Opisane tutaj metody zostały zatwierdzone przez Instytucjonalną Komisję ds. Opieki i Wykorzystania Zwierząt (IACUC) w Leetown Science Center.
1. Zbieranie ryb
- Odłów żywe ryby, minimalizując poziom stresu. Wykorzystaj elektrolów z łodzi lub plecakowy, wędki lub sieci.
- Przechowuj ryby w zbiornikach z dopływem wody lub napowietrzanych pojemnikach do momentu pobrania próbek.
UWAGA: American Fisheries Society opublikowało szereg przewodników dotyczących odłowu, obchodzenia się z rybami oraz znieczulania/eutanazji26,27,28. Podczas pracy z rybami należy nosić rękawiczki.
2. Nekropsja ryb
- Uśmierć rybę.
- Umieść ryby w środku anestetykującym, aż ruchy pokryw skrzelowych ustaną, a ryby stracą równowagę. Po kolejnych 2–10 min ryby zostaną poddane eutanazji, jednak czas ten może różnić się w zależności od gatunku.
UWAGA: Ryby można uśmiercić przy użyciu szeregu środków znieczulających (patrz Tabela materiałów (dla najczęściej stosowanych). Metoda eutanazji będzie zależeć od pomiarów laboratoryjnych, które zostaną przeprowadzone na pobranych tkankach29.
- Pomiar cech biometrycznych.
- Zważ rybę z dokładnością do jednego grama.
- Zmierz długość ryby z dokładnością do jednego milimetra.
- Zmierz całkowitą długość od czubka pyska przy zamkniętych ustach do końca ogona, ściśniętego w linii prostej.
- Zmierz długość widlicową od widlicy ogona do czubka ryjca oraz długość standardową od czubka ryjca do końca ciała (początku ogona).
- Oblicz współczynnik kondycji, korzystając z następującego wzoru:
Wskaźnik kondycji = (całkowita masa ciała - masa gonad)/całkowita długość3.
Uwaga: Masę gonad odejmuje się od całkowitej masy ciała, ponieważ gonady mogą znacząco wpływać na całkowitą masę ciała, szczególnie u samic ryb w okresie przedtarłowym.
- Pobrać próbkę krwi.
UWAGA: Krew pobiera się najczęściej z żyły ogonowej, lecz można ją również pobrać z aorty grzbietowej lub poprzez punkcję serca30.
- Pobrać próbkę krwi obwodowej z żyły ogonowej za pomocą igły 22 lub 23 G zamocowanej do strzykawki o pojemności od 1 do 5 ml, w zależności od wielkości ryby. Wprowadzić igłę przednio-ogonowo, poniżej linii bocznej (Rycina 1A i 1B). Kieruj igłę ku górze, aż napotka kręgosłup, a następnie lekko ją wycofaj. Żyła znajduje się brzusznie względem nadlegającego kręgosłupa.
UWAGA: Jeśli planowane jest wykonanie rozmazów krwi lub wymagane jest serum, nie stosuje się przeciwkrzepliwa. W większości przypadków pobierana jest osocze, w związku z czym do powlekania igły i strzykawki oraz do probówki do pobierania krwi stosuje się przeciwkrzepliwa, takie jak heparyna sodowa, EDTA lub lit.np., probówka próżniowa).
- Usuń igłę i umieść ją w pojemniku na odpady ostre przed przelaniem krwi do probówki do pobierania.
UWAGA: Krew można przechowywać w lodzie, jednak w zależności od dalszych analiz należy ją odwirować tak szybko, jak to możliwe30.
- Jeśli planowana jest ocena nieprawidłowości jąder komórkowych lub różnicowe morfologiczne badanie krwi, należy niezwłocznie nanieść kroplę krwi na dwie czyste szklane laminki. Drugą laminkę należy podłożyć pod 45° pod kątem do kropli, którą następnie rozciąga się po powierzchni dzięki działaniu kapilarnemu. Pozostawić do wyschnięcia na powietrzu31.
- Wirować krew przy 1500–2500 x g g przez 15 min w celu sedymentacji komórek. Usunąć osocze/surowicę za pomocą sterylnej pipety transferowej, rozdzielić na alykwooty do fiolek kriogenicznych i przechowywać w temperaturze -80 °C.

