Larvale voortbewegingstest: methode met hoge doorvoer om neurobehaviorale toxiciteit van een verbinding in zebravislarven te bestuderen
JoVE Encyclopedia of Experiments
Biologie
0 weergaven • 2:52 min • April 30th, 2023
- To begin, grow the embryos in 3 Petri dishes. The first one is a control plate that contains Hank's solution-- a balanced salt solution. The second and third plates have Hank's solution with a potentially neurotoxic compound at different concentrations.
The neurotoxic compound in the exposure solution penetrates the embryos' external membrane by passive diffusion and alters the nervous system's processes such as attention, coordination, and muscle activity. Once the embryos develop into larvae of the appropriate age, transfer each larva into an individual well of a 48 well plate. Keep track of the treatment condition for each animal.
Transfer the well plate on to a recording platform and pull down the cover. Let the larvae acclimate for 10 minutes. Set alternating cycles of light and dark periods using the software.
Zebrafish larvae normally exhibit more movement in the dark and less movement in the light. Record the total distance traveled by the larvae of the control and the exposure groups in each period. If the compound is neurotoxic, larvae show even more movement in the dark and in the light than control animals.
In the following protocol, we will perform behavioral tests on the zebrafish larvae exposed to neurotoxic compounds.
- At least 2 hours before performing an experiment, set the room temperature to 28 degrees Celsius and add 800 microliters of exposure solution to each well of a 48 well microplate. Then use a 1 milliliter pipette with a modified tip to transfer one larva in 200 microliters of exposure solution to each well of the microplate, in preparation for a locomotion and path angle experiment.
When all of the parameters have been set, turn down the lighting in the test room and allow the larvae to acclimate in the system for 10 minutes. At the end of the acclimation period, click Experiment and Execute, and create the folder in which the experimental files are to be saved. Then enter the result name and click Background and Start.
At the end of the experiment, click Experiment and Stop. Then return the 48 well microplate back to the light incubator for subsequent experiments.
Overzicht
Deze studie onderzoekt de effecten van neurotoxische verbindingen op het gedrag van zebravislarven. Door embryo's bloot te stellen aan verschillende concentraties van een neurotoxine, beoordelen onderzoekers veranderingen in de locomotie en activiteitsniveaus onder verschillende lichtomstandigheden.
Belangrijkste studiecomponenten
Wetenschappelijk gebied
- Neurowetenschappen
- Gedragsbiologie
- Ontwikkelingsbiologie
Achtergrond
- Zebravissenlarven worden veelvuldig gebruikt om neurotoxiciteit te bestuderen.
- Neurotoxische verbindingen kunnen processen in het zenuwstelsel beïnvloeden.
- Gedragsveranderingen bij larven kunnen wijzen op neurotoxische effecten.
- Licht- en donkercycli beïnvloeden de bewegingspatronen van de larven.
Doel van de studie
- Om de impact van neurotoxische verbindingen op zebravissenlarven te evalueren.
- Om gedragsveranderingen als reactie op blootstelling aan neurotoxinen te bepalen.
- Om een methode vast te stellen voor het beoordelen van neurotoxiciteit via locomotietesten.
Gebruikte methoden
- Embryo's werden gekweekt in Petrischalen met controle- en neurotoxine-oplossingen.
- Larven werden overgebracht naar een 48-wells plaat voor individuele testen.
- Het gedrag werd geregistreerd onder afwisselende licht- en donkeromstandigheden.
- De beweging werd gekwantificeerd om neurotoxische effecten te beoordelen.
Belangrijkste resultaten
- Blootstelling aan het neurotoxine leidde tot een toename van de beweging in zowel lichte als donkere omstandigheden.
- Gedragsassays wezen op significante verschillen tussen de controlegroep en de blootgestelde groepen.
- De resultaten suggereren dat het neurotoxine de locomotie en de activiteitsniveaus beïnvloedt.
- De methodologie biedt een kader voor toekomstige neurotoxiciteitsstudies.
Conclusies
- Neurotoxische verbindingen kunnen het gedrag van zebravislarven aanzienlijk beïnvloeden.
- Gedragstests zijn effectief voor het beoordelen van neurotoxische effecten.
- Deze studie draagt bij aan het begrip van neurotoxiciteit in aquatische modellen.
Veelgestelde vragen
Industriële relevantie voor leidinggevenden
Deze assay maakt screening op neurobehaviorale toxiciteit in een vroeg stadium mogelijk, waarbij zebravislarven als predictief model dienen voor door verbindingen veroorzaakte verstoringen van het zenuwstelsel. Door locomotieveranderingen onder gecontroleerde licht/donkercycli te kwantificeren, ondersteunt het de mechanistische risicoreductie van lead-verbindingen in discovery-pipelines. De methode biedt translationele waarde bij het prioriteren van kandidaten met een verminderde neurotoxische kans voordat er testen op zoogdieren plaatsvinden.
Strategische Toepassingen in Biofarmaceutische R&D
Vroege ontdekking & targetvalidatie
- Wetenschappelijke waarde: Onderzoekt therapeutische hypothesen door blootstelling aan verbindingen te koppelen aan meetbare neurobehaviorale fenotypes.
