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Embryobasiertes chemisches Toxizitätsscreen: Bewertung der Auswirkungen auf die Entwicklung von Zebrafischembryonen

April 30th, 2023

In This Article

Abstract

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Quelle: Hao J. et al., Large Scale Zebrafish-Based In vivo Small Molecule Screen. J. Vis. Exp. (2010)

In diesem Artikel werden Zebrafischembryonen für das Screening chemischer Toxizität verwendet. Die chemische Toxizität korreliert mit den Phänotyp-Messwerten. Das Probenprotokoll zeigt einen methodischen Ansatz zur Durchführung des chemischen Toxizitätsscreenings.

Protocol

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>1. Übertragung der Bibliothek für kleine Moleküle

Während der Transfer von Verbindungen mit robotergestützten Transfermethoden automatisiert werden kann, werden wir die manuelle Transfermethode beschreiben.

  1. Kleine Molekülbibliotheken werden in der Regel in einem 96-Well-Format geliefert, wobei jede Verbindung in DMSO als 10-mM-Stamm gespeichert wird. Etwa 60 Minuten, bevor die Embryonen das Stadium erreichen, in dem die Verbindungen hinzugefügt werden sollen, tauen Sie eine gewünschte Anzahl von 96-Well-Platten auf, die Aliquots kleiner Moleküle enthalten (Quellplatte). Notieren Sie sich die Serien- oder andere Identifikationsnummer der Typenschilder. Um die Kondensation auf den Platten zu minimieren, kann das Auftauen in einer Trockenkammer erfolgen, die Drierit (W.A. HAMMOND DRIERITE CO, Xenia, OH) enthält.
  2. Schleudern Sie die Platten kurz in einer Tischzentrifuge, die mit einem Multiwell-Plattenadapter ausgestattet ist.
  3. Entfernen Sie das Aluminium-Dichtungsband von der Quellplatte. Verdünnen Sie die Verbindungen in der Ausgangsplatte mit einer 12-Kanal-Pipette auf eine Konzentration von 0,5 mM (wenn Sie z. B. mit 250 nL-Aliquoten von 10 mM beginnen, fügen Sie 4,75 μl DMSO in jede Vertiefung hinzu).
  4. Wenn die Embryonen in der 96-Well-Platte (Empfängerplatte) das gewünschte Stadium erreichen, verwenden Sie eine 12-Kanal-Pipette (2-20 μl), um 2,5 μl Verbindungen (0,5 mM) von den Quellplatten in die Empfängerplatten mit den Embryonen zu übertragen.
  5. Notieren Sie die Identifikationsnummer der Quellplatten auf den Embryoplatten des Empfängers. Decken Sie die Empfängerplatten, die nun die Embryonen und Verbindungen enthalten, mit Deckeln ab, mischen Sie die Platten vorsichtig durch leichtes Schwenken und legen Sie sie in einen 28,5 °C heißen Inkubator.
  6. Decken Sie jede Quellplatte, die unbenutzte kleine Moleküle (0,5 mM) enthält, mit einem Aluminium-Dichtungsband ab und stellen Sie sie zur Langzeitlagerung in einen Gefrierschrank bei -80 °C.

>2. Screening auf Auswirkungen kleiner Moleküle durch visuelle Inspektion von Phänotypen

  1. Formulieren Sie vor der Durchführung des Screenings ein spezifisches Kriterium dafür, was einen "Treffer" darstellen würde.
  2. Nehmen Sie zu den gewünschten Zeitpunkten in der Entwicklung die 96-Well-Platten mit compoundbehandelten Embryonen aus dem Inkubator und untersuchen Sie jede Well unter einem Stereomikroskop. Zur besseren Visualisierung subtiler Veränderungen, wie z. B. Veränderungen des Kreislaufmusters, kann ein Phasenkontrast-Inversmikroskop verwendet werden. Die Fluoreszenzmikroskopie kann verwendet werden, um die Störung der Expression von GFP- oder DsRed-Proteinen unter einem gewebespezifischen Promotor zu untersuchen.
  3. Scannen Sie die 96-Well-Platten schnell nach Vertiefungen, in denen mindestens 3 von 5 Embryonen den vorgeschriebenen "Hit"-Phänotyp aufweisen. Notieren Sie die Identität der Platte und die Position der Vertiefung jedes potenziellen Treffers.
  4. Bestätigen Sie einen potenziellen Treffer, indem Sie die Wirkung der Verbindung in mehreren Dosen (1 μM, 5 μM, 10 μM und 50 μM) erneut testen. Für jede Dosis werden 10 Embryonen in 0,5 ml E3-Medium in einem 48-Well-Plattenformat getestet. Der Zeitpunkt der Zugabe von Verbindungen für die Wiederholungsprüfung sollte mit dem des ursprünglichen Screenings identisch sein. Ein Treffer wird bestätigt, wenn der hervorgerufene Phänotyp bei einem erneuten Test der Verbindung reproduziert wird
  5. Identifizieren Sie die Trefferverbindung aus der Datenbank der kleinen Moleküle in der chemischen Bibliothek.

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Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Kleine Molekülbibliothek strukturell unterschiedlicher Verbindungen, angeordnet in einem 96-wll-Format bei 10 mM Stamm in DMSO. Jede Master-Platte wird in 96-Well-Polypropylen-Speicherplatten (Corning) aliquotiert und bei -80 °C gelagert, bis
gebrauchen.
DrieritW.A. HAMMOND DRIERITE CO, Xenia, OH
12-Kanal-Pipetten, 2-20 μL Eppendorf
Aluminium-Dichtungsband für 96-Well-Platten Nunc, Rochester, NY
Dmso Sigma, St. Louis, MO
Basis-Inkubator, 28,5°C Fisher Scientific
96-Well-Analyseplatten aus Polystyrol mit rundem BodenCorning COSTAR; Lowell, MA
Stereomikroskop mit Durchlichtbasis Leica Microsystems, Bannockburn, Illinois
E3-Embryomedium: 5 mM NaCl, 0,17 mM KCl, 0,33 mM CaCl2, 0,33 mM MgSO4 , enthält 0,003 % PTU (Phenylthiocarbamid, Sigma; St. Louis, MO). PTU kann als 10-fache Lösung hergestellt werden, indem 0,3 g PTU in 1 l E3-Embryomedium aufgelöst werden. PTU-haltige Lösungen sollten durch Abdecken mit Aluminiumfolie vor Licht geschützt werden.

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Zebrafish EmbryosChemical Toxicity ScreenSmall Molecule LibraryForebrain DevelopmentPhenotype Readout96 Well PlateDMSO DilutionMicroscope ExaminationHit ConfirmationDose Response

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