Zebrafish, Medaka και Turquoise Killifish Για την Κατανόηση των Ανθρώπινων Νευροεκφυλιστικών/Νευροαναπτυξιακών Διαταραχών Μέρος 1

Αφηρημένη:

Τα τελευταία χρόνια, τα μικρά ψάρια όπως το zebrafish και το medaka έχουν αναγνωριστεί ευρέως ως πρότυπα ζώων. Έχουν υψηλή ομολογία στη γενετική και τη δομή των ιστών με τον άνθρωπο και μοναδικά χαρακτηριστικά που δεν έχουν τα ζώα-μοντέλα θηλαστικών, όπως η διαφάνεια των εμβρύων και των προνυμφών, το μικρό μέγεθος σώματος και η ευκολία πειραμάτων, συμπεριλαμβανομένου του γενετικού χειρισμού.

Η σύνδεση μεταξύ γενετικής και μνήμης είναι ένας αναδυόμενος τομέας έρευνας και ορισμένες μελέτες δείχνουν ότι οι αναμνήσεις μας συνδέονται στενά με τα γονίδιά μας. Από αυτή την άποψη, μπορούμε να συναγάγουμε τα ακόλουθα συμπεράσματα όταν εξετάζουμε πώς η γενετική επηρεάζει την ανθρώπινη μνήμη.

Πρώτον, το γενετικό υλικό μπορεί να επηρεάσει τη φυσιολογική δομή και τον τρόπο λειτουργίας του ανθρώπινου εγκεφάλου μέσω της κωδικοποίησης των γονιδίων. Αυτές οι αλλαγές, εν μέρει, επηρεάζουν την ικανότητά μας να σχηματίζουμε και να διατηρούμε αναμνήσεις. Για παράδειγμα, μερικοί άνθρωποι γεννιούνται με καλύτερη λειτουργική μνήμη και μεγαλύτερη ικανότητα μετάβασης από τη βραχυπρόθεσμη στη μακροπρόθεσμη μνήμη. Αυτή η ικανότητα μνήμης σχετίζεται συχνά με την παρουσία συγκεκριμένων γονιδιακών μονομερών. Ομοίως, ορισμένα γονίδια μπορεί να κάνουν τους ανθρώπους πιο επιρρεπείς σε προβλήματα όπως η αμνησία, η οποία μπορεί να επηρεάσει άμεσα την απόδοση της ανθρώπινης μνήμης.

Δεύτερον, οι περιβαλλοντικοί παράγοντες μπορούν επίσης να επηρεάσουν την απόδοση της ανθρώπινης μνήμης μαζί με τους γενετικούς παράγοντες. Ακόμη και άτομα με το ίδιο γενετικό υπόβαθρο θα έχουν διαφορετική απόδοση μνήμης κάτω από διαφορετικές μεθόδους εκπαίδευσης και κατάρτισης. Για παράδειγμα, η μακροχρόνια προπονητική εμπειρία μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη. Αυτή η διαδικασία εκπαίδευσης μπορεί να διαρκέσει μήνες ή χρόνια, πράγμα που σημαίνει ότι η επίδραση των περιβαλλοντικών παραγόντων στην απόδοση της μνήμης είναι επίσης σημαντική.

Είτε αυτό οφείλεται σε βιολογικά θεμέλια είτε σε περιβαλλοντικούς παράγοντες, υπάρχουν πράγματα που μπορούμε να κάνουμε για να βελτιώσουμε την απόδοση της μνήμης μας μέσω έρευνας και ορισμένων πρακτικών βημάτων. Μπορούμε να βελτιώσουμε την απόδοση της μνήμης μας διαβάζοντας, αναθεωρώντας, εξασκούμενοι κ.λπ., και διερευνώντας την αλληλεπίδραση αυτών των παραγόντων, μπορούμε να κατανοήσουμε αυτές τις διαδικασίες πληρέστερα.

Συνολικά, η σύνδεση μεταξύ γενετικής και μνήμης είναι ένα αναδυόμενο πεδίο της επιστήμης που προσφέρει έναν νέο τρόπο για να μάθετε περισσότερα για το πώς λειτουργεί ο ανθρώπινος εγκέφαλος. Η κατανόηση αυτής της γνώσης μπορεί να μας βοηθήσει να κατανοήσουμε καλύτερα τη φύση της μνήμης και να λάβουμε τα κατάλληλα μέτρα για να βελτιώσουμε την απόδοση της προσωπικής μας μνήμης. Ας αξιοποιήσουμε αυτή τη γνώση και ας την εξασκήσουμε στην καθημερινή μας ζωή για να μας βοηθήσουν να γίνουμε πιο έξυπνοι, πιο σίγουροι και πιο επιτυχημένοι άνθρωποι. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche deserticola μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη, επειδή το Cistanche deserticola έχει αντιοξειδωτικά, αντιφλεγμονώδη και αντιγηραντικά αποτελέσματα, τα οποία μπορούν να βοηθήσουν στη μείωση της οξείδωσης και των φλεγμονωδών αντιδράσεων στον εγκέφαλο, προστατεύοντας έτσι τον υγεία του νευρικού συστήματος. Επιπλέον, το Cistanche deserticola μπορεί επίσης να προωθήσει την ανάπτυξη και την επισκευή των νευρικών κυττάρων, ενισχύοντας έτσι τη συνδεσιμότητα και τη λειτουργία των νευρωνικών δικτύων. Αυτά τα αποτελέσματα μπορούν να βοηθήσουν στη βελτίωση της μνήμης, της μάθησης και της ταχύτητας σκέψης και μπορεί επίσης να αποτρέψουν την ανάπτυξη γνωστικής δυσλειτουργίας και νευροεκφυλιστικών ασθενειών.

