Gli esperimenti sono stati condotti in conformità con le linee guida del National Institutes of Health per l'uso di animali da laboratorio (pubblicazione 86-23, rivista nel 1986). E questo studio è stato approvato dal Comitato per la cura e l'uso degli animali dell'Università di Yantai (YTDX20220623). I reagenti e le attrezzature utilizzate in questo studio sono elencati nella Tabella dei materiali.
1. Mantenimento del pesce zebra
I pesci zebra del ceppo AB (Danio rerio) sono stati tenuti in un sistema di ricircolo dell'acqua ad una temperatura dell'acqua di 27-28,5 °C (pH 7,0), con un ciclo luce/buio di 14/10 ore. I pesci zebra venivano nutriti due volte al giorno con gamberetti. Dopo l'accoppiamento naturale, gli embrioni fecondati sono stati raccolti in piastre di Petri contenenti terreno E3 con acqua deionizzata, KCl, NaCl, MgSO4·7H2O e CaCl2.
2. Tossicità indotta da LPS nel pesce zebra
Gli embrioni di zebrafish a 24 ore dopo la fecondazione (hpf) sono stati raccolti e assegnati ai gruppi di controllo e LPS, con 60 embrioni in ciascun gruppo. La polvere di LPS è stata pesata e aggiunta a una certa quantità di soluzione di PBS (pH = 7,4) per la dissoluzione, preparata come soluzione madre di LPS da 2 mg/mL, posta a -20 °C per la conservazione e lo standby. Durante l'esperimento, la soluzione di riserva LPS è stata diluita a 30 μg/mL, 60 μg/mL e 90 μg/mL di soluzione LPS. La soluzione di LPS a una concentrazione finale di 30 μg/mL, 60 μg/mL o 90 μg/mL è stata aggiunta a piastre di Petri contenenti 24 embrioni di zebrafish hpf; il volume di soluzione per ciascun pozzetto sperimentale era di 3 mL. Nel gruppo di controllo, gli embrioni di zebrafish sono stati coltivati in terreno E3 senza LPS. Le piastre di Petri sono state poste in una camera di incubazione a temperatura costante a 28 °C. L'esposizione all'LPS è stata ripetuta seguendo la stessa procedura sopra menzionata per cinque giorni consecutivi.
3. Effetto dell'inibitore di TLR4 sulla tossicità indotta da LPS nel pesce zebra
Gli embrioni di zebrafish a 24 hpf sono stati assegnati ai gruppi di controllo, LPS e TAK-242. Sono stati condotti numerosi studi per convalidare l'effetto regolatorio di TAK-242 ad una concentrazione finale di 1 μM sulla regolazione della via di trasduzione del segnale TLR4, tra cui alcuni studi hanno dimostrato che TAK-242, inibendo la proliferazione cellulare indotta da LPS e il rilascio di fattori infiammatori, fornisce un nuovo modo di risolvere i problemi legati alla riduzione del glaucoma nel periodo postoperatorio11. Nel gruppo TAK-242, TAK-242 (1 μM, concentrazione finale) è stato aggiunto a una piastra di Petri contenente 24 embrioni di pesce zebra hpf; il volume di soluzione per ciascun pozzetto sperimentale era di 3 mL. Dopo 30 minuti, è stato aggiunto LPS (60 μg/mL, concentrazione finale) per indurre la tossicità e le concentrazioni di LPS non hanno causato la mortalità del pesce zebra. Gli embrioni nel gruppo di controllo sono stati mantenuti solo nel terreno E3. Le piastre di Petri sono state poste in una camera di incubazione a temperatura costante a 28 °C. La procedura di cui sopra è stata ripetuta per cinque giorni consecutivi.
4. Effetto dell'HSYA sulla tossicità indotta dall'LPS nel pesce zebra
Gli embrioni di zebrafish a 24 hpf sono stati assegnati ai gruppi di controllo, LPS e HSYA. HSYA a una concentrazione finale di 20 μM, 40 μM o 80 μM è stato aggiunto a piastre di Petri contenenti 24 embrioni di pesce zebra hpf; il volume di soluzione per ciascun pozzetto sperimentale era di 3 mL. Dopo 30 minuti, è stato aggiunto LPS (60 μg/mL, concentrazione finale). Gli embrioni nel gruppo di controllo sono stati mantenuti solo nel terreno E3. Le piastre di Petri sono state poste in una camera di incubazione a temperatura costante a 28 °C. La procedura di cui sopra è stata ripetuta per cinque giorni consecutivi.
