עבודה זו נתמכה על ידי המכונים הלאומי לבריאות מענק, R01 AG033620 (BG) ועל ידי רוברט דרייפר טכנולוגיה חדשנות מימון (דאו).

1. בנייה של מכשיר HIT <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> צרף את האביב ללוח באמצעות שני מלחציים וארבעה ברגים (איור 1 א). מרכז את מהדק ביחס לרוחב הלוח ונוגח אותם אחד נגד השני עם סומק המהדק החיצוני עם הקצה של הלוח. לפני מצרף את מהדק, לכופף אותם באמצעות צבת שיתאים היטב על האביב. הערה: ראה טבלת 1 לתיאורים של החומרים הנדרשים לבניית מכשיר HIT. הסוף מהודק של האביב צריך להיות 1/8 אינץ &#39;(3.2 מ&quot;מ) מקצה הלוח, ואת הקצה החופשי צריך להרחיב על הלוח על ידי 3/4 אינץ&#39; (19 מ&quot;מ). התאם את האביב, כך שהוא נמצא במקביל לאורכו של הלוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עטוף את הקצה החופשי של הקפיץ פעם אחת סביב עם רצועת הדבק של לולאות סקוטש. הקצה החיצוני של סקוטש צריך להיות מיושר עם סוף האביב. סקוטש הוא חשוב משום שהוא משמש כדי לאבטח את הבקבוקון למעיין על ידי creating הולם דחיסה חזק. סקוטש גם מאפשר חיבור קל וההסרה של בקבוקונים, המאפשר בקבוקונים רבים להיות מעובד בתקופה קצרה של זמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הנח את כיסוי דלי הקרח הפוך, מרוכז, חזק נגד לוח העץ. כוון את האזור המורם של כיסוי דלי הקרח כך שהקצה הארוך מקביל לרוחב של הלוח. שים לב שהאזור שהועלה של דלי הקרח הוא 1/2 אינץ &#39;(13 מ&quot;מ) גבוה יותר מאשר לוח העץ, כך שכאשר בקבוקון מחובר לאביב האביב לא לשכב על הלוח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חלק את כל המכשיר נגד אובייקט קבוע כגון קיר, כך שכיסוי דלי הקרח תקוע בין הלוח והאובייקט ולא זז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קלטת מד זווית נייר לתחתית קרטון לטוס מגש בקבוקון ולסבול את זה על קצה נגד האורך של הלוח כך שהסימן 90 ° מיושר עם האביב כאשר הוא נסוג למצב אנכי בצורה מושלמת. </li></ol> 2.מבצע של מכשיר HIT <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מקום בין CO 1 ו -60 2 -anesthetized זבובים בבקבוקון ריק ופקק הבקבוקון באמצעות כדור צמר גפן הדוק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להגביל את הזבובים לאינץ &#39;התחתון 1 (2.5 סנטימטרים) של הבקבוקון על ידי לחיצה על כדור צמר גפן לתוך הבקבוקון עד שהוא 1 אינץ&#39; (2.5 סנטימטרים) מהתחתית. זה מועיל למתוח קו על הבקבוקון בסימן 1 אינץ &#39;(2.5 סנטימטרים). שים לב שמגביל זבובים לאזורים גדולים יותר או קטנים יותר של הבקבוקון יכול להשפיע על החומרה של פנוטיפים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה 5 דקות לזבובים להתאושש ניידות מCO 2. שים לב שזה לא ידוע אם 5 דקות מספיקות כדי להסיר את ההשפעות של CO 2 לחלוטין. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את הקצה של האביב לתוך הבקבוקון עד הקצה הפנימי של סקוטש הוא מיושר עם החלק העליון של הבקבוקון (איור 1). כאשר באביב הוא שוכב, 1 אינץ &#39;(2.5 סנטימטרים) של הבקבוקון צריך לחפוף את האזור המורם של כיסוי דלי קרח. ניתן לעשות שימוש חוזר בקבוקי מ &#39;כל זמנים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעת שישב, להחזיק את הבקבוקון באזור סקוטש באמצעות האגודל והאצבע של יד שמאל. החזק את הלוח הדוק לbenchtop ביד הימין שלך. לחלופין, להשתמש C-מהדק להחזיק את הלוח ההדוק לbenchtop. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> משוך את האביב בצורה מושלמת ישר בחזרה לזווית הרצויה. שחרר את האביב. לאפשר האביב להגיע לעצירה מוחלטת. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את הבקבוקון מהמעיין ולאפשר הזבובים להתאושש במשך ≥5 דקות. להכפיף את הזבובים לשביתה נוספת או להעביר את הזבובים לבקבוקון עם אוכל לטוס. הערה: מגוון רחב של מבחני יכול לשמש כדי להעריך את ההשפעות פנוטיפי של שביתות ממכשיר HIT. לדוגמא, השפעות על תוחלת חיים יכולות להיקבע על ידי ניתוח אחוזים מזבובים שלשרוד בזמנים לאחר פציעה, השפעות על מורפולוגיה המוח יכולות להיקבע על ידי ניתוח היסטולוגית של הראש, והשפעות על ביטוי גנים יכולות להיקבע על ידי ניתוח כמותי של רמות ה- mRNA 10. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> Determinהשפעות אלקטרוניים של ההליך שאינן בשל שביתות על ידי זהה טיפול זבובי שליטה שאינם נתון לשביתות. ללבוש שמיעת הגנה מפני ההשפעה של הבקבוקון נגד כיסוי דלי הקרח מייצרת רעש חזק. </li></ol>

