使用卡内哈布迪炎酶研究有毒物质的跨代和多代效应
2019年7月29日
持久性化学品的跨代和多代影响对于判断其对环境和人类健康的长期影响至关重要。我们提供了研究跨代和多代效应使用自由生活线虫卡埃诺哈布迪炎埃莱甘斯的新方法。
提出的方案将促进对蛋白质的跨代效应和多代效应的研究，这些蛋白质可以在环境中长期存在。我们使用了一种具有 99.5 的免费线虫作为草本虫，以节省研究跨代和多代效应的时间和精力。这种技术可以用来证明最终药物的长期影响，因为本协议中的线虫与人类有许多保守的机制或通路。
这种方法可以提供对药物合成和环境管理领域的见解，因为它们需要对化学品的潜在危害的反馈。该方法可应用于达芙尼亚磁石，更注重水生毒性。此外， 德罗斯菲拉黑色素， 以进一步探索对性别的影响。
他或她会坚持这样的想法，即研究几代人的影响是耗费时间和精力的。一开始不要害怕。遵循协议将赢得您丰硕的成果。
为了培养大肠杆菌，移液器200微升从细菌悬浮液到50毫升的LB介质在烧瓶。或者使用接种回路从NGM agars中挑选一个小菌群，并放在LB介质中。为了培养C.elegans，在显微镜下，数一数之前准备的堆叠NGM阿加的线虫。
当数字接近2000时，使用无菌尖端切割1/6的NGM阿加，并转移到新准备的NGM阿加与细菌草坪。将 NGM 阿加在 22 摄氏度的培养箱中倒置，以进行后续培养。大约36小时后，线虫变得格格不长。
使用两毫升无菌水将每个NGM阿加上刚生产的麦线虫和新生产的鸡蛋冲洗到无菌离心管中。将管子放在架子上 30 分钟，以安定线虫，然后通过移液丢弃 85% 的超自然剂。判断线虫是否足够高，可以同步是非常重要的。
否则，年龄同步操作将徒劳无功。将颗粒与七卷次氯酸钠溶液混合，每两分钟摇动离心管五至八次，以解液分离幼虫和成年线虫。在20摄氏度下以700倍G离心管3分钟，然后通过移液将超级钠丢弃。
将颗粒重新悬浮在五卷无菌水中，以清洗年龄同步的鸡蛋。在 20 摄氏度下以 700 倍 G 离心三分钟。用无菌水重复洗涤两次。
接下来，在管子中加入一卷无菌水，重新悬浮与年龄同步的鸡蛋。通过移液 50 微升将鸡蛋悬浮液分发到每个新的 NGM 阿加子上，并配有细菌草坪。将NGM阿加在20摄氏度的培养箱中保持顶部，30分钟，让水蒸发或被细菌草坪吸收。
然后，翻转NGM阿加，倒置，为随后的文化，并标记时间作为鸡蛋时间。卵子时间36小时后，线虫到达L3幼虫阶段。使用两毫升无菌水将线虫从每个NGM气量中冲洗到离心管中。
沉淀30分钟后，用K中等液替换85%的超级钠，消化肠道中的食物两小时。然后，丢弃超级纳特。使用 K 中等将线虫悬浮液调整为每 100 微升约 200 线虫，以便进行后续实验。
为了避免边缘效应，在96孔无菌微孔板的中间区域，将100微升的准备好的对照或化学溶液加入10孔，如6组复制。在60口井中，每口加入100微升的准备好线虫K介质。将时间标记为 T0。执行曝光 24 至 96 小时。
曝光后，使用移液器从每组5个孔中收集线虫，进入6个1.5毫升离心管。将线虫沉淀30分钟，然后移液器丢弃超钠。用一毫升消毒水清洗底部的线虫。
将线虫沉淀30分钟。丢弃超超自然剂，并使用底部的线虫进行暴露父代的指示器测量，标记为 F0。从每组剩余的五口井中收集线虫。如前所述，沉淀和清洗线虫。
接下来，加入100微升无菌水，重新悬浮每个管中的线虫，并将线虫悬浮液均匀地转移到三个新准备的NGM加糖上，用细菌草坪。孵育线虫36小时，成为格拉维德，并执行年龄同步，如前所述。在NGM agars上用细菌草坪孵育同步的卵子36小时后，将线虫冲洗成6个离心管。
使用一毫升灭菌水进行沉降和洗涤后，使用底部的线虫对标记为 T1 的后代进行指示器测量。将 99 毫升温暖的 NGM agar 与一毫升的控制或化学溶液混合。根据手稿，在用细菌悬浮物准备阿加斯后，在生物安全柜中，将培养皿的上盖放在一边，将细菌草坪暴露在紫外线下 15 分钟。将年龄同步的鸡蛋移到经过紫外线处理的糖上。
将父代 F0 的曝光的开始标记为天零。在20摄氏度下孵育三天。然后，使用成熟的线虫测量F0的效果。此外，第三天，使用装有人造纤维线弯曲成环的玻璃棒来挑选F0成熟的线虫，然后滑到新的经过紫外线处理的NGM阿加的表面上。
第四天，从NGM agars中挑选并丢弃成熟的F0线虫。第六天，使用经过三天暴露的F1成熟线虫进行指数测量。在该协议中，镉、铜、铅和锌对身体弯曲频率的跨代效应表明，产前接触后线虫亲亲F0的抑制作用小于其后代T1。磺胺多代残留对线虫寿命和生殖的影响表明，生殖在病菌线暴露中受到显著影响，毒性在T3代至T6代无暴露的代代中持续存在。
林丹对线虫生化和遗传指数的多代接触和多代残留效应表明，胰岛素信号调节中的干扰作用有致畸作用。此外，sgk-1和 akt-1 信号之间的变化表明，不同接触代的线虫表现出不同的耐受和避免反应策略。在每次操作前检查线虫的生活状态，并相应地修改以下步骤。
其他影响，例如，化学品的肥胖效应，可以包括进一步回答肥胖在几代人中日益普遍的问题。在此基础上，可以探索出进一步的机制。例如，世代之间的遗传表观遗传信号。
氯溶液具有很强的氧化能，避免皮肤直接接触。
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概述
本研究提出了一种协议，用于使用自由生活的线虫秀丽隐杆线虫来研究持久性化学品的代际和多代效应。该方法旨在提供对环境化学品对人类健康长期影响的洞察。
关键研究组成部分
科学领域
- 环境毒理学
- 神经生物学
- 药物研究
背景
- 持久性化学品可能对生态系统和人类健康产生长期影响。
- 秀丽隐杆线虫由于其与人类保守的生物途径而被用作模型生物。
- 了解代际和多代效应对环境管理至关重要。
- 这项研究可以扩展到其他生物体，如大型溞和黑腹果蝇。
研究目的
- 开发一种研究环境化学品长期影响的方法。
- 评估这些影响对人类健康的影响。
- 为未来的毒理学和药理学研究提供框架。
所用方法
- 利用雌雄同体秀丽隐杆线虫进行高效研究。
- 评估化学品的代际和多代效应。
- 将研究结果与其他模型生物进行比较。
- 将结果应用于药物合成和环境管理。
主要结果
- 该协议有效地展示了持久性化学品的长期影响。
- 研究结果表明秀丽隐杆线虫存在显著的代际和多代效应。
- 获得的见解可以为环境化学品的风险评估提供信息。
- 该方法显示出对其他物种进行更广泛生态研究的潜在适用性。
结论
- 开发的协议是研究环境毒理学的宝贵工具。
- 了解这些影响对公共健康和环境政策至关重要。
- 未来的研究可以扩展这些发现，包括各种生物体。
常见问题
Executive Industry Relevance
Evaluating trans- and multi-generational toxicant effects in Caenorhabditis elegans enables biopharma teams to anticipate long-term biological risks of candidate molecules and environmental contaminants. This approach supports predictive confidence in early discovery by revealing heritable and adaptive responses that may impact human health. Integrating generational toxicity data informs risk-adjusted portfolio decisions and enhances translational continuity from discovery to preclinical assessment.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of heritable toxicological mechanisms relevant to human biology.