5. Valutazione comportamentale
Il pesce zebra è stato trasferito nei 60 pozzetti centrali di una piastra da 96 pozzetti, con una larva di pesce zebra per pozzetto. A ciascun pozzetto è stato aggiunto un terreno di coltura E3 (250 μL) per consentire il nuoto libero. L'attività locomotoria è stata registrata utilizzando un sistema di visione. Alla scatola scura (30 cm × 40 cm × 60 cm è stata aggiunta acqua pura), che è stata impostata su uno stato di riscaldamento con la temperatura regolata a 28 °C.
Una volta che la temperatura della scatola oscura ha raggiunto i 28 °C, la piastra a 96 pozzetti contenente il pesce zebra è stata posizionata all'interno e il sistema Visual Vision è stato attivato per registrare l'attività locomotoria. È stata creata una nuova cartella per archiviare i dati. Il file video fatto in casa è stato selezionato come sorgente video per accedere all'interfaccia delle impostazioni sperimentali. Nella sezione Impostazioni esperimento , il numero di zone di osservazione è stato impostato su 60, consentendo l'osservazione simultanea di 60 pesci zebra. Nelle impostazioni dell'arena, l'immagine della piastra a 96 pozzetti catturata dall'obiettivo è apparsa sullo schermo, insieme ai cerchi di posizionamento. I moduli nell'interfaccia Arrange Arenas sono stati regolati in modo che l'area di acquisizione dell'obiettivo fosse allineata con ciascun pozzetto. In Mappatura hardware Arena, la luce della scatola scura era impostata su Luce attiva.
Nelle impostazioni di controllo dello studio, è stato creato un nuovo programma con un periodo di preparazione di 10 minuti e un periodo di rilevamento di 10 minuti, che è stato poi applicato a tutti gli esperimenti paralleli. Le impostazioni di rilevamento sono state utilizzate per confermare che la funzione di acquisizione dell'obiettivo funzionava normalmente. Nella Trial List, sono stati visualizzati i dati di 60 zebrafish in ciascun gruppo. Il numero di prove nella barra degli strumenti è stato utilizzato per generare una tabella di dati contenente tutti i gruppi sperimentali, garantendo la completezza dei dati.
Tutte le impostazioni sono state confermate e la temperatura della dark box è stata mantenuta a 28 °C. Dopo aver verificato che ogni pozzetto conteneva un pesce zebra con segni vitali, l'esperimento è stato avviato. Durante l'esperimento, la lente dello strumento comportamentale ha registrato la traiettoria del movimento, la durata e i parametri correlati. Dopo 20 minuti dalla prima registrazione, il sistema si è chiuso automaticamente e si è preparato per la prova successiva. La scatola scura è stata aperta e la piastra da 96 pozzetti è stata sostituita con una nuova contenente zebrafish per l'esperimento successivo.
Al termine dell'esperimento, i risultati sono stati selezionati dal modulo Analisi . I parametri sperimentali come la velocità media, la distanza, l'accelerazione massima e l'angolo di sterzata assoluto sono stati estratti dal modulo dei risultati ed esportati. I dati sono stati poi compilati per l'analisi delle differenze comportamentali tra i gruppi di zebrafish12.
6. Misura delle citochine pro-infiammatorie
Sono stati raccolti pesci zebra. I campioni sono stati pesati e PBS (0,01 M, pH = 7,4) è stato aggiunto con un rapporto gravimetrico di 1:9 e omogeneizzato (5000 giri/min, 30 s) a 4 °C. Gli omogeneizzati sono stati centrifugati a 4 °C, 5000 x g, 20 min, e sono stati raccolti i surnatanti. IL-1β e TNF-α sono stati analizzati con kit ELISA per pesci secondo le istruzioni fornite dal produttore.
