2023年2月24日
果蝇(Drosophila melanogaster)被广泛用于生物学和毒理学研究。为了拓展果蝇的应用价值,我们开发了一种名为串联麻醉阵列的仪器,该仪器可同时将多个果蝇样品暴露于挥发性全身麻醉剂(VGAs)中,从而能够研究VGAs的伴随效应(毒性与保护作用)。
表面活性剂分析法(SAA)能够实现高通量处理,用于研究挥发性物质在具有复杂大脑和丰富行为谱的无脊椎动物模型生物中的药理学特性。结合黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)中可用的遗传工具箱,该技术可快速且经济地研究挥发性物质的药物遗传学特性。许多人群会暴露于作为污染物或治疗剂的挥发性物质中。
除了麻醉作用外,挥发性麻醉剂还具有多种毒性及有益的附加效应。这些效应的程度部分由遗传因素决定,而这一领域迄今尚未得到充分研究。制作好木框后,使用9/32英寸钻头在每个50毫升刻度管盖上钻两个孔,以对其进行改造。
用砂纸打磨孔洞以清理毛边塑料。同时打磨瓶盖顶部以使表面粗糙化。然后通过在塑料上划痕并沿划线处干净折断,将5毫升血清移液管裁剪至所需尺寸。
打磨移液管被切割或断裂的末端。随后,在管子上粘贴网状物,并在粘合剂干燥后将网状物裁剪至与管子尺寸相符。将管子插入锥形帽的孔中,使两端管子均伸出帽外。
确保进液管比出液管更深入管内。在管周围的管帽顶部涂抹胶水,以固定各部件并使其干燥。将粘性电缆扎带固定在框架上。
使用扎带将盖子固定在框架上,并将扎带的尾端剪短。剪取适当长度的Tygon管,将其连接到每个改装盖子的进水口和出水口管上。从上游端开始,先将管路连接到进水口,再从出水口连接到下一个位置的进水口。
接下来,将流量指示器添加到最下游的进流口。在第一个位置放置一个 50 毫升的锥形管,并标记水位填充线。然后移除该管。
在进液管下方加水,然后将其放回原位。准备与蒸发器的接口。取出活塞,将两个10毫升分配用注射器的前端切出凹口,然后将它们插入蒸发器的进液口和出液口,使凹口正对蒸发器前方,与孔洞对齐。
连接整个系统。使用特氟龙管将载气瓶与调压阀、特定气体流量计、蒸发器和SAA连接。在阵列的空位上装入空的50毫升刻度管。
现在打开气罐。将流量计调节至每分钟2升,并将蒸发器开启至0%。通过检查蒸发器上游的流量计以及SAA最后一个腔室下游的流量指示器来确认系统内的气体流动。或者,也可将下游管路末端插入水中,观察是否有气泡产生。
在麻醉暴露前24小时或更早时间,根据实验需要,使用首选方法对果蝇群体进行分选。将果蝇从培养管转移至空的50毫升锥形管中。在暴露前清点并记录任何死亡的果蝇。
打开50毫升锥形管盖子,将装有果蝇的锥形管旋紧到SAA上。打开载气并调节至所需流速。将麻醉蒸气器设置为所需的浓度,并让果蝇暴露于该浓度下所需的时间。
暴露结束后,以每分钟1.5升的新鲜气体流速冲洗系统5分钟,相当于总SAA体积的约10倍。将高压调节器完全打开后,再关闭半圈,以确保载气流动。沿每条管路检查至流量计和蒸发器,并检查蒸发器中的麻醉剂液面水平。
确认气体流动时,流量计和下游流量指示器均显示有气流。实验结束时,让空气流通四到五分钟,以清除麻醉剂。通过对单一群体进行单对交配分离出的七个品系,由于ND23 60114果蝇在进化压力下的差异,表现出异氟烷毒性诱导死亡率的变异。
在对白眼1118和黄/白品系果蝇进行创伤性脑损伤前,使用2%异氟烷预处理15分钟,可降低24小时死亡率指数。然而,在预处理的Oregon R和Canton S品系中,24小时死亡率指数未显著降低。组装过程中,经改造的注射器上的凹槽必须与汽化器端口的孔对齐。
暴露期间,应定期检查系统内是否有液体流动。该方案可用于多种行为学、存活率及分子生物学研究,有助于深入理解挥发性药物的药理学特性。
序列麻醉阵列(SAA)是一种新型仪器,专为高通量处理黑腹果蝇(Drosophila melanogaster)以研究挥发性全身麻醉药(VGAs)的药理学特性而设计。该方法使研究人员能够利用果蝇的遗传多样性,探究VGAs对果蝇的毒性及保护作用。
串联麻醉阵列(SAA)能够在黑腹果蝇(Drosophila)中实现对挥发性全身麻醉药(VGAs)的高通量、定量研究,支持早期发现阶段的快速药理遗传学和作用机制去风险化。通过允许多个基因型或生物学变量同时接受可控暴露,SAA 提高了神经药理学和毒理学研发管线中靶点验证和项目筛选的预测可信度。该平台满足了对可扩展、可重复的系统以探究药物反应的遗传和环境决定因素的需求。
血清淀粉样蛋白A(SAA)贯穿于从早期假设验证和靶点确认,到先导化合物鉴定及临床前模型开发的整个发现过程。