<ol>
	<li>Harrison-Felix, C. L., Whiteneck, G. G., Jha, A., DeVivo, M. J., Hammond, F. M., Hart, D. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mortality+over+four+decades+after+traumatic+brain+injury+rehabilitation:+A+retrospective+cohort+study.">Mortality over four decades after traumatic brain injury rehabilitation: A retrospective cohort study.</a> Arch Phys Med Rehabil. 90, 1506-1513 (2009).</li><li>Coronado, V. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Surveillance+for+traumatic+brain+injury-related+deaths+&#8211;+United+States.">Surveillance for traumatic brain injury-related deaths &#8211; United States.</a> MMWR Surveill Summ. 60, 1-32 (1997).</li><li>Masel, B., DeWitt, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Traumatic+brain+injury:+A+disease+process,+not+an+event.">Traumatic brain injury: A disease process, not an event.</a> J. Neurotrauma. 27, 1529-1540 (2010).</li><li>Blennow, K., Hardy, J., Zetterberg, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neuropathology+and+neurobiology+of+traumatic+brain+injury.">The neuropathology and neurobiology of traumatic brain injury.</a> Neuron. 76, 886-899 (2012).</li><li>Prins, M., Greco, T., Alexander, D., Giza, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+pathophysiology+of+traumatic+brain+injury+at+a+glance.">The pathophysiology of traumatic brain injury at a glance.</a> Disease Models Mech. 6, 1307-1315 (2013).</li><li>Menon, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Unique+challenges+in+clinical+trails+in+traumatic+brain+injury.">Unique challenges in clinical trails in traumatic brain injury.</a> Crit Care Med. 37, S129-S135 (2009).</li><li>Xiong, Y., Mahmood, A., Chopp, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Animal+models+of+traumatic+brain+injury.">Animal models of traumatic brain injury.</a> Nature Rev Neurosci. 14, 128-142 (2013).</li><li>Balsiger, Z., Leudkte, J., Mawer, S., Willey, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> HIT device high speed analysis. , (2014).</li><li>Davceva, N., Janevska, V., Illevski, B., Petrushevska, G., Popeska, Z. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+occurrence+of+acute+subdural+haematoma+and+diffuse+axonal+injury+as+two+typical+acceleration+injuries.">The occurrence of acute subdural haematoma and diffuse axonal injury as two typical acceleration injuries.</a> J Forensic Leg Med. 19, 480-484 (2012).</li><li>Katzenberger, R. J., Loewen, C. A., Wassarman, D. R., Petersen, A. J., Ganetzky, B., Wassarman , D. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Drosophila.+model+of+closed+head+traumatic+brain+injury.">A Drosophila. model of closed head traumatic brain injury.</a> Proc Natl Acad Sci USA. 110, E4152-E4159 (2013).</li><li>Fang, Y., Bonini, N. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Axon+degeneration+and+regeneration:+insights+from+Drosophila+.models+of+nerve+injury.">Axon degeneration and regeneration: insights from Drosophila .models of nerve injury.</a> Annu Rev Cell Biol. 28, 575-597 (2012).</li><li>Babcock, D. T., Ganetzky, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+improved+method+for+accurate+and+rapid+measurement+of+flight+performance+in+Drosophila.">An improved method for accurate and rapid measurement of flight performance in Drosophila.</a> J Vis Exp. (84), e51223 (2014).</li><li>Tully, T., Preat, T., Boynton, S. C., Vecchio, M. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Genetic+dissection+of+consolidated+memory+in+Drosophila.">Genetic dissection of consolidated memory in Drosophila.</a> Cell. 79, 35-47 (1994).</li><li>Andretic, R., Shaw, P. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Essentials+of+sleep+recordings+in+Drosophila.:+moving+beyond+sleep+time.">Essentials of sleep recordings in Drosophila.: moving beyond sleep time.</a> Methods Enzymol. 393, 759-772 (2005).</li></ol>

אין לנו ניגוד עניינים לחשוף.

