הפרוטוקול מתאר שיטה חדשה להערכת ציטוטוקסיות אינטגרלית של מטבוליטים של חומרי הדברה טריאזולים בצמחים.
הרשמה ל-JoVE נדרשת לצפייה בתוכן זה. התחברו או התחילו בגרסת ניסיון בחינם.
מאמר שיטה
הפרוטוקול מתאר שיטה חדשה להערכת ציטוטוקסיות אינטגרלית של מטבוליטים של חומרי הדברה טריאזולים בצמחים.
מזהמים אורגניים שונים שוחררו לסביבה בגלל פעילויות אנתרופוגניות. מזהמים אלה יכולים להיקלט על ידי צמחי יבול, ולגרום לאיומים פוטנציאליים על המערכת האקולוגית ובריאות האדם לאורך שרשרת המזון. הביוטרנספורמציה של מזהמים בצמחים מייצרת מספר מטבוליטים שעשויים להיות רעילים יותר מתרכובות האב שלהם, מה שמרמז שיש לקחת בחשבון את המטבוליטים במהלך הערכת הרעילות. עם זאת, מטבוליטים של מזהמים בצמחים הם מורכבים ביותר, מה שמקשה על קבלת מידע טוקסיקולוגי מקיף של כל המטבוליטים. מחקר זה הציע אסטרטגיה להערכת ציטוטוקסיות אינטגרלית של מטבוליטים מזהמים בצמחים על ידי התייחסות אליהם כמכלול במהלך בדיקות טוקסיקולוגיות. חומרי הדברה Triazole, סוג של קוטלי פטריות רחבי-טווח, יושמו באופן נרחב בייצור חקלאי. זיהום השאריות שלהם בשטחים חקלאיים משך תשומת לב הולכת וגוברת. לפיכך, ארבעה חומרי הדברה triazole, כולל flusilazole, diniconazole, tebuconazole, ו propiconazole, נבחרו כמזהמים שנבדקו. המטבוליטים נוצרו על ידי טיפול של יבלת גזר עם חומרי הדברה triazole נבדק. לאחר טיפול של 72 שעות, מטבוליטים של חומרי הדברה יבלת גזר חולצו, ואחריו בדיקות טוקסיקולוגיות באמצעות קו התאים Caco-2. התוצאות הראו כי מטבוליטים של חומרי הדברה שנבדקו ביבלת גזר לא עיכבו באופן משמעותי את הכדאיות של תאי Caco-2 (P>0.05), ולא הוכיחו ציטוטוקסיות של מטבוליטים של חומרי הדברה. שיטה מוצעת זו פותחת אפיק חדש להערכת ציטוטוקסיות של מטבוליטים מזהמים בצמחים, אשר צפוי לספק נתונים בעלי ערך להערכת רעילות מדויקת.
צמחי יבול הגדלים בשטחים חקלאיים עלולים להיחשף למזהמים אורגניים שונים שמקורם בפעילות אנתרופוגנית 1,2. המזהמים יכולים להיקלט על ידי צמחים, מה שגורם לאיומים נוספים על המערכת האקולוגית ובריאות האדם באמצעות שרשראות מזון 3,4. הקסנוביוטיקה בצמחים עוברת ככל הנראה סדרה של ביוטרנספורמציה, כגון מטבוליזם שלב I ו-II5, ומייצרת מספר מטבוליטים. על פי תפיסת הכבד הירוק בצמחים, חילוף החומרים של צמחים יכול להפחית את הרעילות של קסנוביוטיקה 6,7. עם זאת, התגלה כי הרעילות של מטבוליטים מסוימים עשויה להיות גבוהה יותר מזו של הוריהם. לדוגמה, המוצר debrominated של tetrabromobisphenol A (TBBPA) ואת המוצר O-methylated של bisphenol A (BPA) הוכחו להיות הרבה יותר רעיל מאשר הוריהם 8,9, ואת debromination ו O-methylation מהווים את מסלולי חילוף החומרים שלב I העיקריים בצמחים. לפיכך, הערכת הרעילות המבוססת אך ורק על הורים מזהמים בצמחים אינה מדויקת, בעוד שיש לקחת בחשבון את המטבוליטים המתאימים.
