Increased cell proliferation and neural activity by physostigmine in the telencephalon of adult zebrafish
5
Citation
22
Reference
10
Related Paper
Citation Trend
Keywords:
Physostigmine
Το zebrafish (Danio rerio) έχει εισαχθεί τα τελευταία χρόνια στην έρευνα του καρδιαγγειακού συστήματος και εμφανίζει μια σειρά από πλεονεκτήματα. Συγκεκριμένα, το γονιδίωμά του εμφανίζει υψηλή ομολογία με το ανθρώπινο, έχει σχετικά απλή καρδιακή ανατομία (δίχωρη καρδιά) και ενδοκαρδιακή κυκλοφορία, ενώ τα έμβρυα που λαμβάνονται είναι διάφανα, γεγονός που επιτρέπει τη μη επεμβατική παρακολούθηση της ανάπτυξης του καρδιαγγειακού συστήματος με μικροσκοπία. Επιπροσθέτως, ο μυοκαρδιακός ιστός εμφανίζει εκτεταμένη αναγεννητική ικανότητα, ακόμα και σε ενήλικα στάδια, ενώ παράλληλα έχει αναπτυχθεί μία πληθώρα γενετικών εργαλείων από ερευνητικές ομάδες που το χρησιμοποιούν ως μοντέλο στις μελέτες τους. Στόχος της παρούσας μελέτης είναι η διερεύνηση της δυνατότητας αναγέννησης των καρδιακών βαλβίδων σε εμβρυικά και ενήλικα διαγονιδιακά μοντέλα zebrafish. Τα μοντέλα αυτά εκφράζουν τη βακτηριακή νιτρορεδουκτάση μέσω του συστήματος Gal4/UAS στις καρδιακές βαλβίδες. Με τη βοήθεια του προφαρμάκου μετρονιδαζόλη επιτυγχάνεται απώλεια των ενδοθηλιακών και μεσεγχυματικών βαλβιδικών κυττάρων. Σε έμβρυα που εκπλύθηκαν από τη μετρονιδαζόλη παρατηρήθηκε, μετά από 8 ημέρες, αναγέννηση της κολποκοιλιακής και αρτηριακής βαλβίδας. Αντίστοιχα αποτελέσματα παρατηρήθηκαν και σε πειράματα αναγέννησης ενήλικων καρδιών διαγονιδιακών ατόμων Gal4/UAS (εντός 15 ημερών). Η όλη διαδικασία φαίνεται να εμπίπτει σε ρύθμιση από το μοριακό μονοπάτι Notch, αφού χημική αναστολή του έδειξε μειωμένη αναγεννητική ικανότητα. Επιπροσθέτως, το zebrafish, λόγω του μεγάλου αριθμού διάφανων εμβρύων που μπορούν να ληφθούν μέσω εξωτερικής γονιμοποίησης, χρησιμεύει ως ένα ιδανικό πειραματικό μοντέλο σε ευρείας κλίμακας in vivo μελέτες χημικού γενετικού ελέγχου. Στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής, αναπτύσσεται ένα παράδειγμα ταυτοποίησης νέων χημικών μορίων - αναστολέων της αγγειογένεσης με in vivo φαινοτυπική ανάλυση διαγονιδιακών εμβρύων zebrafish. Τα νέα αυτά μόρια αποτελούν ανάλογα του θειοφαινίου, με στόχο τη βελτιστοποίηση της αντιαγγειογενετικής δράσης μέσω του VEGFR2 σηματοδοτικού μονοπατιού.
Danio
Cite
Citations (0)
Physostigmine
Desipramine
Parasympatholytics
Cite
Citations (8)
Vertebrates use adaptive mechanisms when exposed to physiologic stresses. However, the mechanisms of pigmentation regulation in response to physiologic stresses largely remain unclear. To address this issue, we developed a novel pigmentation model in adult zebrafish using coldwater exposure (cold zebrafish). When zebrafish were maintained at 17 °C, the pigmentation of their pigment stripes was reduced compared with zebrafish at 26.5 °C (normal zebrafish). In cold zebrafish, gene expression levels of tyrosinase and dopachrome tautomerase, which encode enzymes involved in melanogenesis, were down-regulated, suggesting that either down-regulation of melanin synthesis occurred or the number of melanophores decreased. Both regular and electron microscopic observation of zebrafish skin showed that the number of melanophores decreased, whereas aggregation of melanosomes was not changed in cold zebrafish compared with normal zebrafish. Taken together, we here show that cold exposure down-regulated adult zebrafish pigmentation through decreasing the number of melanophores and propose that the cold zebrafish model is a powerful tool for pigmentation research.