שיטת מכשיר HIT נבדל משיטות אחרות שתגרומנה לפגיעה טראומטית בזבובים על ידי כך שהיא גורמת לראש סגור ולא חודר 11 TBI. יתר על כן, שיטת מכשיר HIT לוקחת פחות זמן, מאמץ, מיומנות ולגרום TBI בזבובים רבים, ולכן השיטה היא נוחה יותר מאשר בשיטות אחרות למסכים גנטיים בקנה מידה גדולה. לבסוף, העובדה שהפציעות עיקריות שנגרמו על ידי מכשיר HIT אינן מוגבלות למוח הוא גם מגבלה ויתרון. זה הגבלה כי מחקרים נוספים נדרשים להעריך האם פנוטיפים הם עקב פציעה טראומטית למוח או לחלקים אחרים בגוף. מצד השני, polytrauma (פגיעה טראומטית לחלקי גוף שונים) לעתים קרובות מלווה TBI, והוא חשב לווסת פנוטיפים TBI, ולכן שיטת מכשיר HIT ניתן להשתמש כדי לחקור את התרומה של polytrauma לפנוטיפים TBI. מודל TBI הזבוב יש גם יתרונות על פני מכרסמים ודגמי TBI קופים שאינם בני אדם <sעד&gt; 10. מספר גדול של בעלי חיים יכול להיבחן בגלל זבובים מתרבים במהירות (הנקבות מטיל ביצים ~ 100 / יום), יש לי מחזור חיים קצרים (10 ימים מביצה להבשיל בוגר של 25 מעלות צלזיוס), ונשמר בבקבוקונים קטנים ולהאכיל על מדיום זול (~ 20 ¢ / חודש / 100 זבובים). בנוסף, יכולות בקלות להעריך תוצאות TBI על כל תוחלת החיים כי יש לי זבובים בוגרים תוחלת חיים קצרות יחסית (50-100 ימים של 25 מעלות צלזיוס). לבסוף, ארסנל עצום של כלים ניסיוניים וטכניקות שפותחו מתוך למעלה מ -100 שנים של מחקר הקודם על זבובים מספק מידה חסרת תקדים של שליטה ניסיונית לרגולציה של זמן ומרחב מדויק של ביטוי גנים; ניתוחי התנהגות, התפתחותי, ואלקטרו; in vivo הדמיה וכו &#39;. פרוטוקול זה מתאר את ההקמה והפעלה של מכשיר HIT, שנועד לגרום TBI הראש הסגור בזבובים. אנחנו השתמשנו במכשיר HIT בשיתוף עם 24 MI &lt;/ Sub&gt; assay ללמוד מות האורגניזם הבא 7 TBI. עם זאת, מודל TBI זבוב ניתן להשתמש בדרכים רבות אחרות כדי להבין מוות, כמו גם השלכות אחרות של TBI. לדוגמא, תוצאות פיזיות של TBI ניתן למדוד באמצעות מבחני לפרמטרים כגון טיפוס או טיסה, והשלכות התנהגות של TBI ניתן למדוד באמצעות מבחני לפרמטרים כגון שינה ולמידה וזיכרון 10,12-14. השפעות מבניות במוח ניתן לקבוע באמצעות שיטות הדמיה כגון מיקרוסקופיה immunofluorescence ומיקרוסקופ אלקטרונים הילוכים. תופעות מולקולריות במוח ניתן לקבוע באמצעות מבחני הגנומי כגון RNA-seq או מבחני proteomic כגון ספקטרומטר מסה. השפעות גנטיות על המוח ניתן לקבוע באמצעות גישות כגון מציאה גן מותנית וביטוי יתר. השפעות סביבתיות על ההשלכות של TBI יכולות להיקבע על ידי פרמטרים מראש או לאחר פציעה שונה כגון טמפרטורת דגירה ודיאטה או פרמטרים שלמכשיר HIT כגון זווית ההטיה האביב או הזמן בין שביתות חוזרות ונשנות. לבסוף, מכשיר HIT יכול לשמש למסכים גנטיים בקנה מידה גדולה כדי לענות על שאלות בסיסיות כגון מדוע ההשלכות של TBI הן גרועות באנשים מבוגרים יותר מאנשים צעירים, כמו גם למסכי סמים בקנה מידה גדולה שיכול לשמש לזיהוי טיפולים ל ההשלכות של TBI. כאשר משתמש באופן עקבי, מצאנו כי מכשיר HIT מייצר פנוטיפים לשחזור בין ניסויים ומשתמשים עצמאיים. פרמטרים שיכולים להשפיע על שחזור הם ההגדרה והפעלה של מכשיר HIT. פנוטיפים יכולים להיות מושפעים באופן משמעותי על ידי שינויים קטנים בעמדה של דלי קרח הכיסוי ביחס ללוח, את עמדתו של כדור צמר גפן בבקבוקון הזבוב, ואת עמדתו של בקבוקון ביחס לרצועת סקוטש. יתר על כן, כפי שמוצג באיור 2, פנוטיפים יכולים להיות מושפעים באופן משמעותי על ידי שינויים קטנים בזווית של סטיית האביב. כך, משתמשים חדשים של מכשיר HIT צריכים להיות במעקב כדי לוודא שההגדרה והתפעול זהות לזה של משתמשים אחרים. אנחנו באופן שיגרתי לכייל משתמשים חדשים על ידי שיש להם לקבוע את MI 24 של 0-7 יום ישן w 1,118 זבובים. לבסוף, מכשיר HIT לא צריך להיות זהה לזה שתואר בפרוטוקול. אנו מצפים שרוב חלקי מכשיר HIT ניתן לשנות תוך שמירה על היכולת לגרום TBI בזבובים.

An author's name was corrected in the publication of <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/video/52905">A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila</a>. The second to last author's was spelled incorrectly. It has been updated from:
Barry Ganetky
to:
Barry Ganetzky

An author's name was corrected in the publication of <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/video/52905">A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila</a>.