המטבוליטים של קסנוביוטיקה בצמחים מורכבים ביותר10,11, מה שמקשה על זיהוי מקיף והפרדתם. בנוסף, ניתן להשיג רק כמה סטנדרטים של מטבוליטים מזוהים. לפיכך, נתונים טוקסיקולוגיים של כל המטבוליטים אינם זמינים, מה שמעכב הערכת רעילות מקיפה. מחקר זה הציע אסטרטגיה להערכת הרעילות האינטגרלית של מטבוליטים מזהמים בצמחים על ידי התייחסות אליהם כמכלול במהלך בדיקות טוקסיקולוגיות, תוך מתן נתונים חדשים להערכת רעילות מדויקת של מזהמים בצמחים. המחקר הקודם שלנו גילה כי תרבית יבלות צמחיות פותחת אפיק פשוט ויעיל להשגת מטבוליטים של קסנוביוטיקה בצמחים12. בהתאם לכך, תרבית יבלות צמחיות שימשה במחקר זה ליצירת מטבוליטים של מזהמים בצמחים, ולאחר מכן מיצוי כימי ובדיקות טוקסיקולוגיות באמצעות קו תאים אנושי. מערכת העיכול היא אחד מאיברי המטרה הישירים של קסנוביוטיקה שנחשפו לבעלי חיים ולבני אדם. קו התאים Caco-2 הוכח כמודל הטוב ביותר לחקר התנהגויות המעי והרעילות של קסנוביוטיקה במבחנה 13,14,15. לפיכך, מודל התא Caco-2 נבחר במחקר זה.
חומרי הדברה Triazole, קבוצה של קוטלי פטריות רחבי טווח, יושמו באופן נרחב בייצור חקלאי16. זיהום השאריות שלהם בשטחים חקלאיים משך תשומת לב גוברת17,18. כאן, ארבעה חומרי הדברה נפוצים של טריאזול, כולל flusilazole, diniconazole, tebuconazole ו- propiconazole, נבחרו כמזהמים האופייניים. גזר נבחר במחקר זה כצמח המייצג של ירקות טריים ומוכנים לאכילה. יבלת גזר נחשפה בתחילה לחומרי ההדברה שנבדקו בריכוז של 100 מ"ג/ליטר. לאחר חשיפה של 72 שעות, המטבוליטים חולצו כדי להעריך את ציטוטוקסיות באמצעות קו תאים Caco-2. שיטה זו יכולה להיות מורחבת בקלות כדי להעריך את ציטוטוקסיות אינטגרלית של מטבוליטים של סוגים אחרים של מזהמים בצמחים.
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
1. הבחנה של יבלת גזר
הערה: הפרוטוקול המפורט להבדלה של יבלת גזר תואר במחקר קודם12. הנה תיאור קצר.
2. טיפול של יבלת גזר עם חומרי הדברה
3. מיצוי כימי של יבלת גזר
4. החייאה של תא Caco-2
הערה: כל הריאגנטים והחומרים המעורבים בבדיקות תאי Caco-2 עברו אוטוקלאבינג במשך 20 דקות ועוקרו תחת אור אולטרה סגול למשך שעתיים.
5. מעבר של תא Caco-2
6. חשיפה של תא Caco-2
7. הערכת כדאיות התא
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
איור 1 מייצג את הסכמה של השיטה המוצעת ליצירה, מיצוי והערכת ציטוטוקסיות של מטבוליטים של חומרי הדברה ביבלת גזר. באיור 2, עקומות הקינטיקה של ספיגה ומטבוליזם של חומרי הדברה שנבדקו, שמהן אנו יכולים למצוא שריכוזי חומרי ההדברה באמצעי התרבית ירדו באופן אקספוננציאלי, בעוד שריכוזי יבלת הגזר החלו לעלות, והגיעו לשיא של 4 או 8 שעות, ולאחר מכן חלה ירידה הדרגתית. תוצאות אלה הצביעו על כך שחומרי הדברה יכולים להילקח במהירות ולהשתנות על ידי יבלת גזר. ההתאוששות הטמפורלית של חומרי ה...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
פרוטוקול זה פותח כדי להעריך את ציטוטוקסיות אינטגרלית של מטבוליטים של חומרי הדברה triazole בצמחים על ידי שילוב של יבלות צמחיות ומודלים של תאים אנושיים. השלבים הקריטיים לפרוטוקול המוצע הזה הם תרבית של יבלת צמחית ותא Caco-2. החלק הקשה ביותר והעצות היחסיות לתרבית יבלות צמחים ניתנו במחקר הקודם שלנו12. כאן, יש לציין כי תחזוקת תאים היא החלק הקשה ביותר עבור תרבית תאים Caco-2, כי התאים נגועים בקלות. כתוצאה מכך, חשוב לוודא כי כל הריאגנטים והחומרים המעורבים בבדיקות התא צריכי...
