Зебрафисх, Медака и тиркизна морска риба за разумевање људских неуродегенеративних/неуроразвојних поремећаја, део 4

За зебрице, ЗФИН (Информациона мрежа Зебрафисх, хттпс://зфин.орг/; приступљено 30. новембра 2021.) има базу података гена зебрица, креираних трансгених линија и мутантних линија.

Континуираним развојем науке и технологије, генетски модификована технологија постала је један од важних алата у савременој пољопривредној производњи. Променом генетског материјала биљака или животиња, може се створити више стечених супериорних сорти за људе, чиме се решавају проблеми као што су недостатак хране и неухрањеност. Међутим, у друштву и даље постоје контроверзе о овој технологији. Неки људи сумњају да ће генетски модификоване сорте имати негативне ефекте на људско здравље, али не постоје научни докази који подржавају ово гледиште.

Последњих година, истраживачи су открили везу између генетски модификованих сојева и памћења. У неким случајевима, генетска модификација може побољшати памћење животиње. На пример, научници су користили трансгенску технологију да би прилагодили специфичне гене у ћелијама одређених организама тако да ти организми боље раде када обављају задатке памћења.

Поред тога, истраживачи такође покушавају да генски уређују мозак како би побољшали људску интелигенцију и способности учења. Сматра се да неки гени утичу на нечију интелигенцију и способност учења, тако да се уређивањем ових гена може створити оптимизован мождани систем који промовише побољшано памћење и способности учења.

Наравно, иако генетски модификована технологија има потенцијал да побољша памћење и интелигенцију организама, истраживања су још увек у прелиминарним фазама и потребно је више експерименталних података и научне провере. Истовремено, морамо такође схватити да на људску интелигенцију и памћење такође утичу многи фактори, као што су окружење, образовање и генетика. Дакле, генетски модификована технологија није једини начин за решавање образовних и когнитивних проблема.

Укратко, развој и примена генетски модификоване технологије су од великог значаја за побољшање квалитета организама и повећање ефикасности производње. Не треба слепо одбацити ову технологију, већ треба рационално и објективно сагледати предности и недостатке ове технологије на основу научних доказа и користити је за промовисање развоја пољопривреде, медицине и заштите животне средине. Види се да морамо побољшати памћење, а Цистанцхе десертицола може значајно побољшати памћење, јер Цистанцхе десертицола има антиоксидативна, антиинфламаторна и анти-агинг ефекта, што може помоћи у смањењу оксидације и инфламаторних реакција у мозгу, чиме се штити здравље нервног система. Поред тога, Цистанцхе десертицола такође може да подстакне раст и поправку нервних ћелија, чиме се побољшава повезаност и функција неуронских мрежа. Ови ефекти могу помоћи у побољшању памћења, учења и брзине размишљања, а такође могу спречити развој когнитивне дисфункције и неуродегенеративних болести.

Кликните на Знај да бисте побољшали краткорочно памћење

Многе линије, укључујући ЕНУ производе мутагенезе или трансгене репортерске линије, доступне су за куповину и њима управља ЗИРЦ (Међународни ресурсни центар Зебрафисх) или ЕЗРЦ (Европски ресурсни центар за Зебрафисх).

За медаку, посетите веб локацију НБРП медака (хттпс://схиген.ниг.ац.јп/медака/топ/топ.јсп; приступљено 30. новембра 2021) да бисте потражили различите мутантне и трансгене линије.

Поред тога, НФИН (Тхе Нотхобранцхиус фурзериИнформатион Нетворк, хттпс://ввв.нотхобранцхиус.инфо/; приступљено 30. новембра 2021.) пружа информације о лабораторијским процедурама и базу података гена тиркизне морске рибе.

4. Лакоћа лабораторијског управљања и експериментисања са рибом зебром, медаком и тиркизном рибом

Неуродегенерација је феномен који карактерише прогресивни губитак неурона и Алцхајмерова болест, Паркинсонова болест и амиотрофична латерална склероза су главне неуродегенеративне болести код људи.

То су прогресивне болести са релативно спорим хроничним клиничким током, а мозак показује абнормално таложење протеина. Свака неуродегенеративна болест има релативно селективан губитак неурона; на пример, допаминергички неурони и аутономни нервни систем су рањиви код Паркинсонове болести, а систем моторних неурона је селективно изгубљен код амиотрофичне латералне склерозе [67].

