5 februari 2020
Een gedetailleerd experimenteel protocol wordt gepresenteerd in dit document voor de evaluatie van neurobehavioral toxiciteit van milieuverontreinigende stoffen met behulp van een zebravis larven model, met inbegrip van het blootstellingsproces en tests voor neurobehavioral indicatoren.
Ons protocol biedt een duidelijk proces voor het bestuderen van de neurogedragseffecten van de stoffen en de verontreinigende stoffen die van belang zijn voor zebravissenlarven en voor het onthullen van de potentiële neurotoxiciteit van deze stoffen. De techniek kan worden uitgevoerd met behulp van hoge doorvoer testen van neurobehaviors in de zebravis model. Deze methode kan worden toegepast om alleel-neurobehavioral effecten van verontreinigende stoffen te evalueren om potentiële neurotoxiciteit op ons mensen aan te tonen, aangezien zebravissen genoom een hoge homologie met mensen heeft, zodat het aanwijzingen voor chemisch beheer en de volksgezondheidsproblemen kan verstrekken die door verontreinigende stoffen worden veroorzaakt.
Aangezien zebravissen het voordeel hebben van een hoge doorvoerscreening, geeft deze methode inzicht in zowel de ontwikkeling van psychotrope geneesmiddelen als onderzoek naar milieutoxicologie. Laat je niet intimideren over het bestuderen van het eerste experiment. Als je het protocol volgt, heb je een succesvol resultaat.
Stel ten minste twee uur voor het uitvoeren van een experiment de kamertemperatuur in op 28 graden Celsius en voeg 800 microliter blootstellingsoplossing toe aan elke put van een 48-bron microplaat. Gebruik vervolgens een pipet van één milliliter met een gewijzigde tip om één larve in 200 microliter blootstellingsoplossing over te brengen op elke put van de microplaat ter voorbereiding op een locomotion- en padhoekexperiment. Om een zes-goed microplaat voor sociale gedragsexperimenten voor te bereiden, voeg vier milliliter blootstellingsoplossing aan elke put van de zes goedmicroplate toe en breng twee larven in 200 microliters van blootstellingsoplossing aan elke put over.
Voordat u met de test begint, opent u het softwareprogramma voor hoge doorvoerbewaking en selecteert u de module spoorpadhoeken voor het bijhouden van rotaties. Breng de 48-well microplate naar het opnameplatform en trek de cover naar beneden. Klik op Bestand en Protocol genereren om te beginnen met het genereren van een nieuw protocol en voer 48 in de positie Locatietelling in.
Klik op Parameters, Protocolparameters en Tijd, stel de duur van het experiment in op een uur en 10 minuten en de integratieperiode op 60 seconden. Teken met het elliptische vormgereedschap een cirkel linksboven goed. Selecteer de cirkel en klik op Kopiëren, Rechtsboven markeren, Plakken en Selecteren.
Gebruik de muis om de gekopieerde cirkel goed naar rechtsboven te slepen en klik nogmaals op Kopiëren, Markering rechtsboven, Plakken en Selecteren. Sleep vervolgens de gekopieerde cirkel rechtsonder goed en klik op Markeringen maken en wissen. Het systeem zal automatisch een cirkel over elke andere put van de plaat tekenen.
Klik vervolgens op Schaal tekenen en teken een kalibratielijn op het scherm. Voer de lengte van de regel in, stel het apparaat in en klik op Toepassen op groep. Stel de dierkleur op zwart en stel de detectiedrempel in op 16 tot 18 om detectie van de dieren mogelijk te maken, stel de inactieve snelheid op 0,5 centimeter per seconde en de kleine tot grote snelheid op 2,5 centimeter per seconde.
Stel de padhoekklassen in van min 180 naar plus 180 zoals aangegeven. Als u de lichtomstandigheden wilt instellen, klikt u op Parameters, Licht rijden, gebruikt u een van de 3 triggeringmethoden hieronder en verbeterde stimuli om de lichtomstandigheden in te stellen. Klik op Rand en stel een donkere periode van 10 minuten in, gevolgd door drie cycli van afwisselende licht- en donkere perioden van 10 minuten.
Sla vervolgens het protocol op. Wanneer alle parameters zijn ingesteld, schakelt u de verlichting in de testruimte uit en laat u de larven gedurende 10 minuten in het systeem acclimatiseren. Klik aan het einde van de acclimatisatieperiode op Experimenteren en Uitvoeren en maak de map waarin de experimentele bestanden moeten worden opgeslagen.
Voer vervolgens de resultaatnaam in en klik op Achtergrond en Start. Klik aan het einde van het experiment op Experimenteren en Stoppen. Breng de 48-bron microplaat terug naar de lichtincubator voor latere experimenten.
Omdat elke groep 16 dieren kan bevatten, kan het systeem worden gebruikt om hoge doorvoertests van de bewegings- en padhoek uit te voeren onder verschillende behandelingsomstandigheden in één microplaat van 48 put. De sociale activiteit van de larven kan worden getest met behulp van zes-put platen. In dit representatieve experiment vertoonde de hoogste concentratiegroep van BDE-47 een uitgesproken hypoactiviteit tijdens de donkere periode, terwijl er geen veranderingen als gevolg van BDE-47-blootstelling werden waargenomen tijdens de lichtperiodes.
Verder voerde de groep met hoge concentratie van 6-hydroxy-BDE-47 minder routine- en gemiddelde bochten uit na vijf dagen na de bevruchting. Echter, meer responsieve bochten werden geïnduceerd in de 6-methoxy-BDE47 blootstelling groepen. De sociale activiteit van de zebravis werd gestimuleerd door gechloreerde paraffine-70 en de korte keten gechloreerde paraffine-52b, terwijl de lange keten gechloreerde paraffine-52a de duur voor contact van de larven verkortte.
Het is belangrijk om ervoor te zorgen dat de overgedragen larven voor de test een normaal zwemvermogen en geen misvormingen moeten hebben. Andere variabelen, zoals kleurvoorkeur, licht-donkere voorkeur, alle duisternis, staartbewegingen van zebravissen, kunnen worden opgenomen om aanvullende vragen over neurobehaviorale toxiciteit van milieuverontreinigende stoffen te beantwoorden. De BDE-47 blootstellingsoplossingen zijn neurotoxisch en hebben hormoonontregelingspotentieel, dus zorg ervoor dat u direct contact met de huid vermijdt.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel presenteert een protocol voor het beoordelen van de neurobehaviorale toxiciteit van milieuverontreinigende stoffen met behulp van een zebravissenlarvenmodel. Het beschrijft in detail het blootstellingsproces en de neurobehaviorale tests om potentiële neurotoxiciteit te evalueren.
High-throughput neurobehaviorale assays in zebravislarven maken vroege detectie van neurotoxische effecten van milieuvervuilende stoffen mogelijk, wat het voorspellende vertrouwen in toxicologische en drug discovery-pipelines ondersteunt. Dit modelsysteem slaat een brug tussen mechanistische risicoreductie en translationele relevantie vanwege de genetische homologie met mensen. De integratie van deze assays in R&D-workflows verbetert de triage van portfolio's en informeert risico-gecorrigeerde beslissingen voor de verdere ontwikkeling van neuroactieve verbindingen en milieuveiligheidsbeoordelingen.
Deze op zebravis gebaseerde neurobehaviorale assay past binnen het continuüm van vroege ontdekking tot preklinische veiligheid, waardoor snelle hypothesetesten en mechanistische risicovermindering mogelijk zijn vóór de lead-optimalisatie.