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
למחברים אין מה לחשוף.
מחקר זה נתמך על ידי הקרן הלאומית למדעי הטבע של סין (21976160) ופרויקט מחקר יישומי טכנולוגיית רווחה ציבורית במחוז ג'ג'יאנג (LGF21B070006).
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.
| שם | חברה | מספר קטלוג | הערות |
|---|---|---|---|
| 2,4-דיכלורופנוקסיצטית חומצה | WAKO | 1 מ"ג/ליטר | |
| 20% H2O2 | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 10011218-500 מ"ל | |
| 6-benzylaminopurine | WAKO | 0.5 מ"ג/ליטר | |
| 75% אתנול | Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd. | 1269101-500 מ"ל | |
| 96 בארות צלחת | תרמו פישר | ||
| אצטוניטריל | סיגמא-אולדריץ' | ||
| חממת אקלים מלאכותית | Ningbo DongNan מעבדה ציוד ושות', בע"מ | RDN-1000A-4 | |
| אוטוקלאבים | STIK | MJ-סדרת | |
| Caco-2 תאי | Nuoyang ביוטכנולוגיה ושות', בע"מ | ||
| ריאגנטים CCK8 | נאנג'ינג ג'יאנצ'נג המכון לביו-הנדסה, סין | G021-1-3 | |
| צנטריפוגה | תרמו פישר | ||
| CO2 חממה | Labtrip | HWJ-3-160 | |
| דימתיל סולפוקסיד | Solarbio Life Sciences | D8371 | |
| Diniconazole, 98.7% | J& K Scientific | 83657-24-3 | |
| Dulbecco's Eagle's Medium | Solarbio Life Sciences | 11965-500 מ"ל | |
| איזון אלקטרוני | Shanghai Precision Instrument Co., Ltd | FA1004B | |
| סרום בקר עוברי | |||
| פלואורסצנטי | Tecan | Infinite M200 | |
| Flusilazole, 98.5% | J& קיי סיינטיפיק | 85509-19-9 | |
| מייבש הקפאה | SCIENTZ | ||
| מטחנת רקמות בתפוקה גבוהה | SCIENTZ | ||
| מיקרוסקופ הפוך | Leica Biosystems | DMi1 | |
| Milli-Q מערכת | Millipore | MS1922801-4L | |
| Murashige & Skoog בינוני | HOPEBIO | HB8469-7 | |
| רכז ניפוח חנקן | AOSHENG | MD200-2 | |
| PBS | Solarbio Life Sciences | P1022-500 מ"ל | |
| פניצילין-סטרפטומיצין נוזלי | Solarbio Life Sciences | P1400-100 מ"ל | |
| פרופיקונזול, 100% | J& קיי סיינטיפיק | 60207-90-1 | |
| מחקר פלוס | Eppendorf | 10-1000 μ L | |
| זרעים של גזר אצבע קטנה (Daucus carota var. sativus) | Shouguang זרעי תעשיה ושות', בע"מ | ||
| רעידת חממות | שנחאי bluepard מכשירים ושות', בע"מ | THZ-98AB | |
| Tebuconazole, 100% | J& K Scientific | 107534-96-3 | |
| תמיסת טריפסין-EDTA | Solarbio Life Sciences | T1300-100 מ"ל | |
| מכונת אולטרסאונד | ZKI | UC-6 | |
| ספסל סופר נקי מעוקר UV | AIRTECH | ||
| מכשיר מערבולת | וושי Laipu ציוד ושות', בע"מ | BV-1010 |
הגישה מוגבלת. התחברו או התחילו תקופת ניסיון כדי לצפות בתוכן זה.