Erratum: A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

פגיעה מוחית טראומטית (TBI) מוגדרת כפגיעה במוח מכוח מכאני חיצוני. הנפוץ ביותר, תוצאות TBI מכוחות הראש סגורים כגון כוחות בוטים והאצת אינרציה וכוחות ההאטה שגורמים למוח להכות את החלק הפנימי של הגולגולת. בארצות הברית, ההערכה היא כי 50,000 אנשים מתים בכל שנה מTBI ו2.5-6,500,000 אנשים חיים עם ההשלכות של TBI, כוללים מתישים פיזי, קוגניטיבית, ובעיות התנהגות 1,2. ההשלכות של TBI הן לא רק עקב פציעות מכאניות עיקריות למוח, אלא גם לפציעות המשניות תאיות ומולקולריות למוח, כמו גם רקמות אחרות המתרחשות לאורך זמן 3-5. הפיתוח של גישות לאבחון וטיפול TBI הוכיח להיות קשה כי TBI הוא תהליך מחלה מורכב. הטבע המשתנה של פציעות עיקריות, פיזיולוגיה אנושית, וגורמים סביבתיים גורם לi המשנית הטרוגניתnjuries ופתולוגיות. גורמים משתנים בסיסי כוללים את חומרת הפגיעה הראשונית, זמן בין פציעות עיקריות החוזרות ונשנות, וגיל וגנוטיפ של הפרט. הבנה כיצד כל גורם משתנה תורם להשלכות של TBI עשויה לסייע בפיתוח של גישות לאבחון וטיפול TBI 6,7. כאן אנו מתארים שיטה לגרימת TBI הראש הסגור בmelanogaster דרוזופילה (זבובי פירות), שניתן להשתמש כדי לשרטט את תרומתם של גורמים משתנים להשלכות של TBI. השיטה מבוססת על תצפית ראשונית שמאוד להכות את הצד של בקבוקון תרבות זבוב על כף יד שנגרמה פרא-סוג טס להופכים באופן זמני נכה, תוצאה סבירה של TBI. לפיכך, אנו נבנו מכשיר הטראומה (HIT), השפעה הגבוה לשחזר כוחות התאוצה וההאטה מהפעולה ביד להכות. סרט במהירות גבוהה מראה כי שביתה אחת מHIT מכשיר גורם זבובים ליצור קשר עם קיר הבקבוקון מספר פעמים עם הראש וגופם 8. במידה מסוימת, את כל אנשי הקשר עלולים לגרום למוח הזבוב ליתיר ולעוות נגד הקפסולה הראש, דומה למה שקורה לבני אדם בנפילות ותאונות דרכים 9. בהתאם לכך, זבובים שטופל בפנוטיפים תצוגת מכשיר HIT בקנה אחד עם פגיעה מוחית, כולל נבצרות זמניות ואחריו אטקסיה, התאוששות הדרגתית של ניידות, שינויי ביטוי גנים בראש, וניוון של מערכת עצבים מתקדמות במוח 10. לפיכך, מכשיר HIT מאפשר ללמוד TBI באמצעות הארסנל העצום של כלים וטכניקות שפותחו לזבובים ניסיוניים.

<table><tbody><tr><td>Zinc plated compression spring</td><td>The Hillman&amp;nbsp; Group</td><td>540189</td><td>9 7/8 inch (length, 2.2 cm), 15/16 inch (outer diameter, 2.4 cm), 0.12 inch (wire size, 0.3 cm)</td></tr><tr><td>Wooden board</td><td></td><td></td><td>9 inch (length, 22.9 cm), 6.5 inch (width, 16.5 cm), 0.75 inch (height, 1.9 cm)</td></tr><tr><td>Clamps</td><td>Sigma Electrical Manufacturing Corporation</td><td>49822</td><td>3.10 inch (length, 7.9 cm), 0.68 inch (width, 1.7 cm), 1.11 inch (height, 2.8 cm), EMT Two Hole Straps, click on type for 1 inch (2.5 cm) steel EMT conduit</td></tr><tr><td>Loop half of self-adhesive velcro</td><td></td><td></td><td>3 inch (length, 7.6 cm), (3/4 inch width, 1.9 cm)</td></tr><tr><td>Polyurethane ice bucket cover</td><td>Fisher Scientific</td><td>02-591-45</td><td>9 1/8 inch (length, 23.2 cm), 9 1/8 inch (width, 23.2 cm), 1 1/4 inch (height, 3.2 cm)</td></tr><tr><td>Plastic fly vials</td><td>Applied Scientific</td><td>AS-510</td><td>3 11/16 inch (height, 9.4 cm), 1 1/16 inch (inner diameter, 2.7 cm), 1 1/8 inch (outer diameter, 2.9 cm)</td></tr><tr><td>Large cotton balls</td><td>Fisher Scientific</td><td>22-456-883</td><td></td></tr><tr><td>Paper protractor</td><td></td><td></td><td>10 inch (diameter, 25.4 cm)</td></tr></tbody></table>

