο αιματοεγκεφαλικός φραγμός (BBB) ​​υπάρχει επίσης στα ζέβρα. Η αγγειογένεση στον οπίσθιο εγκέφαλο ξεκινά περίπου στους 20 hpf και τα περικύτταρα και τα γλοία βρίσκονται γύρω από τα αγγεία κατά 60 hpf, αλλά το BBB είναι ατελές μέχρι περίπου τις 5-8 dpf (ημέρες μετά τη γονιμοποίηση), επιτρέποντας σε διάφορα φάρμακα να διεισδύσουν στο κεντρικό νευρικό σύστημα. 19,20]. Το φάρμακο μπορεί να χορηγηθεί από το στόμα ή ενδοσωματικά ή μπορεί να διαλυθεί στο νερό συντήρησης των προνυμφών και να διεισδύσει στον ιστό του σώματος με εμβάπτιση σε νερό. Αυτό το χαρακτηριστικό είναι πολύ χρήσιμο για τον έλεγχο υψηλής απόδοσης χρησιμοποιώντας προνύμφες ψαριών ζέβρα.

Για παράδειγμα, τα έμβρυα ή οι προνύμφες εναποτίθενται μεμονωμένα σε κάθε φρεάτιο πλακών 96- και 384-πηγαδιών και διάφορες ενώσεις μπορούν να διαλυθούν στο νερό. Στη συνέχεια, κάθε ψάρι μπορεί να αξιολογηθεί με μοτίβα γονιδιακής έκφρασης, αναπτυξιακές αλλαγές ή ανάλυση συμπεριφοράς.

Αυτό είναι λιγότερο χρονοβόρο και λιγότερο δαπανηρό από την ίδια διαδικασία διαλογής που χρησιμοποιεί μοντέλα θηλαστικών όπως τα ποντίκια [21]. Μία από τις κύριες διαφορές μεταξύ του ψαριού ζέβρα και του ανθρώπου είναι η ικανότητα αναγέννησης του κεντρικού νευρικού συστήματος, συμπεριλαμβανομένων των νευρώνων.

Όταν τα ψάρια ζέβρα τραυματίζονται τεχνητά στο νωτιαίο μυελό, η λειτουργική αποκατάσταση και ο επαναπληθυσμός του κινητικού νευρώνα παρατηρούνται εντός 6 έως 8 εβδομάδων [22,23]. Επιπλέον, η αναγέννηση των ιστών του κεντρικού νευρικού συστήματος έχει παρατηρηθεί μετά από τεχνητή βλάβη, ακόμη και στον τηλεεγκέφαλο [24].

Η αυξημένη ικανότητα αναγέννησης των ψαριών, ακόμη και στο κεντρικό νευρικό σύστημα, πρέπει να αναγνωριστεί όταν χρησιμοποιούνται μοντέλα ψαριών για ανθρώπινες νευρολογικές διαταραχές. Πολλές γραμμές αποδείξεων έχουν αποδειχθεί ότι χρησιμοποιούν ψάρια ζέβρα.

Επειδή το zebrafish, το medaka και το turquoise killifish είναι στενά συνδεδεμένα τελεόψαρα, οι κύριες δομές τους στο κεντρικό νευρικό σύστημα είναι συγκρίσιμες. Μια ανασκόπηση αυτών των τριών μοντέλων ψαριών, συμπεριλαμβανομένης της περιγραφής του κεντρικού νευρικού τους συστήματος είναι διαθέσιμη [25].

3. Ευκολία Εργαστηριακής Διαχείρισης και Πειραματισμού με Zebrafish, Medaka και Turquoise Killifish

3.1. Ορατότητα και μετάδοση φωτός σε μικρά ψάρια

Ένα από τα σημαντικά χαρακτηριστικά των μικρών ψαριών είναι η υψηλή ιστική τους διαφάνεια κατά την εμβρυογένεση και τα προνυμφικά στάδια. Στο zebrafish και το medaka, η αναπτυξιακή διαδικασία μπορεί να παρατηρηθεί έξω από το σώμα του μητρικού ψαριού και τα έμβρυα και οι προνύμφες είναι διαφανή, καθιστώντας εύκολη την παρατήρηση της αναπτυξιακής διαδικασίας και της εσωτερικής δομής.

Επιπλέον, υπάρχουν διαθέσιμες αρκετές μεταλλαγμένες σειρές ζέβρα και μέδακα που είναι πιο διαφανείς από τον άγριο τύπο, επιτρέποντας την ορατή της εσωτερικής δομής του ψαριού, ακόμη και στο στάδιο της ενηλικίωσης [26].

Αυτό το χαρακτηριστικό επιτρέπει την άμεση παρατήρηση της ανάπτυξης και της δραστηριότητας του ιστού και των κυττάρων, η οποία είναι συμβατή με ζωντανή απεικόνιση, και μας επιτρέπει να καταγράφουμε τις αναπτυξιακές και δομικές αλλαγές στο νευρικό σύστημα με μεγαλύτερη λεπτομέρεια in vivo.

Όταν οι φθορίζουσες πρωτεΐνες εκφράζονται ειδικά στο κύτταρο που μας ενδιαφέρει, είναι δυνατόν να παρατηρήσουμε την ανάπτυξη και τις μορφολογικές αλλαγές των νευρώνων που μας ενδιαφέρουν πέρα ​​από την ώρα. Χημικοί ή γενετικά κωδικοποιημένοι αισθητήρες Ca που εκφράζονται σε νευρώνες μας επιτρέπουν να παρατηρούμε τη δραστηριότητα νευρώνων με υψηλή χρονική και χωρική ανάλυση [27]. Για παράδειγμα, δείξαμε ότι η παρεγκεφαλιδική νευρική δραστηριότητα κατά τη συμπεριφορά μπορεί να παρατηρηθεί σε κυτταρικό επίπεδο [16].

Έχει επίσης αναφερθεί μια πολύ συναρπαστική μελέτη που εκφράζει αισθητήρες Ca σε νευρώνες ολόκληρου του εγκεφάλου και χρησιμοποιεί τα σήματα αισθητήρων όπως στην ηλεκτροεγκεφαλογραφία [28]. Χρησιμοποιώντας τεχνικές οπτογενετικής, είναι επίσης θεωρητικά δυνατό να ενεργοποιηθεί ή να καταστείλει η νευρωνική δραστηριότητα των νευρώνων-στόχων σε οποιαδήποτε θέση [16,29]. Έχει επίσης αναφερθεί μια μοναδική μέθοδος για την ανάλυση της παθογένεσης των ασθενειών αλλάζοντας τον υποκυτταρικό εντοπισμό των πρωτεϊνών-στόχων [30].

Εν ολίγοις, τα μικρά ψάρια είναι μοναδικά σπονδυλωτά που παρέχουν, σε ζωντανή κατάσταση, μακροσκοπική παρατήρηση του νευρικού συστήματος, μικροσκοπική παρατήρηση ακριβούς νευροδραστικότητας και προσαρμογή της μετάδοσης φωτός για οπτογενετικές και άλλες εφαρμογές.

For more information:1950477648nn@gmail.com