Κάντε κλικ στα συμπληρώματα γνώσης για να ενισχύσετε τη μνήμη

Το Zebrafish και το medaka έχουν χρησιμοποιηθεί εκτενώς στον τομέα της νευρολογίας, ειδικά για την αποκάλυψη των μηχανισμών νευροεκφυλιστικών ασθενειών όπως η νόσος του Πάρκινσον και η νόσος Alzheimer, και πρόσφατα, αυτά τα ψάρια έχουν επίσης χρησιμοποιηθεί για την κατανόηση νευροαναπτυξιακών διαταραχών όπως η διαταραχή του φάσματος του αυτισμού.

Το τιρκουάζ killifish έχει αναδειχθεί ως ένα νέο και μοναδικό ζώο πρότυπο, ειδικά για έρευνα γήρανσης λόγω του μοναδικού κύκλου ζωής του, και αυτό το ψάρι φαίνεται επίσης να είναι χρήσιμο για νευρολογικές ασθένειες που σχετίζονται με την ηλικία.

Αυτά τα μικρά ψάρια είναι εξαιρετικά ζωικά μοντέλα για την ανάλυση ανθρώπινων νευρολογικών διαταραχών και αναμένεται να διαδραματίσουν αυξανόμενους ρόλους σε αυτόν τον τομέα. Εδώ, παρουσιάζουμε διάφορες εφαρμογές αυτών των μοντέλων ψαριών για να βελτιώσουμε την κατανόησή μας για τις ανθρώπινες νευρολογικές διαταραχές.

Λέξεις-κλειδιά: μικρά ψάρια; zebrafish? medaka; τιρκουάζ killifish? νευροεκφυλιστική ασθένεια? Νόσος Πάρκινσον; γηράσκων; νευροαναπτυξιακή διαταραχή.

1. Εισαγωγή

Όταν σκεφτόμαστε μοντέλα ζώων που χρησιμοποιούνται στην ιατρική έρευνα, το τυπικό ζώο είναι ένα ποντίκι. Σε όλη την ιστορία της επιστήμης, πολλοί ερευνητές έχουν τυποποιήσει και προηγμένες πειραματικές διαδικασίες χρησιμοποιώντας ποντίκια, συμπεριλαμβανομένων γενετικών τεχνικών, βιοχημικής ανάλυσης και ανάλυσης συμπεριφοράς. Δεν υπάρχει αμφιβολία ότι τα ποντίκια βρίσκονται στην πρώτη γραμμή των ζώων-μοντέλων.

Εκτός από τα ποντίκια, οι αρουραίοι, οι μύγες και τα νηματώδη έχουν σχετικά μακρά ιστορία ως μοντέλα ζώων. Μεταξύ των ζώων-μοντέλων, τα μικρά ψάρια όπως το zebrafish (Danio rerio), το medaka (Oryzias latipes) και το τιρκουάζ killifish (Nothobranchius furzeri) είναι σχετικά νεοεισερχόμενα αλλά είναι ολοένα και πιο παρόντα (Πίνακας 1) [1-7].

Επειδή τα ψάρια και τα θηλαστικά, όπως ο άνθρωπος, αποκλίνουν τόσο πρόσφατα στην πορεία της εξέλιξης, οι ανατομικές και γενετικές τους ομολογίες διατηρούνται εξαιρετικά καλά. Στο εργαστήριο, τα μικρά ψάρια είναι εξαιρετικά ζώα-πρότυπο με πολλά πλεονεκτήματα που δεν έχουν τα μοντέλα θηλαστικών, όπως απλή συντήρηση από έμβρυο σε ενήλικα, εξαιρετική ορατότητα ιστού με διαφανή έμβρυα και προνύμφες, εύκολος χειρισμός σε εργαστηριακά πειράματα, συμπεριλαμβανομένης της μοριακής βιολογίας, της βιοχημείας, της ιστολογίας κ.λπ. επί.