a method to inflict closed head traumatic brain injury in drosophila

פגיעה מוחית טראומטית (TBI) משפיעה על מיליוני אנשים בכל שנה, גורמת לירידת ערך של פיזי, קוגניטיבית, ופונקציות התנהגותיות ומוות. מחקרים באמצעות תסיסנית תרמו פריצות דרך חשובות בהבנת תהליכי נוירולוגיות. לפיכך, במטרה להבין את הבסיס התאי ומולקולרי של מחלות TBI בבני אדם, שפיתחנו מכשיר הגבוה השפעת הטראומה (HIT) להסב את הראש סגור TBI בזבובים. זבובים נתון לפנוטיפים תצוגת מכשיר HIT בקנה אחד עם TBI אדם כגון נבצרות זמניות וניוון מוחיה מתקדם. מכשיר HIT משתמש במנגנון המבוסס על קפיץ כדי להניע את הזבובים על הקיר של בקבוקון, וגרם לנזק מכאני למוח הזבוב. המכשיר הוא זול וקל לבנייה, הפעלתו היא פשוטה ומהירה, והיא מייצרת תוצאות לשחזור. כתוצאה מכך, מכשיר HIT יכול להיות משולב עם כלים ניסיוניים קיימים וטכניקות לזבובים כדי לטפל בבסיסייםשאלות על TBI שיכול להוביל לפיתוח של כלי אבחון וטיפולים לTBI. בפרט, מכשיר HIT ניתן להשתמש כדי לבצע מסכי גנטיים בקנה מידה גדולה כדי להבין את הבסיס הגנטי של מחלות TBI.

אנחנו מעוניינים להבין מדוע זבובים מתים זמן קצר לאחר פגיעה ראשונית. כדי לכמת מוות, קבענו מדד התמותה ב 24 שעות (MI 24), המהווה את האחוז של זבובים שמת בתוך 24 שעות של הפגיעה העיקרית. זבובים נתון לשביתות ממכשיר HIT הודגרו של 25 מעלות צלזיוס בבקבוקון עם אוכל לטוס, ומספר הזבובים המתים נספר לאחר 24 שעות. אנחנו השתמשנו בגישה זו כדי לזהות גורמים המשפיעים על 24 MI ומצאנו כי 24 MI אינו מושפע ממספר הזבובים בבקבוקון (10 עד 60 זבובים נבדקו), את הזמן בין שביתות חוזרות ונשנות (1 עד 60 דקות נבדקו ), או המין של הזבוב 10. לעומת זאת, מצאנו שגיל בעת הפגיעה הראשונית וגנוטיפ עשה משפיע על 24 MI. היו זבובים בוגרים 24 MI גבוה מזבובים צעירים, והיו לי זבובים של גנוטיפים שונים MI 24 זה שונה באופן משמעותי. באיור 2, בדקנו אם חומרת הפגיעה העיקרית משפיעה על 24 MI. כדי לשנות את חומרת הפגיעה הראשונית, שהסטנו את האביב לזוויות שונות. עבור כל זווית, בקבוקונים של שני היום הישן w 1,118 זבובים (זן מעבדה סטנדרטי) או 0-7 20-27 נחשפו לארבע שביתות עם 5 דקות בין שביתות. שלושה בקבוקונים של 60 זבובים נבדקו לכל זווית. זבובים הועברו לצלוחיות עם מזון מולסה, טופחו על 25 מעלות צלזיוס, ואת מספר הזבובים המתים נספר לאחר 24 שעות. השגיאה הממוצעת 24 MI ותקן של הממוצע חושבה עבור כל זווית. נתונים אלה מראים כי זוויות גדולות יותר של סטייה, כלומר., פציעות עיקריות חמורות יותר, לגרום 24 MI גבוה מזוויות קטנות יותר של סטייה, כלומר., פציעות חמורות פחות. זה נצפה לשני זבובים הישנים 0-7 ו20-27 היום. יתר על כן, בהסכם עם אל Katzenberger et. 10 fl ישן 20-27 יום,היה לי ies ישנים זבובי MI הגבוה באופן משמעותי מאשר 24 יום 0-7 בזוויות ≥50 מעלות. לפיכך, נתונים אלה מצביעים על כך שבגילים מרובים 24 MI בקורלציה עם חומרת הפגיעה הראשונית. <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/52905/52905fig1.jpg" /> איור תרשים של מכשיר HIT (א) לצפייה בחלק העליונה של המכשיר נפגע במצב המנוחה: איור 1.. איור (ב) למבט מהצד של מכשיר HIT. האביב מוצג במצב המנוחה (אדום כהה) והסיט עד 90 מעלות (אור אדום). <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/52905/52905fig2.jpg" /> איור 2:. חומרת פציעה העיקרית בקורלציה עם 24 MI קבענו 24 MI ל0-7 יום ישן w <eמ &#39;&gt; 1,118 זבובים (פסים אפורים בהירים) ו1,118 זבובי w ישנים 20-27 היום (פסים אפורים כהים) שהיו נתונים לארבע שביתות ממכשיר HIT עם האביב הסיטו לזוויות שצוינו במעלות. נתונים התואר 0 הם ל זבובים לא נתון למכשיר HIT. מוצגים הם MI הממוצע 24 וסטיית ההתקן של הממוצע. MI 24 של זבובים ישנים 0-7 ו20-27 יום היה שונה באופן משמעותי ל -50 מעלות (P &lt;0.05, מבחן t זנב אחד) וזוויות&gt; 50 מעלות (P &lt;0.001, אחד מבחן t זנב) אבל לא לזוויות &lt; 50 מעלות (P&gt; 0.1, אחד מבחן t זנב).