Недавно је било много истраживања о неуродегенеративним болестима користећи предности малих риба. Да би се генерисали и анализирали модели болести, може се користити третман лековима неуротоксичним хемикалијама, директна микроињекција абнормалних протеина, избацивање гена повезаних са болешћу и убацивање мутираних гена.

За студије Алцхајмерове болести, пријављене су тау трансгене зебрице [68,69] и зебрице са директном микроињектацијом А [70,71].

За студије амиотрофичне латералне склерозе коришћени су модели зебрица повезаних са ТДП-43-, СОД1-или Ц9орф72- за анализу патогенезе и скрининг нових лекова [30,72–76]. Овде говоримо о Паркинсоновој болести; за више информација о другим неуродегенеративним болестима, погледајте друге прегледе [77,78].

4.1. Зебрафисх и Медака модели Паркинсонове болести
Паркинсонова болест је честа код старијих особа и карактерише је прогресивно оштећење мотора, губитак допаминергичких неурона у супстанцији нигра, андалфа-синуклеин-позитивна инклузиона тела која се називају Левијева тела.

Ми и други користили смо разне мале рибе да проучавамо патогенезу Паркинсонове болести. Токсини као што су 1-метил-4-фенил-1,2,3,6-тетрахидропиридин (МПТП), 6-хидроксидопамин (6-ОХДА) и познато је да је ротенон токсичан за допаминергичке неуроне у различитим животињским моделима.

МПТП је неуротоксин који изазива симптоме сличне Паркинсоновој болести код различитих животиња, укључујући људе. Метаболише се у 1-метил-4-фенилпиридинијум (МПП+) у глијалним ћелијама, а затим га инкорпорирају допаминергички неурони преко допаминских транспортера и инхибира активност митохондријалног респираторног ланца. Због овог метаболичког пута, допаминергички неурони су селективно оштећени [79,80].

МПТП такође изазива симптоме сличне Паркинсоновој болести у медаки. Држање ларви медака у води која садржи МПТП брзо изазива смањење спонтаног покрета пливања и губитак допаминергичких неурона у диенцефалону [81].

Излагање МПТП-у је такође спроведено коришћењем ларви зебрице и одраслих јединки. Ове студије су показале ефекат МПТП на локомоцију и допаминергичке неуроне [82–87].

6-ОХДА може да преузме транспортер допамина, што доводи до оксидативног стреса и селективног оштећења допаминергичких неурона. 6-ОХДА, када се примењује директно у цереброспиналну течност, такође изазива губитак допаминских неурона и смањење спонтаних пливачких покрета у медаки [88].

Ињекција 6-ОХДА у вентрални диенцефалон одрасле зебрафишуре задржавањем ларви зебрице у води која садржи 6-ОХДА може да изазове смањење индопаминергичких неурона и оштећење покрета пливања [89–92].

Држање зебрафисхларва у води која садржи ротенон такође узрокује смањење допамина и поремећене покрете пливања [93,94]. Друге хемикалије, укључујући инхибиторе протеасома [88], амонијум хлорид или туникамицин [95], могу индуковати фенотипове сличне Паркинсоновој болести код малих риба. Ови модели изазвани токсином могу бити корисни за истраживање Паркинсонове болести и скрининг лекова.

Затим ћемо представити генетске моделе Паркинсонове болести користећи зебрицу и медаку. Изненађујуће је тешко симулирати људску Паркинсонову болест генетском манипулацијом код мишева, који је једна од најрепрезентативнијих модела животиња.

На пример, чак и код троструких нокаут мишева са Паркином, ПИНК1 и ДЈ-1, генским производима одговорним за аутозомно рецесивну породичну Паркинсонову болест, нема губитка допаминергичког неурона [96].

Слично као код мишева, Паркин или Пинк1 медака са једним нокаутом не показује губитак допаминергичких ћелија [97,98]. Анализирали смо Паркин и Пинк1 двоструку нокаут медаку и открили да је дошло до губитка допаминергичких неурона, што није примећено код појединачне нокаутрибе [98]. У случају зебрице, једно смањење Пинк1 је довољно да изазове губитак допаминергичких неурона [99–101].

Направљени су и модели ДЈ-1 нокаут зебрице и медака, којима су потребне даље патолошке процене, али су обећавајуће за производњу нових рибљих модела Паркинсонове болести [102–105].

АТП13А2 је још један генски производ који је одговоран за аутозомно рецесивни рани паркинсонизам који се карактерише реакцијом на леводопу, супрануклеарном газепалсијом, пирамидалним знацима и деменцијом [106].