7. Immunoistochimica
I pesci zebra sono stati fissati con 5 mL di paraformaldeide al 4% (v/v). Incorporato in paraffina e tagliato sezioni di 5 μm di spessore. Le sezioni sono state incubate con tampone citrato (200 μL) nel microonde per 10 minuti. Sono stati incubati in una soluzione di perossido di idrogeno allo 0,3% e metanolo per 30 minuti per bloccare le perossidasi endogene. Lavato con PBS 3 volte, 5 minuti ogni volta. Il siero non immune è stato incubato per 30 minuti a 37 ºC. L'anticorpo primario anti-TH (1:100) è stato incubato per 30 minuti a 37 ºC. Lavato 3 volte con PBS. Incubato con anticorpo secondario legato alla perossidasi di rafano (1:200) a 37 ºC per 30 min. Quindi, è stata aggiunta la 3,3'-diamminodbenzidina. Le sezioni sono state visualizzate utilizzando un microscopio a campo chiaro.
8. Neurotrasmettitori
L'HPLC-ECD è stato impiegato per dosare il livello di dopamina. La dopamina cloridrato è stata disciolta in acido perclorico 0,1 M (HClO4) per ottenere una soluzione a gradiente di concentrazione a 3,90625 ng/mL, 7,8125 ng/mL, 15,625 ng/mL, 31,25 ng/mL, 62,5 ng/mL e 125 ng/mL. Una serie di soluzioni standard di dopamina è stata analizzata mediante HPLC-ECD. La regressione lineare è stata eseguita utilizzando la concentrazione di dopamina e l'area di picco della dopamina. È stata tracciata una curva standard. I tessuti di zebrafish sono stati omogeneizzati con 0,1 M di HClO413. Gli omogeneizzati sono stati centrifugati a 4 °C, 20.000 x g, 15 min. Successivamente, i campioni sono stati separati su una colonna ODS2 (E2118047; 4,6 × 250 mm, 5 μm). Il tampone è stato preparato: 25 mmol/L di acetato di sodio, 25 mmol/L di acido citrico, 0,01 mmol/L di sale disodico di acido etilendiamminotetraacetico, 1 mmol/L di sodio 1-ottanosolfonato e acido acetico, pH regolato a 3,35. La fase mobile era acetonitrile: tampone (1:9, v/v). Dopo la filtrazione sotto vuoto con una membrana filtrante da 0,22 μm, il campione è stato degassato mediante degasaggio a ultrasuoni per 10 minuti. La temperatura del forno a colonna era di 30 °C. La velocità di flusso era di 1 mL/min. Il campione è stato iniettato a un volume di 20 μl. Il rivelatore elettrochimico è stato azionato a una tensione di 1000 mV con un intervallo di 10 μA. La quantità di dopamina nei tessuti del pesce zebra è stata calcolata sulla base dell'equazione di regressione.
9. Macchia occidentale
Le proteine sono state estratte dal tessuto del pesce zebra e la concentrazione è stata dosata (concentrazione finale: 10 mg/mL). Le proteine (50 μg/5 μL) sono state sottoposte a elettroforesi su gel di sodio dodecil solfato-poliacrilammide all'8%. La membrana di trasferimento è stata condotta a 110 V per 1 ora. Le membrane sono state bloccate con latte al 5% per 1 ora. Incubato a 4 °C con anticorpi primari: coniglio anti-TLR4 (1:1000), coniglio anti-NF-κB (1:2000), coniglio anti-lamina B1 (1:2000) o coniglio anti-GAPDH (1:1000). Dopo il lavaggio con TBST (3 volte per 5 minuti ciascuna), le membrane sono state incubate con anticorpi secondari per 1 ora. Le bande sono state visualizzate utilizzando un kit di substrati chemiluminescenti ECL e quantificate utilizzando un sistema di imaging su gel. Lamin B1 e GAPDH sono stati utilizzati come controlli di caricamento.
10. Analisi statistica
Tutti i dati sono stati espressi come media ± SD e analizzati con software statistici. Le analisi statistiche sono state eseguite utilizzando l'analisi della varianza a una via (ANOVA) seguita dal test di Tukey. Un valore P di <0,05 era statisticamente significativo.