Methodenartikel

Zebrafischlarven als Modell zur Bewertung potenzieller Radiosensibilisatoren oder Protektoren

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DOI:

10.3791/64233

25. August 2022

* These authors contributed equally

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Der Zebrafisch wurde kürzlich als Modell zur Validierung potenzieller Strahlungsmodifikatoren genutzt. Das vorliegende Protokoll beschreibt die detaillierten Schritte zur Verwendung von Zebrafischembryonen für strahlenbasierte Screening-Experimente und einige Beobachtungsansätze, um die Wirkung verschiedener Behandlungen und Bestrahlungen zu bewerten.

Zusammenfassung

Zebrafische werden häufig in verschiedenen Arten der Forschung verwendet, da sie zu den am einfachsten zu wartenden Wirbeltiermodellen gehören und mehrere Merkmale eines einzigartigen und praktischen Modellsystems aufweisen. Da hochproliferative Zellen anfälliger für strahleninduzierte DNA-Schäden sind, sind Zebrafischembryonen ein vorderstes In-vivo-Modell in der Strahlenforschung. Darüber hinaus projiziert dieses Modell die Wirkung von Strahlung und verschiedenen Medikamenten innerhalb kurzer Zeit sowie wichtige biologische Ereignisse und damit verbundene Reaktionen. In mehreren Krebsstudien wurden Zebrafische verwendet, und dieses Protokoll basiert auf der Verwendung von Strahlungsmodifikatoren im Zusammenhang mit Strahlentherapie und Krebs. Diese Methode kann leicht verwendet werden, um die Wirkung verschiedener Medikamente auf bestrahlte und kontrollierte (nicht bestrahlte) Embryonen zu validieren und so Medikamente als radiosensibilisierende oder schützende Medikamente zu identifizieren. Obwohl diese Methodik in den meisten Drogenscreening-Experimenten verwendet wird, werden die Details des Experiments und die Toxizitätsbewertung vor dem Hintergrund der Röntgenstrahlenbelastung nur begrenzt oder nur kurz behandelt, was die Durchführung erschwert. Dieses Protokoll befasst sich mit diesem Problem und erläutert das Verfahren und die Toxizitätsbewertung mit einer detaillierten Illustration. Das Verfahren beschreibt einen einfachen Ansatz zur Verwendung von Zebrafischembryonen für Strahlenstudien und strahlenbasiertes Wirkstoffscreening mit hoher Zuverlässigkeit und Reproduzierbarkeit.

Einleitung

Der Zebrafisch (Danio rerio) ist ein bekanntes Tiermodell, das in den letzten 3 Jahrzehnten in der Forschung weit verbreitet war. Es handelt sich um einen kleinen Süßwasserfisch, der unter Laborbedingungen leicht aufzuziehen und zu züchten ist. Der Zebrafisch wurde ausgiebig für verschiedene entwicklungstechnische und toxikologische Studien verwendet 1,2,3,4,5,6,7,8. Der Zebrafisch hat eine hohe....

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Protokoll

Die vorliegende Studie wurde mit vorheriger Genehmigung und gemäß den Richtlinien des Institutional Animal Ethical Committee, Institute of Life Sciences, Bhubaneswar, durchgeführt. Die gesamte Pflege und Zucht von Zebrafischen wurde in einer Umgebungsfischzuchtanlage bei 28,5 °C durchgeführt, und die Embryonen wurden in einem Inkubator mit biologischem Sauerstoffbedarf (BSB) bei einer Temperatur von 28,5 °C gehalten. Hier wurde der Zebrafisch-AB-Stamm verwendet, und das Staging wurde nach Kimmel et al.54 durchgeführt. Die Röntgenstrahlung wurde bei 6 hpf (Schildstadium) verabreicht, und bis 120 hpf wurden verschiedene Phänotypen beobachtet.

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Ergebnisse

Das Gesamtlayout des Protokolls ist in Abbildung 2 dargestellt. Die Wirkung der Bestrahlung und die dosisabhängige Charakterisierung wurde mit den folgenden Analysen bewertet.

Bewertung von röntgeninduzierten Toxizitäten
Mit Hilfe eines Stereomikroskops wurden die folgenden Auffälligkeiten nach der medikamentösen Behandlung und/oder Bestrahlung beurteilt und charakterisiert. Gemäß den OECD-Richtlinien 61 wurden für die Bewertun.......

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Diskussion

Zebrafische werden als wertvolle Modelle in vielen Studien verwendet, darunter auch in verschiedenen Arten der Krebsforschung. Dieses Modell bietet eine nützliche Plattform für groß angelegte Drogenscreenings67,68. Wie bei jeder anderen Methode zur Bewertung der Toxizität ist die quantitative Bewertung der wichtigsten biologischen Veränderungen nach Bestrahlung und/oder medikamentöser Behandlung der wichtigste Teil dieses Protokolls. Bei dieser Art von Studien da.......

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Offenlegungen

Die Autoren haben keine konkurrierenden Interessen erklärt.

Danksagungen

Das Labor von SS und das Labor von RKS werden durch Zuschüsse von DBT und SERB, Indien, finanziert. APM ist Empfänger des ICMR-Stipendiums der indischen Regierung. DP ist Stipendiat des CSIR-Stipendiums der indischen Regierung. Die Vereinten Nationen sind Empfänger des DST-Inspire-Stipendiums der indischen Regierung. Abbildung 2 wurde mit Biorender (https://biorender.com) erstellt.

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Materialien

Liste der in diesem Artikel verwendeten Materialien
NameUnternehmenKatalognummerKommentare
6 Well PlattenCorningCLS3335Polystyrol
B.O.D InkubatorOswaldJRIC-10
CalciumchloridFisher Scientific10101-41-4
PräpariermikroskopZeissStemi 2000
Externer Tank für das 1,0 L ZuchtbeckenTecniplastZB10BTEPolycarbonat
Glas-PetriplattenBorosil3165A75Glas
GraphpadPrismGraphPad Software, Inc.Version 5.01
Kline konkave ObjektträgerHimediaGW092-1PKGlas
MagnesiumchloridSigma-AldrichM8266
MethylenblauhydratSigma-Aldrich66720-100G
ParafilmTarsons380020Paraffinfilm
PasteurpipettenHimediaPW1212-1X500NOPolyethylen
Perforierter Innentank aus Kunststoff für das 1,0-Liter-ZuchtbeckenTecniplastZB10BTIPolycarbonat-Trennwand
für das 1,0-Liter-ZuchtbeckenTecniplastZB10BTD
Polycarbonat-Polycarbonat-Deckel für das 1,0-Liter-ZuchtbeckenTecniplastZB10BTL
Polycarbonat-KaliumchloridSigma-AldrichP5655
NatriumchloridSigma-AldrichS7653-5KG
Natriumhydroxid-PelletSRL1949181
Stereomikroskop Leica M205FALeicaModel/PN MDG35/10 450 125
X-RAD 225 Präzisions-RöntgenPräzisions-RöntgenX-RAD 225XL

Referenzen

  1. Teame, T., et al. The use of zebrafish (Danio rerio) as biomedical models. Animal Frontiers. 9 (3), 68-77 (2019).
  2. Ye, M., Chen, Y. Zebrafish as an emerging model to study gonad development. Computational and Structural Biotechnology Journal

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Schlagwörter

StrahlenscreeningEvaluation von RadiosensibilisatorenScreening von RadioprotektorenR ntgenbestrahlungBewertung der Wirkstofftoxizit tKrebsradiotherapieEmbryo berlebensanalysemorphologische BeobachtungHochdurchsatz Screening

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