Melanosome
Melanophore
Morpholino
Cite
Citations (14)
1. A method is reported for the quantitative estimation of physostigmine at concentrations between 10 –6 and 10 –8 molar. This method depends upon the quantitative relation of the inhibition of serum cholinesterase activity to the physostigmine concentration in the above range of inhibitor concentration. 2. A colorimetric method for the estimation of physostigmine is described. 3. The decomposition of physostigmine in buffered solutions at pH 5-9 has been studied. The rate of destruction is a reflection of the physostigmine and hydroxyl ion concentrations. 4. The rate of serum inactivation of physostigmine has been shown to be related to the concentration of both the drug and the cholinesterase activity when the serum activity is greater than 15-20% of the normal uninhibited activity. When the physostigmine concentration is sufficient to depress the cholinesterase activity more completely, the rate of physostigmine destruction is slow. This is interpreted as an inhibition due to excess substrate (physostigmine).
Physostigmine
Cholinesterase
Cite
Citations (20)
Abstract (+)-Physostigmine and (+)-physovenine have been synthesized. The anti-acetylcholinesterase activities of these two bases, which have been investigated in vitro using erythrocyte acetylcholinesterase, have been found to be much lower than the corresponding activities of the alkaloids (-)-physostigmine and (-)-physovenine. Possible reasons for these activity differences are discussed.
Physostigmine
Acetylcholinesterase inhibitor
Cholinesterase
Cite
Citations (40)
The kinetics of inhibition of acetylcholinesterase (AChE, EC 3.1.1.7) from electric eel by new physostigmine derivatives in which the methylcarbamic group has been substituted with monoalkylcarbamic, dialkylcarbamic and phenylcarbamic groups was studied. The new compounds are competitive inhibitors of AChE and show a lower anticholinesterase activity than physostigmine. The anticholinesterase activity, the bimolecular rate constant ki and the carbamylation constant k2 have been measured for some selected derivatives.
Physostigmine
Cholinesterase
Cite
Citations (3)
Physostigmine
Parasympatholytics
Cite
Citations (30)
Οι καρδιαγγειακές παθήσεις αποτελούν στην εποχή μας μία από τις πρώτες αιτίες θανάτου στον ανεπτυγμένο κόσμο. Επίσης, πολύ σημαντική είναι η συμβολή της αγγειογένεσης στην ανάπτυξη των καρκινικών όγκων. Καθίσταται λοιπόν αναγκαία η συμβολή της βασικής έρευνας ώστε να μελετηθούν καλύτερα οι μηχανισμοί των παθήσεων αυτών αλλά και να ανακαλυφθούν νέα φάρμακα που σχετίζονται με την αγγειογένεση. Τα τελευταία χρόνια σημαντικό ρόλο παίζει προς αυτές τις κατευθύνσεις το ζωϊκό πρότυπο μοντέλο zebrafish. Το zebrafish (Danio rerio) χρησιμοποιείται ευρέως ως ζωικό μοντέλο για την κατανόηση της παθοφυσιολογίας των καρδιαγγειακών παθήσεων. Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται ο καρδιακός φαινότυπος υποτροφικού κόλπου, myh6-/-, σε ενήλικα ψάρια, τα οποία φέρουν μετάλλαξη στη βαριά αλυσίδα κολπικής μυοσίνης του zebrafish. Οι ομόζυγοι φορείς επιβιώνουν μέχρι την ενηλικίωση και είναι γόνιμοι. Στα ενήλικα μεταλλαγμένα ψάρια, ο κόλπος παραμένει υποπλαστικός και εμφανίζει εναπόθεση ελαστίνης, ενώ οι κοιλίες παρουσιάζουν αυξημένο μέγεθος. Στα θηλαστικά, η υπερτροφία είναι ο συνηθέστερος μηχανισμός που οδηγεί σε καρδιομεγαλία. Χρησιμοποιώντας την ανοσοϊστοχημεία και συνεστιακή μικροσκοπία σάρωσης για να μετρήσουμε το μέγεθος, την πυκνότητα και τον πολλαπλασιασμό των καρδιομυοκυττάρων, αποδεικνύεται ότι η μεγέθυνση της κοιλίας myh6-/- οφείλεται κατά κύριο λόγο στην υπερπλασία. Εντούτοις, εντοπίσαμε