- Supports functional target validation by linking parental exposure to offspring phenotypes.
- Facilitates mechanistic de-risking through multi-generational outcome tracking.
- Improves predictive confidence for environmental and pharmaceutical compound safety.
Screening & Assay Development
- Prepares validated nematode models for high-throughput screening of chemical liabilities.
- Standardizes generational exposure protocols for reproducible quantitative outputs.
- Enables scalable assessment of locomotion, reproduction, lifespan, and gene expression endpoints.
- Supports reliable evaluation of compound persistence and adaptive biological responses.
Translational & Preclinical Research
- Aligns with disease-relevant pathways conserved between nematodes and humans.
- Provides continuity from early discovery through preclinical toxicology by tracking persistent effects.
- Informs risk-adjusted advancement decisions based on multi-generational toxicity profiles.
- Supports exploration of epigenetic and metabolic biomarkers for translational research.
Pipeline & Workflow Integration
This protocol positions generational toxicity assessment at the interface of early discovery, lead identification, and preclinical safety evaluation.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on heritable and adaptive toxicant effects.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative readouts for cross-condition comparison.
- Analytics: Enables measurement of locomotion, reproduction, lifespan, and gene expression as dependent variables.
- Translational Research: Connects nematode findings to human-relevant pathways and potential biomarkers.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for generational toxicity screening across compound classes.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in toxicology.
- Operational Value: Standardizes generational exposure and measurement protocols for reproducibility.
- Strategic Value: Enables informed go/no-go decisions and capital-efficient portfolio management.
- Portfolio Impact: Supports risk-adjusted prioritization by revealing persistent and heritable toxicities.
Implementation Considerations
- Requires expertise in nematode handling, generational tracking, and quantitative phenotyping.
- Needs access to microscopy, microplate readers, and molecular analysis infrastructure.
- Demands rigorous cross-team standardization of exposure and measurement protocols.
- Adaptation to other model systems (e.g., Daphnia, Drosophila) may require protocol modifications.
- Limitations include time and labor intensity for multi-generational studies and potential species-specific responses.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Title
1:16
Culture E. coli OP50 and C. elegans
2:00
Prepare Synchronized Eggs and L3 Larvae of C. elegans
4:12
Use C. elegans for Trans-generational Effect Study
5:58
Use C. elegans for Multi-generational Exposure (MGE) Effect Study
7:04
Results: Trans-generational (TG), Multi-generational Exposure (MGE) and Multi-generational Residual (MGR) Effect Studies
8:08
Conclusion
