2020년 12월 11일
이 기사는 동물 생리학에서 성 스테로이드의 역할을 조사하기 위해 일본 메다카(Oryzias latipes)를모델로 사용하여 작은 텔레오스트 물고기에서 혈액을 고나데톰화하고 샘플링하는 빠른 프로토콜을 설명합니다.
이 방법은 신경내분비계에서의 성 스테로이드의 역할, teleosts의 가소성 및 조절, 그리고 더 크게는 척추동물에서 성스테로이드의 역할을 포함하여 생식선의 생리학적 기능에 관한 주요 질문에 답하는 데 도움이 될 것입니다. 이 프로토콜은 연구 커뮤니티에서 널리 사용되는 소형 모델 teleost medeka에서 높은 성공률로 성선 절제술을 수행할 수 있도록 합니다. 성공하고 높은 생존율을 달성하기 위해서는 이 기술, 특히 생식선을 평가하고 물고기를 봉합하는 데 적절한 훈련이 필요합니다.
마취액에서 물고기를 꺼내 해부 현미경 아래에 옆으로 수평으로 놓는 것으로 시작합니다. 여성의 난소 절제술을 시행하려면 절개 부위의 비늘을 긁어냅니다. 면도날을 사용하여 갈비뼈와 골반 및 항문 지느러미 사이를 2-2.5mm 정도 부드럽게 절개합니다.
끝이 넓은 가는 집게를 사용하여 난소를 꺼내면서 물고기 복부를 부드럽게 꼬집습니다. 사망에 이를 수 있는 갈비뼈가 부러지지 않도록 하는 것이 중요합니다. 가는 집게로 난소 끝을 잘라 따로 보관합니다.
남성의 경우 고환 절제술을 시행하려면 항문 위의 갈비뼈 사이를 절개하고 가는 집게를 사용하여 절개 부위를 천천히 엽니다. 집게로 고환을 부드럽게 잡고 천천히 꺼냅니다. 그런 다음 고환의 끝을 잘라 완전히 제거합니다.
시술을 시행한 후 남성과 여성 모두 유사하게 절개 부위를 봉합합니다. 절개 부위에 나일론 실을 놓고 절개 부위 오른쪽에서 체강 내를 통해 초미세 집게를 사용하여 실을 잡습니다. 그런 다음 절개 부위 왼쪽에서 체강 바깥쪽을 통해 피부에 구멍을 뚫어 실을 꺼냅니다.
절개 구멍을 닫고 2 매듭을 만들고 여분의 실을 자릅니다. 물고기를 등장성 회수수에 넣고 수족관 시스템으로 옮기기 전에 최소 24시간 동안 그대로 두십시오. 실리콘 모세관에 유리 바늘을 부착하여 혈액 서랍을 조립합니다.
넓은 끝 집게로 바늘 끝을 부러뜨리고 흡입 및 불어 바늘 안쪽에 항응고 용액을 코팅합니다. 꼬리 꽃자루 정맥을 겨냥하여 바늘을 물고기의 꽃자루 부위 쪽으로 향하게 하고 바늘 총 부피의 1/4 이상이 채워질 때까지 입을 사용하여 혈액을 뽑습니다. 바늘을 풀고 날카로운 면 근처에 테이프 조각을 붙입니다.
채취 튜브에 구멍이 있는 뚜껑을 놓고 바늘 끝이 바깥쪽에 있는 구멍을 통해 튜브 내부에 바늘을 넣습니다. 물고기를 회수수에 넣고 수족관 시스템으로 옮기기 전에 최소 24시간 동안 그대로 두십시오. 섬광은 관에 있는 혈액을 모으기 위하여 1, 000 시간 G에 1-2 초 동안 혈액을 회전시킨다.
난소 절제술(OVX) 후 여성의 생존율은 100%였고 고환 절제술 후 남성의 경우 94%였다. 모든 물고기는 혈액 채취 절차에서 살아남았습니다. 가짜로 수술한 암컷은 OV 위치를 보였다.
모든 난자는 수정되어 배아 발달로 진행되었습니다. 생식선 절제술을 올바르게 시행했을 때 물고기의 체형이 약간 변했고 생식선 조각이 남지 않았습니다. 절개 부위와 봉합사는 성선 절제술 후 4주 후에 완전히 사라졌습니다.
4개월 후에도 모든 물고기는 여전히 건강한 표현형을 보였고 생식선 조직은 발견되지 않았습니다. 암컷의 혈액 분석 결과, 수술 24시간 후 OVX 물고기의 E2 수치가 가짜 수술 물고기보다 현저히 낮았습니다. 4개월 후에도 OVX 물고기의 E2 수치는 여전히 가짜 물고기보다 현저히 낮았습니다.
생식선의 1/3에서 1/2만 제거된 부분적으로 OVX 물고기는 가짜 물고기보다 E2 수준이 현저히 낮았고, 전체 OVX 물고기보다 E2 수준이 훨씬 높았습니다. 난초 절제술을 받은 수컷의 11-KT 농도는 수술 24시간 후 가짜 수술 물고기보다 현저히 낮았습니다. 4개월 후에도 11-KT 수치는 여전히 가짜 어류보다 낮았습니다.
부분적으로 난초 절제술을 받은 물고기는 가짜 수술을 받은 물고기보다 11-KT 수치가 낮았고 완전히 난초 절제술을 받은 물고기보다 높은 수치를 보였습니다. 성공적인 시술을 위해서는 물고기 내부의 다른 기관을 손상시키지 않고 가능한 한 신중하고 완벽하게 생식선을 제거하는 것이 중요합니다. 성 스테로이드가 뇌와 뇌하수체 세포 가소성에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있기 때문에 이 기술은 작은 텔레ost 모델에서 기본 메커니즘을 조사할 수 있는 강력한 도구를 제공합니다.
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본 논문은 동물의 생리학적 기능에서 성스테로이드의 역할을 탐구하기 위해 일본 송사리(Oryzias latipes)의 생식샘 절제술을 시행하고 혈액을 채취하는 신속한 프로토콜을 제시합니다. 이 방법을 통해 연구자들은 생식샘의 생리학적 기능과 이것이 경골어류 및 척추동물의 신경내분비 가소성과 어떻게 연관되는지 효과적으로 조사할 수 있습니다.
일본 송사리의 생식샘 제거 및 혈액 샘플링은 신경내분비 연구에서 성스테로이드 경로의 기전적 리스크 감소를 가능하게 합니다. 이 소형 경골어류 모델은 재현 가능한 호르몬 제거와 표현형 안정성을 제공함으로써 표적 검증을 지원합니다. 이러한 접근 방식은 생식샘 제거를 측정 가능한 내분비 출력과 연결함으로써 초기 발견 단계의 예측 신뢰도를 높입니다.
이 방법은 가설 기반의 타겟 검증을 위한 발견 생물학(discovery biology)에 통합되어, 내분비 조절제 스크리닝을 위한 분석법 개발의 기초가 됩니다.