- Operationele waarde: Maakt functionele targetvalidatie mogelijk via high-throughput behaviorale read-outs in een ziekte-relevant systeem.
- Voorspellende waarde: Ondersteunt portfolio-triage door verbindingen te identificeren die de locomotie van larven veranderen, wat duidt op potentiële neurotoxiciteit.
Screening & assayontwikkeling
- Wetenschappelijke waarde: Bereidt gevalideerde biologische systemen voor op downstream screening door baseline locomotieprofielen vast te stellen.
- Operationele waarde: Levert gestandaardiseerde, reproduceerbare kwantitatieve resultaten (totale afgelegde afstand) onder gedefinieerde licht/donker-condities.
- Strategische waarde: Verbetert de screeningparaatheid en schaalbaarheid voor de evaluatie van verbindingen in een 48-wells plaatformaat.
Translationeel & Preklinisch Onderzoek
- Wetenschappelijke waarde: Toont de relevantie voor de ziekte aan via neurobehaviorale eindpunten die een disfunctie van het zenuwstelsel weerspiegelen.
- Operationele waarde: Waarborgt continuïteit van ontdekking tot preklinische validatie via consistente gedragsmeting.
- Risicobeperking: Informeert risico-gecorrigeerde beslissingen over voortgang door verbindingen met locomotorische hyperactiviteit te markeren als potentiële neurotoxicanten.
Integratie van Pipeline & Workflow
De assay past binnen het ontdekkingscontinuüm van vroege targetvalidatie tot leadidentificatie en levert gedragsgegevens die go/no-go-beslissingen onderbouwen voordat er aanzienlijke investeringen worden gedaan in leadoptimalisatie.
- Discovery Biology: Ondersteunt hypothesetoetsing door locomotorische veranderingen te kwantificeren als proxy voor modulatie van zenuwstelselpaden.
- Screening: Maakt assays gereed voor gebruik via gestandaardiseerde overdracht van larven naar 48-well platen en acclimatisatieprotocollen.
- Analytics: Genereert kwantitatieve metingen van afhankelijke variabelen (afgelegde afstand in licht/donker-cycli) die vergelijking tussen condities mogelijk maken.
- Translational Research: Sluit aan op preklinische continuïteit door neurobehaviorale toxiciteit te modelleren die relevant is voor zoogdier-systemen.
- Enterprise Reuse: Fungeert als een herbruikbaar screeningplatform voor meerdere klassen verbindingen en concentratiebereiken.
Operationele & Bedrijfsimpact
- Wetenschappelijke waarde: Verhoogt het voorspellende vertrouwen in targetvalidatie door mechanistische ambiguïteit rondom neurobehaviorale effecten te verminderen.
- Operationele waarde: Zorgt voor standaardisatie en reproduceerbaarheid door middel van gecontroleerde omgevingscondities en geautomatiseerde tracking.
- Strategische waarde: Verbetert de kapitaalefficiëntie door vroege screening op neurotoxiciteit mogelijk te maken, waardoor het risico op uitval in een laat stadium wordt verminderd.
- Impact op portfolio: Ondersteunt risicogewogen prioritering door verbindingen te identificeren die verdere mechanistische risicoreductie vereisen.
Overwegingen voor implementatie
- Vereist expertise in de husbanderie van zebravissen, embryonale stadiering en software voor gedragsregistratie.
- Is afhankelijk van instrumentatie, waaronder temperatuurgecontroleerde incubatoren, 48-wells platlezers en videotrackingsystemen.
- Vereist standaardisatie tussen teams van expositieprotocollen, licht/donkercycli en datapijplijnen voor analyse.
- Houdt rekening met aanpassingen bij uitbreiding naar verschillende larvale leeftijden, oplosbaarheid van verbindingen of eindpuntmetingen.
- Praktische beperkingen omvatten variabiliteit in de baseline-activiteit van larven en de noodzaak van grote steekproefgroottes om statistische power te bereiken.
Veelgestelde vragen over biofarmacie
A Manual Small Molecule Screen Naderend High-throughput Met behulp van zebravis embryo's
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Snelle evaluatie van de toxiciteit van chemische verbindingen met behulp van zebravis embryo's
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Kwantificering van ethanolniveaus in zebravisembryo's met behulp van head space gaschromatografie
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Zebrafish Avoidance and Thigmotaxis Assay: een methode met hoge doorvoer om larvaal gedrag te onderzoeken als reactie op aversieve visuele stimulus
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Geautomatiseerde High-throughput Behavioral Analyses in zebravis Larven
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Met behulp van Touch-opgeroepen Response en Locomotion Testen om Muscle Prestaties en functie in zebravis Assess
Gerelateerde video's
0 Bekeken
High-throughput meting van darm transittijd met behulp van larvale zebravis
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Neurobehavioral Effecten van milieuverontreinigende stoffen op zebravissenlarven bestuderen
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Beoordeling van neurotoxiciteit bij volwassen Danio rerio met behulp van een reeks gedragstests in een enkele tank
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Evaluatie van de toxiciteit van chemicaliën met behulp van een Zebrafish Vibration Startle Response Screening System
Gerelateerde video's
0 Bekeken
Laatst bijgewerkt: 29 augustus 2026