παρόμοια μεταγραφικά προφίλ στην απόκριση υπερτροφίας θηλαστικών μέσω RT-PCR των υπερπλαστικών κοιλιών. Περαιτέρω, δείχνουμε την ενεργοποίηση της οδού του στρες-ΕΔ με ανάλυση ανοσοαποτυπώματος κατά Western. Συμπερασματικά, μπορούμε να υποθέσουμε, με βάση το μοντέλο μας, ότι μονοπάτια μοριακής σηματοδότησης που συνδέονται με την υπερτροφία στα θηλαστικά, σε συνδυασμό με την ενεργοποίηση του στρες-ΕΔ, καταλήγουν σε υπερπλασία στο zebrafish. Επιπλέον, αυτή είναι η πρώτη φορά που αναφέρθηκε η εναπόθεση ελαστίνης στον κόλπο. Παράλληλα, μελετήθηκαν μικρά μόρια που αναστέλλουν την αγγειογένεση και είναι ελπιδοφόρα υποψήφια φάρμακα για τον καρκίνο, τις αμφιβληστροειδοπάθειες και τον εκφυλισμό της ωχράς κηλίδας που σχετίζεται με την ηλικία. Η in vivo φαινοτυπική διαλογή σε zebrafish (Danio rerio) αναδεικνύεται ως μια ισχυρή μεθοδολογία για την ταυτοποίηση και βελτιστοποίηση νέων ενώσεων με φαρμακολογική δράση. Το zebrafish παρέχει αρκετά πλεονεκτήματα για τις in vivo φαινοτυπικές παρατηρήσεις ειδικά για την αγγειογένεση, καθώς αναπτύσσεται ταχέως και δεν βασίζεται σε λειτουργικό καρδιαγγειακό σύστημα για να επιβιώσει για αρκετές ημέρες κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης. Σε αυτή τη μελέτη, χρησιμοποιούμε μια διαγονιδιακή σειρά που επιτρέπει τη μη επεμβατική παρακολούθηση της αγγειογένεσης σε κυτταρικό επίπεδο. Η αναστολή της αγγειογένεσης μπορεί να παρατηρηθεί κάτω από ένα στερεοσκόπιο φθορισμού και να ποσοτικοποιηθεί. Εκμεταλλευόμενοι τις δυνάτοτητες του zebrafish, χρησιμοποιήσαμε μια σειρά από 60 καινοτόμες ενώσεις που σχεδιάστηκαν με βάση την αναστολή του υποδοχέα VEGFR2. Στα πειράματα αυτά μπορεί να να υπολογιστεί η συγκέντρωση στην οποία προκαλείται τοξικότητα και να καταδειχθούν πιθανές παρενέργειες των υπό εξέταση ουσιών. Με αυτόν τον τρόπο αποκαλύφθηκαν 6 αντιστρεπτοί αναστολείς της αγγειογένεσης. Τέλος, στα πλαίσια της παρούσας διδακτορικής διατριβής επιχειρήθηκε να ανιχνευθούν γονίδια τα οποία παίζουν ρόλο στη μορφογένεση των καρδιακών βαλβίδων και να αποδειχθεί η σχέση τους μέσω στοχευμένης μεταλλαξιγένεσης με τη βοήθεια του συστήματος CRISPR-Cas και να δημιουργηθεί μια διαγονιδιακή σειρά zebrafish που να αποκρίνεται στις αλλαγές της διατμητικής τάσης. Συμπερασματικά, από την παρούσα διατριβή προκύπτει η μεγάλη δυνατότητα του zebrafish για ανασύσταση/αναδιαμόρφωση της καρδιάς του σε παθολογικές καταστάσεις και αποδεικνύεται η ικανότητά του να χρησιμοποιείται ως ιδανικό μοντέλο για τη μελέτη των καρδιαγγειακών παθήσεων.
Danio
Cite
Citations (0)
One consistent finding in senile dementia of the Alzheimer's type is that the brain has reduced ability to synthesize acetylcholine. This has been related, in part, to memory dysfunctions. Although a cholinergic deficit is not singularly responsible for symptoms of dementia, treatment strategies have been designed to facilitate cholinergic activity by inhibiting acetylcholinesterase (AChE). To minimize toxicity, however, a cholinesterase inhibitor selective for only AChE would be an ideal treatment. The purpose of this study was to determine the selectivity of physostigmine, metrifonate, methanesulfonyl fluoride and tetrahydroaminoacridine (tacrine) toward AChE as compared with butyrylcholinesterase (BChE) in human cortex. The results show that methanesulfonyl fluoride is selective as an inhibitor of AChE as compared with BChE. Physostigmine inhibited AChE more than BChE. Metrifonate was found to inhibit BChE more than AChE. Tetrahydroaminoacridine inhibited both enzymes in a complex way.
Butyrylcholinesterase
Tacrine
Physostigmine
Cholinesterase
Huperzine A
Cite
Citations (69)
Physostigmine
Cholinesterase
Cite
Citations (35)