Small Molecule Screening and Toxicity Testing in Early-stage Zebrafish Larvae

Margherita Muscat; Sherif Suleiman; Melissa M. Formosa

doi:10.3791/67759

JoVE Journal
Biology
Author Produced

This content is Free Access.

JoVE Journal Biology

Small Molecule Screening and Toxicity Testing in Early-stage Zebrafish Larvae

초기 단계 제브라피시 유충의 소분자 스크리닝 및 독성 테스트

Full Text

2,219 Views

02:52 min

March 7, 2025

DOI: 10.3791/67759-v

Margherita Muscat¹, Sherif Suleiman^2,3, Melissa M. Formosa^1,3

¹Department of Applied Biomedical Science, Faculty of Health Sciences,University of Malta, ²Department of Anatomy, Faculty of Medicine and Surgery,University of Malta, ³Centre for Molecular Medicine and Biobanking,University of Malta

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study outlines a protocol for drug screening in zebrafish larvae, aged 3-7 days post fertilization, focusing on morphological assessments following drug exposure. The aim is to analyze various phenotypic outcomes resulting from different chemical treatments.

Key Study Components

Research Area

Drug screening
Developmental biology
Zebrafish as model organisms

Background

Zebrafish larvae are valuable for assessing developmental effects of drugs.
Morphological assessment provides insights into drug-induced phenotypes.
Understanding these effects can aid in toxicity screening and pharmacological research.

Methods Used

Drug exposure in a controlled environment.
Zebrafish larvae as biological system.
Morphological scoring using a stereo light microscope.

Main Results

Diverse phenotypes observed after drug exposure, including normal morphology, mild to severe pericardial edema, and developmental delays.
Specific abnormalities like swim bladder absence and altered fin morphology were recorded.
Demonstrated the impact of chemical treatments on zebrafish development.

Conclusions

This research illustrates the use of zebrafish for assessing drug effects on development.
The findings contribute to understanding chemical toxicity and its implications in biological research.

Frequently Asked Questions

What is the purpose of using zebrafish in drug screening?

Zebrafish are used because their transparent embryos allow for easy observation of morphological development and responses to chemicals.

What types of abnormalities can be identified using this protocol?

Abnormalities such as pericardial edema, delayed development, and fin malformations can be observed and quantified.

How long after fertilization are the zebrafish larvae screened?

The larvae are typically screened at 3-7 days post fertilization.

What method is used to score the morphology of the larvae?

Morphological scoring is performed using a binary method, assessing the presence or absence of abnormalities.

What conditions are required for incubating zebrafish larvae during the experiment?

The larvae should be incubated at 28.5 degrees Celsius under a 14 hour light and 10 hour dark cycle.

What is the significance of this drug screening protocol?

It provides a framework for evaluating drug toxicity and developmental impacts, crucial for pharmacological and developmental biology studies.

이 프로토콜은 수정 후 3-7일 후에 제브라피시 유충에 대한 약물 스크리닝 절차와 형태학적 평가를 설명합니다.

시작하려면 수정 후 3일 후에 초기 단계의 제브라피시 배아를 페트리 접시에 모읍니다. 1000 마이크로리터 마이크로 피펫을 100 마이크로리터 부피로 설정하고 건강해 보이는 부화한 배아 하나를 96 웰 플레이트의 각 웰로 옮깁니다. 이제 필요한 양의 테스트 화학 물질을 12웰 플레이트의 각 웰에 피펫팅합니다.

그런 다음 E3 매체를 사용하여 총 부피를 2.4ml로 조정합니다. 원료 테스트 화학 물질을 용해하는 데 사용되는 용매에 따라 차량 제어를 준비합니다. 200마이크로리터 피펫을 사용하여 96웰 플레이트의 각 웰에서 기존 E3 용액을 제거합니다.

8채널 마이크로 피펫을 사용하여 각 농도에 대해 준비된 테스트 매체 100마이크로리터로 교체합니다. 농도당 총 24마리의 유충을 테스트하십시오. 24시간 후 실체 현미경을 사용하여 형태학적 스코어링을 수행합니다.

이진 방법을 사용하여 형태학에 점수를 매기며, 여기서 absent는 정상적인 형태학을 나타내고 present는 형태학적 이상을 나타냅니다. 스코어링이 완료되면 각 웰에서 50마이크로리터의 매체를 제거합니다. 갓 준비한 50마이크로리터의 테스트 매체로 교체하십시오.

죽은 유충을 제거하고 기록한 다음 섭씨 28.5도에서 14시간 조명과 10시간 어두운 주기로 유충을 배양합니다. 수정 후 5일째 되는 날의 제브라피쉬는 약물에 노출된 지 이틀 후에 다양한 표현형을 보였습니다. 영향을 받지 않은 얼룩말 물고기는 정상으로 관찰되었지만 일부 물고기에서는 가벼운 심낭 부종이 분명했습니다.

난황 출혈과 난황 확장을 동반한 심각한 심낭 부종이 다른 사람들에게서 관찰되었다. 색소 침착, 수영 방광 및 총 길이 감소로 인한 발달 지연도 관찰되었습니다. 추가 표현형에는 난황이 부풀어 오르고 꼬리 지느러미가 꼬인 제브라피쉬, 꼬리 지느러미가 없는 것, 구부러진 노토코드가 포함되었습니다.

심한 증례에서는 절단과 괴사를 동반한 사망이 나타났다.