Watch this Scientific Journal Video about A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila at JoVE.com

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

כאן אנו מתארים שיטה לגרום פגיעת ראש סגור מוח הטראומתי (TBI) בדרוזופילה. שיטה זו מספקת שער לחקור את המנגנונים התאיים ומולקולריים העומדים בבסיס פתולוגיות TBI באמצעות המגוון הרחב של כלים וטכניקות ניסיוניים זמינים לזבובים.

שיטה לגרום סגור ראש הפגיעה מוחית טראומטית ב<em&gt; דרוזופילה</em

Traumatic brain injury (TBI) affects millions of people each year, causing impairment of physical, cognitive, and behavioral functions and death. Studies ...

a-method-to-inflict-closed-head-traumatic-brain-injury-in-drosophila

Universidad San Sebastian

Research

JoVE Journal

Neuroscience

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

11.5K Views.  University of Wisconsin-Madison.  כאן אנו מתארים שיטה לגרום פגיעת ראש סגור מוח הטראומתי (TBI) בדרוזופילה. שיטה זו מספקת שער לחקור את המנגנונים התאיים ומולקולריים העומדים בבסיס פתולוגיות TBI באמצעות המגוון הרחב של כלים וטכניקות ניסיוניים זמינים לזבובים. 

Video: A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Using Microfluidics Chips for Live Imaging and Study of Injury Responses in Drosophila Larvae

Live imaging is an important technique for studying cell biological processes, however this can be challenging in live animals. The translucent cuticle of the Drosophila larva makes it an attractive model organism for live imaging studies. However, an important challenge for live imaging techniques is to noninvasively immobilize and position an animal on the microscope. This protocol presents a simple and easy to use method for immobilizing and imaging Drosophila larvae on a polydimethylsiloxane (PDMS) microfluidic device, which we call the 'larva chip'. The larva chip is comprised of a snug-fitting PDMS microchamber that is attached to a thin glass coverslip, which, upon application of a vacuum via a syringe, immobilizes the animal and brings ventral structures such as the nerve cord, segmental nerves, and body wall muscles, within close proximity to the coverslip. This allows for high-resolution imaging, and importantly, avoids the use of anesthetics and chemicals, which facilitates the study of a broad range of physiological processes. Since larvae recover easily from the immobilization, they can be readily subjected to multiple imaging sessions. This allows for longitudinal studies over time courses ranging from hours to days. This protocol describes step-by-step how to prepare the chip and how to utilize the chip for live imaging of neuronal events in 3rd instar larvae. These events include the rapid transport of organelles in axons, calcium responses to injury, and time-lapse studies of the trafficking of photo-convertible proteins over long distances and time scales. Another application of the chip is to study regenerative and degenerative responses to axonal injury, so the second part of this protocol describes a new and simple procedure for injuring axons within peripheral nerves by a segmental nerve crush.

Using Microfluidics Chips for Live Imaging and Study of Injury Responses in Drosophila Larvae

Drosophila larvae are an attractive model system for live imaging due to their translucent cuticle and powerful genetics. This protocol describes how to utilize a single-layer PDMS device, called the &#39;larva chip&#39; for live imaging of cellular processes within neurons of 3rd instar Drosophila larvae.

באמצעות שבבי מיקרופלואידיקה עבור הדמית חיה וחקר תגובות פגיעה ב<em&gt; דרוזופילה</em&gt; זחלים

Live imaging is an important technique for studying cell biological processes, however this can be challenging in live animals. The translucent cuticle of ...

Bioengineering

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic Brain Injury (mTBI). The mechanisms responsible for its complex pathological changes remain largely elusive, despite a recent consensus to define the neuropathological criteria. Here, we describe a novel method to develop a model of CTE in Drosophila melanogaster&#160;(Drosophila&#160;)&#160;in an attempt to identify the key genes and pathways that lead to the characteristic hyperphosphorylated tau accumulation and neuronal death in the brain. Adjustable-strength impacts to inflict mild closed injury are delivered directly to the fly head, subjecting the head to rapid acceleration and deceleration. Our method eliminates the potential problems inherent with other Drosophila mTBI models (e.g.,animal death might be induced by damage to other parts of the body or to internal organs). The less labor- and cost-intensive animal care, short life span, and extensive genetic tools make the fruit fly ideal to study CTE pathogenesis and make it possible to perform large-scale, genome-wide forward genetic and pharmacological screens. We anticipate that the ongoing characterization of the model will generate important mechanistic insights on disease prevention and therapeutic approaches.

A Novel Method to Model Chronic Traumatic Encephalopathy in Drosophila

Here, we describe a new approach to inflict closed-head traumatic brain injury in Drosophila melanogaster. Our method has the advantage of directly delivering repetitive impacts with adjustable strength to the head alone. Further exploration of the invertebrate system will help to illuminate the pathogenesis of chronic traumatic encephalopathy.

שיטה חדשנית מודל אנצפלופתיה כרונית טראומטית ב<em&gt; תסיסנית</em

Chronic Traumatic Encephalopathy (CTE) is an established neurodegenerative disease that is closely associated with exposure to repetitive mild Traumatic ...

