2020年2月5日
本文提供了一种利用斑马鱼幼鱼模型评估环境污染物神经行为毒性的详细实验方案,包括暴露过程及神经行为指标的检测方法。
本方案为研究目标物质和污染物对斑马鱼幼鱼的神经行为学影响以及揭示这些物质潜在的神经毒性提供了清晰的流程。该技术可利用斑马鱼模型对神经行为进行高通量检测。由于斑马鱼基因组与人类基因组具有高度同源性,该方法可用于评估污染物对等位基因-神经行为的影响,从而提示其对人类可能存在的神经毒性,为化学品管理及污染物引发的公共卫生问题提供科学依据。
由于斑马鱼具有高通量筛选的优势,该方法可为精神类药物的开发以及环境毒理学研究提供重要见解。初次进行实验时不必畏惧。只要遵循实验方案,您就能获得成功的实验结果。
在进行实验前至少两小时,将室温调节至28摄氏度,并向48孔微孔板的每个孔中加入800微升暴露溶液。然后,使用带改良枪头的1毫升移液器,将200微升暴露溶液中的1条幼虫转移至微孔板的每个孔中,以准备进行运动行为和路径角度实验。为准备用于社会行为实验的6孔微孔板,向6孔板的每个孔中加入4毫升暴露溶液,并将200微升暴露溶液中的2条幼虫转移至每个孔中。
开始测试前,打开高通量监测软件程序,选择跟踪旋转路径角度模块。将48孔微孔板转移至记录平台,并拉下盖子。点击“文件”菜单,选择“生成方案”以开始创建新方案,并在“位置计数”栏中输入48。
单击参数、实验方案参数和时间,将实验持续时间设置为1小时10分钟,积分周期设置为60秒。使用椭圆形工具,在左上角孔周围绘制一个圆形。选择该圆形,然后单击复制、右上标记、粘贴和选择。
使用鼠标将复制的圆圈拖动到右上角的孔位,然后依次点击“复制”、“右上标记”、“粘贴”和“选择”。接着,将复制的圆圈拖动到右下角的孔位,然后点击“构建”和“清除标记”。系统将自动在板上的每一个其他孔位上绘制一个圆圈。
接下来,点击“绘制标尺”并在屏幕上绘制一条校准线。输入该线段的长度,设置单位,然后点击“应用到组”。将动物颜色设置为黑色,检测阈值设置为16至18,以实现对动物的检测,将“静止转低速”的速度阈值设为0.5厘米/秒,“低速转高速”的速度阈值设为2.5厘米/秒。
将路径角度类别设置为从负180到正180,如图所示。要设置光照条件,请点击“参数”、“光驱动”、“使用以下三种触发方法之一”以及“增强刺激”来设定光照条件。点击“边沿”,设置10分钟的黑暗期,随后进行三个交替的10分钟光照和黑暗周期。
然后,保存该实验方案。当所有参数设置完毕后,调暗测试室的光照,并让幼虫在系统中适应10分钟。适应期结束后,单击“实验”和“执行”,并创建用于保存实验文件的文件夹。
然后,输入结果名称,点击“背景”和“开始”。实验结束后,点击“实验”和“停止”。随后将48孔微孔板放回光照培养箱,用于后续实验。
由于每组可包含16只动物,该系统可用于在单个48孔微孔板中对不同处理条件下的运动能力及路径角度进行高通量检测。幼虫的社会活动性可通过六孔板进行测试。在此代表性实验中,BDE-47最高浓度组在黑暗期间表现出显著的活动抑制,而在光照期间未观察到由BDE-47暴露引起的行为变化。
此外,6-羟基-BDE-47 高浓度组在受精后五天的常规转弯和平均转弯次数较少。然而,6-甲氧基-BDE47 暴露组诱导出更多的响应性转弯。氯化石蜡-70 和短链氯化石蜡-52b 刺激了斑马鱼的社交活动,而长链氯化石蜡-52a 缩短了幼体接触的持续时间。
进行测试时,必须确保转移的幼鱼具有正常的游泳能力,且无任何畸形。此外,还可纳入颜色偏好、明暗偏好、完全黑暗环境下的行为、斑马鱼尾部运动等其他变量,以进一步探究环境污染物对神经行为毒性的潜在影响。BDE-47暴露溶液具有神经毒性,并可能干扰内分泌系统,因此务必避免其与皮肤直接接触。
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本文介绍了一种利用斑马鱼幼虫模型评估环境污染物神经行为毒性的实验方案。该方案详细描述了暴露过程及用于评价潜在神经毒性的神经行为学测试方法。
斑马鱼幼虫的高通量神经行为检测可实现对环境污染物神经毒性效应的早期发现,有助于提高毒理学和药物研发流程中的预测可靠性。由于该模型系统与人类具有基因同源性,可在机制性风险降低与转化相关性之间发挥桥梁作用。将这些检测方法整合到研发工作流程中,可增强项目筛选能力,并为神经活性化合物及环境安全评估的风险调整型推进决策提供依据。
这种基于斑马鱼的神经行为学检测方法适用于从早期发现到临床前安全性的连续研究过程,能够在先导化合物优化之前实现快速假设验证和机制层面的风险评估。