Направили смо мутантну медаку Атп13а2, која показује мутацију сличну оној уоченој код људских пацијената, а ова риба показује губитак допаминергичких неурона са смањењем активности катепсина Д и формирањем инклузијског тела сличног отиску прста [107].

Атп13а2 нокаут зебрафисх такође показује сличне фенотипове [108]. ГБА, који је такође узрочник гена Гауцхерове болести, је један од гена високог ризика за идиопатску Паркинсонову болест, а Гба нокаут медака и зебрафисх показују не само допаминергичку неурофадну генерацију акумулација [109–111].

ЛРРК2 мутације су релативно чест узрок аутосомно доминантне породичне Паркинсонове болести и такође су повезане са идиопатском Паркинсоновом болешћу [112,113]. Постоји потешкоћа у разумевању такве аутозомно доминантне болести јер можда није јасно да ли је губитак нормалне функције гена главни узрок фенотипа или повећање токсичне функције може објаснити болест.

Било је неколико модела зебрица Лррк2, али ћемо сачекати даље процене и доследне налазе [114–117].

На овај начин се могу генерисати различити модели Паркинсонове болести третирањем зебрице или медаке хемикалијама или спровођењем генетске модификације генома медаке цебрице.

Ови модели су веома корисни за анализу функције молекула повезаних са Паркинсоновом болешћу ин виво и за разумевање патофизиологије људске Паркинсонове болести.

Штавише, већ је широко коришћен у области откривања лекова. Скрининг високе пропусности користећи карактеристике зебрице открио је многа једињења са потенцијалом да побољшају патологију Паркинсонове болести.

Молимо погледајте недавни преглед открића лекова за главне неуродегенеративне болести, укључујући Паркинсонову болест [77]. Наравно, једно од ограничења употребе малих риба као модела животиња је да може постојати неслагање између риба и људи.

Као што је случај са већином људских болести, почетак болести је компликован због неколико фактора, као што су старење, фактори животне средине и мултифакторски генетски ефекти.

Због тога треба пажљиво испитати различите моделе укључујући ћелијске линије, мале рибе или сисаре, а такође је важно истражити људске узорке. Идући напред и назад између модела као што су узорци рибе и људи, можемо поузданије разумети људску патологију.

4.2. Идиопатски фенотипови Паркинсонове болести уочени у тиркизној морској риби

Затим смо се фокусирали на тиркизну морску рибу да бисмо разумели идиопатску Паркинсонову болест, која није наследна и чини 90–95% свих случајева Паркинсонове болести. Тиркизна риба је мала врста рибе која живи у барама, мочварама и локвама у Мозамбику и другим земљама [7].

Његово станиште има дугу сушну сезону и кратку кишну сезону, а током сушне сезоне вода у којој живи тиркизна риба пресуши и одрасле рибе не могу да преживе.

Међутим, успела је да преживи као врста усвајањем историје живота у којој у тлу рађа јаја отпорна на сушу, која се излегу током следеће или будуће кишне сезоне.

У таквом животном циклусу, позитивни селекцијски притисак за анти-агинг не функционише [118]. Највероватније, тиркизна морска риба има кратак животни век и испољава фенотип у врло кратком периоду.

Конкретно, животни век тиркизне рибице је отприлике четири до шест месеци, а око три месеца старости, оне показују различите знаке старења, укључујући атрофију органа, закривљеност кичме и повећан ниво бета-галактозидазе повезане са старењем [119–121].

Иако је Паркинсонова болест снажно повезана са старењем код људи, већина експерименталних животиња можда неће имати довољан фенотип болести током старења. Открили смо да тиркизна килифисх показује дегенерацију допаминергичких и норадренергичких неурона и прогресију алфа-синуклеинске патологије са старењем [122]. Ови патолошки фенотипови су слични онима уоченим код Паркинсонове болести код људи.

Генетско исцрпљивање алфа-синуклеина од стране система ЦРИСПР-Цас9 побољшава неуродегенерацију, што сугерише да алфа-синуклеин није посматрач у патогенези Паркинсонове болести, већ да је узрочник протеина неуродегенерације.

Тиркизна морска риба има потенцијал да открије механизме Паркинсонове болести, посебно у већини случајева идиопатске Паркинсонове болести. Ова јединствена риба ће такође бити корисна за друге поремећаје у мозгу и другим органима везаним за узраст.

For more information:1950477648nn@gmail.com