Monitoring Cell-to-cell Transmission of Prion-like Protein Aggregates in Drosophila Melanogaster

Protein aggregation is a central feature of most neurodegenerative diseases, including Alzheimer&#39;s disease (AD), Parkinson&#39;s disease (PD), Huntington&#39;s disease (HD), and amyotrophic lateral sclerosis (ALS). Protein aggregates are closely associated with neuropathology in these diseases, although the exact mechanism by which aberrant protein aggregation disrupts normal cellular homeostasis is not known. Emerging data provide strong support for the hypothesis that pathogenic aggregates in AD, PD, HD, and ALS have many similarities to prions, which are protein-only infectious agents responsible for the transmissible spongiform encephalopathies. Prions self-replicate by templating the conversion of natively-folded versions of the same protein, causing spread of the aggregation phenotype. How prions and prion-like proteins in AD, PD, HD, and ALS move from one cell to another is currently an area of intense investigation. Here, a Drosophila melanogaster model that permits monitoring of prion-like, cell-to-cell transmission of mutant huntingtin (Htt) aggregates associated with HD is described. This model takes advantage of powerful tools for manipulating transgene expression in many different Drosophila tissues and utilizes a fluorescently-tagged cytoplasmic protein to directly report prion-like transfer of mutant Htt aggregates. Importantly, the approach we describe here can be used to identify novel genes and pathways that mediate spreading of protein aggregates between diverse cell types in vivo. Information gained from these studies will expand the limited understanding of the pathogenic mechanisms that underlie neurodegenerative diseases and reveal new opportunities for therapeutic intervention.

Monitoring Cell-to-cell Transmission of Prion-like Protein Aggregates in Drosophila Melanogaster

Accumulating evidence supports the idea that pathogenic protein aggregates associated with neurodegenerative diseases spread between cells with prion-like properties. Here, we describe a method that enables visualization of cell-to-cell spreading of prion-like aggregates in the model organism, Drosophila melanogaster.

ניטור-לתא שידור של אגרגטים חלבון פריאון-כמו בדרוזופילה Melanogaster

Protein aggregation is a central feature of most neurodegenerative diseases, including Alzheimer&#39;s disease (AD), Parkinson&#39;s disease (PD), ...

A Drosophila In Vivo Injury Model for Studying Neuroregeneration in the Peripheral and Central Nervous System

The regrowth capacity of damaged neurons governs neuroregeneration and functional recovery after nervous system trauma. Over the past few decades, various intrinsic and extrinsic inhibitory factors involved in the restriction of axon regeneration have been identified. However, simply removing these inhibitory cues is insufficient for successful regeneration, indicating the existence of additional regulatory machinery. Drosophila melanogaster, the fruit fly, shares evolutionarily conserved genes and signaling pathways with vertebrates, including humans. Combining the powerful genetic toolbox of flies with two-photon laser axotomy/dendriotomy, we describe here the Drosophila sensory neuron &#8211; dendritic arborization (da) neuron injury model as a platform for systematically screening for novel regeneration regulators. Briefly, this paradigm includes a) the preparation of larvae, b) lesion induction to dendrite(s) or axon(s) using a two-photon laser, c) live confocal imaging post-injury and d) data analysis. Our model enables highly reproducible injury of single labeled neurons, axons, and dendrites of well-defined neuronal subtypes, in both the peripheral and central nervous system.

A Drosophila In Vivo Injury Model for Studying Neuroregeneration in the Peripheral and Central Nervous System

Here, we present a protocol using the Drosophila sensory neuron - dendritic arborization (da) neuron injury model, which combines in vivo live imaging, two-photon laser axotomy/dendriotomy, and the powerful fly genetic toolbox, as a platform for screening potential promoters and inhibitors of neuroregeneration.

מודל פציעה דרוזופילה In Vivo ללמוד Neuroregeneration ב ההיקפית ואת מערכת העצבים המרכזית

The regrowth capacity of damaged neurons governs neuroregeneration and functional recovery after nervous system trauma. Over the past few decades, various ...

Medicine

Stimulating and Analyzing Adult Neurogenesis in the Drosophila Central Brain

The molecular and cellular mechanisms underlying neurogenesis in response to disease or injury are not well understood. However, understanding these mechanisms is crucial for developing neural regenerative therapies. Drosophila melanogaster is a leading model for studies of neural development but historically has not been exploited to investigate adult brain regeneration. This is primarily because the adult brain exhibits very low mitotic activity. Nonetheless, penetrating traumatic brain injury (PTBI) to the adult Drosophila central brain triggers the generation of new neurons and new glia. The powerful genetic tools available in Drosophila combined with the simple but rigorous injury protocol described here now make adult Drosophila brain a robust model for neural regeneration research. Provided here are detailed instructions for (1) penetrating injuries to the adult central brain and (2) dissection, immunohistochemistry, and imaging post-injury. These protocols yield highly reproducible results and will facilitate additional studies to dissect mechanisms underlying neural regeneration.

Stimulating and Analyzing Adult Neurogenesis in the Drosophila Central Brain

This article provides detailed protocols for inflicting Penetrating Traumatic Brain Injury (PTBI) to adult Drosophila and examining the resulting neurogenesis.

גירוי וניתוח נוירוגנזה למבוגרים במוח המרכזי של דרוזופילה

The molecular and cellular mechanisms underlying neurogenesis in response to disease or injury are not well understood. However, understanding these ...