Αυτή η ανασκόπηση περιγράφει τα χαρακτηριστικά αυτών των μικρών ψαριών, τη συνάφειά τους με τον άνθρωπο, τα οφέλη από τη χρήση μικρών ψαριών ως ζώων-μοντέλων για νευρολογικές διαταραχές και τον τρόπο με τον οποίο τα μικρά ψάρια χρησιμοποιούνται επί του παρόντος στην έρευνα για νευροεκφυλιστικές ασθένειες και νευροαναπτυξιακές διαταραχές.

2. Κεντρικό Νευρικό Σύστημα σε Μικρά Ψάρια

Οι μύγες και τα νηματώδη, τα οποία χρησιμοποιούνται ως μικρά μοντέλα ζώων, είναι ασπόνδυλα και μπορεί να είναι μειονεκτήματα όταν θεωρούνται μοντέλα ανθρώπινων ασθενειών. Από την άλλη πλευρά, τα μικρά ψάρια είναι σπονδυλωτά όπως τα ποντίκια και οι άνθρωποι, και πολλές από τις δομές οργάνων τους είναι παρόμοιες με αυτές των ανθρώπων.

Η βασική δομή και λειτουργία του κεντρικού νευρικού συστήματος διατηρείται από τα μικρά ψάρια στον άνθρωπο. Στα νηματώδη, για παράδειγμα, τα γάγγλια της κεφαλής αναφέρονται μερικές φορές ως «εγκέφαλος», αλλά δεν έχουν άμεση φυλογενετική σχέση με τον εγκέφαλο των σπονδυλωτών.

Τα μικρά ψάρια, από την άλλη πλευρά, έχουν αυτό που με ακρίβεια μπορεί να ονομαστεί εγκέφαλος. Αν και υπάρχουν κάποιες διαφορές μεταξύ του εγκεφάλου των μικρών ψαριών και των ανθρώπων, είναι ανατομικά και λειτουργικά παρόμοια στο σύνολό τους.

Αυτή η ενότητα περιγράφει τα ανατομικά χαρακτηριστικά του εγκεφάλου του zebrafish. Ένα εξαιρετικό φυλογενετικό δέντρο των εξελικτικών συνδέσεων μεταξύ των ζώων-μοντέλων που αναφέρθηκαν παραπάνω δίνεται σε μια προηγούμενη αναφορά [6].

Ο δομικός και ανατομικός σχηματισμός του κεντρικού νευρικού συστήματος στα ψάρια ζέβρα αρχίζει νωρίς στην ανάπτυξη. Μετά τον σχηματισμό του νευρικού σωλήνα στα 17 hpf (ωριαία-γονιμοποίηση), αρχίζει η μορφογένεση του εγκεφάλου.

Το όριο μεταξύ του μεσεγκεφάλου και του οπίσθιου εγκεφάλου αρχίζει να σχηματίζεται και αναπτύσσονται περιοχές όπως η παρεγκεφαλίδα και ο θάλαμος [8]. Οι ανθρώπινοι ντοπαμινεργικοί νευρώνες στη μέλαινα ουσία βρίσκονται στον μεσεγκέφαλο, αλλά δεν υπάρχουν ντοπαμινεργικές συστάδες στον ανατομικά ταξινομημένο μεσεγκέφαλο του ζέβρα. Υπάρχουν αρκετές ομάδες ντοπαμινεργικών νευρώνων στο γειτονικό διεγκέφαλο και ο σχηματισμός τους έχει ξεκινήσει στις 198 ώρες.

Επιπλέον, έχει αποδειχθεί ότι ορισμένοι από τους ντοπαμινεργικούς νευρώνες σε αυτόν τον διεγκέφαλο εκτείνονται και προβάλλουν μακρούς άξονες στο ραβδωτό σώμα, και αυτοί οι νευρώνες θα μπορούσαν να είναι ισοδύναμοι με τους ανθρώπινους ντοπαμινεργικούς νευρώνες στην ουσία substantianigra [10].

Οι ντοπαμινεργικές προβολές στον πρόσθιο εγκέφαλο στα ψάρια ζέβρα πιστεύεται ότι είναι ομόλογες με το σύστημα ανταμοιβής στα θηλαστικά [11]. Δεδομένου ότι η συνολική σύνθεση των ντοπαμινεργικών νευρώνων διατηρείται μεταξύ των τελεόστων, η κατανομή των ντοπαμινεργικών νευρώνων στα τιρκουάζ θανάσιμο ψάρι είναι παρόμοια με το ζέβρα και το μέδακα.

Ανατρέξτε στην πιο πρόσφατη έκθεση σχετικά με την ανάλυση κατεχολαμινεργικών νευρώνων στο κεντρικό νευρικό σύστημα του τιρκουάζ killifish [12].

For more information:1950477648nn@gmail.com