Mechanically Injuring Drosophila Larvae Segmental Nerves to Induce Neurodegeneration

Source: Danella, E. B., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/56128">A Simple Neuronal Mechanical Injury Methodology to Study Drosophila Motor Neuron Degeneration.</a> J. Vis. Exp. (2017).
The video demonstrates inducing neurodegeneration in Drosophila larva segmental nerves via mechanical injury. The ventral cuticle of anesthetized larvae is pinched using forceps to cause injury to the segmental nerves. The injured larvae are maintained with food, allowing the injury to cause degeneration of the motor neurons in the nerves, causing disruption of their neuromuscular junctions (NMJs).

1. Preparation of Reagents and Equipment 

	Prepare 1x Dissection Buffer (70 mM NaCl, 5 mM KCl, 0.02 mM CaCl2, 20 mM MgCl2, 10 mM NaHCO3, 115 mM sucrose, ...

JoVE Encyclopedia of Experiments

Neuropathology

Neurodegenerative Diseases

Drosophila Adult Brain Dissection: A Method in Fly Neurobiology

Source: Kelly, S. M., et al. <a href="https://www-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/video/56174/" target="_blank">Dissection and Immunofluorescent Staining of Mushroom Body and Photoreceptor Neurons in Adult Drosophila melanogaster Brains</a>. J. Vis. Exp. (2017).
This video describes how to dissect and isolate the adult Drosophila brain&#8211;a procedure necessary for visualizing the organ, which is otherwise obscured by the cuticle, eye, and tracheal tissue. The example protocol shows a detailed demonstration yielding high-quality preparations that can be used for immunostaining and imaging methods in Drosophila neurobiology.

דרוזופילה דיסקציה מוחית של מבוגרים: שיטה בנוירוביולוגיה של זבובים

Source: Kelly, S. M., et al. Dissection and Immunofluorescent Staining of Mushroom Body and Photoreceptor Neurons in Adult Drosophila melanogaster Brains. ...

Biology

Drosophila melanogaster (fruit fly)

Adult

Inducing Targeted Neuronal Injury Using a High-Power Laser in a Drosophila Larva

Source: Li, D., Li, F., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/57557">A Drosophila in vivo injury model for studying neuroregeneration in the peripheral and central nervous system.</a> J. Vis. Exp. (2018)
This video demonstrates a method for inducing targeted neuronal injury in Drosophila larvae using a high-power laser. After positioning the larva under a microscope, a low-power laser scans for fluorescent neurons, and then the laser power is increased to induce localized damage. The injury is confirmed by increased fluorescence and a crater at the injury site.

Source: Li, D., Li, F., et al. A Drosophila in vivo injury model for studying neuroregeneration in the peripheral and central nervous system. J. Vis. Exp. ...

Trauma

Source: Katzenberger, R. J., et al.,&#160;<a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/52905">A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila.</a> J. Vis. Exp. (2015).
The video demonstrates the use of a High-Impact Trauma (HIT) device to induce closed-head traumatic brain injury (TBI) in Drosophila. TBI causes mechanical brain trauma affecting neuronal function, which over time leads to neurodegeneration and mortality.

Source: Katzenberger, R. J., et al.,&#160;A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila. J. Vis. Exp. (2015).
The video ...

Inducing Penetrating Traumatic Brain Injury in Adult Drosophila Flies

Source: Crocker, K. L., et al. <a href="https://app-jove-com.bdigitaluss.remotexs.co/v/63182">Stimulating and Analyzing Adult Neurogenesis in the Drosophila Central Brain.</a> J. Vis. Exp. (2021)
This video demonstrates the induction of penetrating traumatic brain injury in the drosophila brain. Newly emerged flies are selected, anesthetized, and positioned under a fluorescence-equipped stereo microscope. The GFP-expressing mushroom body is identified, and a Minutien pin is inserted to cause injury. The flies are allowed to recover for further studies.

Source: Crocker, K. L., et al. Stimulating and Analyzing Adult Neurogenesis in the Drosophila Central Brain. J. Vis. Exp. (2021)
This video demonstrates ...

שיטה לגרום סגור ראש הפגיעה מוחית טראומטית ב

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video

באמצעות שבבי מיקרופלואידיקה עבור הדמית חיה וחקר תגובות פגיעה ב

שיטה חדשנית מודל אנצפלופתיה כרונית טראומטית ב

ניטור-לתא שידור של אגרגטים חלבון פריאון-כמו בדרוזופילה Melanogaster

מודל פציעה דרוזופילה In Vivo ללמוד Neuroregeneration ב ההיקפית ואת מערכת העצבים המרכזית

גירוי וניתוח נוירוגנזה למבוגרים במוח המרכזי של דרוזופילה

Mechanically Injuring Drosophila Larvae Segmental Nerves to Induce Neurodegeneration

דרוזופילה דיסקציה מוחית של מבוגרים: שיטה בנוירוביולוגיה של זבובים

Inducing Targeted Neuronal Injury Using a High-Power Laser in a Drosophila Larva

A Method to Inflict Closed Head Traumatic Brain Injury in Drosophila

Inducing Penetrating Traumatic Brain Injury in Adult Drosophila Flies