Rycina 1: Pobieranie próbki krwi z ryby. (A) Niedawno uśmiercona ryba zostaje ułożona na boku i lokalizowana jest linia boczna. (B) Igłę wprowadza się brzusznie w stosunku do linii bocznej (strzałka), kierując ją ku górze, aż dotknie kręgosłupa. Następnie igłę lekko wycofuje się i rozpoczyna zasysanie w celu pobrania krwi. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
- Przeprowadź ocenę stanu zdrowia każdej ryby w oparciu o sekcję zwłok.
UWAGA: Dostępnych jest wiele publikacji ilustrujących i opisujących zmiany chorobowe oraz anomalie32,33,34,35.
- Zadokumentuj anomalie zewnętrzne, w tym zmiany na powierzchni ciała i płetwach (Rysunek 2), oczach i skrzela (Rysunek 3), pasożyty zewnętrzne, takie jak pijawki (Rysunek 2D), larwy owadów lub cysty metacerkarii trematodów (Rysunek 2D, 3B) oraz pasożyty skrzeli (Rysunek 3D). W arkuszach danych oraz, jeśli to możliwe, fotograficznie, udokumentuj rodzaj, lokalizację i wielkość zaobserwowanych anomalii.
- Otwórz jamę brzuszną (Rysunek 4A) za pomocą nożyczek, wykonując cięcie od okolicy odbytowej do pokrywy skrzelowej, a następnie usuwając płat mięśniowy, aby odsłonić narządy wewnętrzne.
UWAGA: Jeśli przednia nerka ma zostać pobrana do oceny funkcji immunologicznych (patrz krok 5 poniżej) lub pobierane są próbki do badań bakteriologicznych bądź wirusologicznych, zewnętrzną powierzchnię ciała należy zdezynfekować 70% alkoholem, a próbki te należy pobrać przed przeprowadzeniem sekcji. Jeśli tkanki są wykorzystywane wyłącznie do obserwacji wizualnych, analizy osocza i histopatologii, technika sterylna nie jest wymagana.
- Zadokumentuj anomalie wewnętrzne (Rysunek 4), w tym ogólne lub ogniskowe odbarwienia różnych narządów (Rysunek 4B-4D), obecność wyniesień (Rysunek 4E), cyst, pasożytów oraz anomalie wielkości (powiększenie, zanik).

Rycina 2: Przykłady widocznych zmian zaobserwowanych na powierzchni ciała i płetwach ryb. (A) Mała, lekko erodyzowana zmiana (strzałka) na bocznej powierzchni ciała. (B) Duży zaczerwieniony obszar (strzałka) obejmujący ogonową powierzchnię ciała. (C) Wypukłe, czarne zmiany (strzałki) na powierzchni ciała i płetwach. (D) Pijawki (biała strzałka) i małe czarne plamki (czarne strzałki) na płetwie. Pasek skali = 3 mm. (E) Wypukła, wieloklapowa, blada zmiana (strzałka) na powierzchni ciała. Kliknij tutaj, aby wyświetlić większą wersję tej ryciny.

Rycina 3: Przykłady widocznych zmian chorobowych skrzeli i oczu ryb. (A) Blady obszar (strzałka) w soczewce oka. Pasek skali = 5 mm. (B) Białe cysty (białe strzałki) i małe czarne plamki (czarne strzałki) wywołane przez pasożytnicze trematody na operculum pokrywającym skrzela (a). Pasek skali = 1 cm. (C) Blady, erodowany obszar (strzałka) na skrzelu (a). Pasek skali = 5 mm. (D) Usunięte skrzelo wykazujące pasożyty (strzałki) przyczepione do włókien skrzelowych. Pasek skali = 2 mm. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.

Rycina 4: Przykłady nekropsji i nieprawidłowości wewnętrznych u ryb. (A) Podczas nekropsji ryba jest rozcinana (wzdłuż białej strzałki), a płat mięśnia (czarna strzałka) usuwany, aby odsłonić gonadę (a) oraz śledzionę, przytrzymywane pęsetą i nożyczkami. (B) Wątroba cętkowana (a), jądra (b), jelito otoczone tkanką tłuszczową (c) i żołądek (d). Pasek skali = 5 mm. (C) Wątroba (a) z ciemnoczerwonym obszarem (strzałka), jajnik (b) i jelita (c). Pasek skali = 5 mm. (D) Wątroba z zielonkawymi obszarami przebarwień (strzałki). Pasek skali = 1 cm. (E) Przykład prawidłowych (a) i nieprawidłowych (b) jąder z wyniesionymi guzkami. Pasek skali = 1 cm. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
- Wyznaczenie indeksu hepatosomatycznego (HSI).
- Usunąć wątrobę poprzez przecięcie tętnicy wątrobowej oraz tkanki łącznej w przedniej części. Delikatnie wyciągnąć organ, odcinając zrosty oraz inne połączenia z jelitami i tkanką tłuszczową. Należy uważać, aby nie przebić pęcherzyka żółciowego. Zważyć wątrobę.
UWAGA: Niektóre ryby, np. karpiowate, nie posiadają wyraźnie wydzielonej wątroby, lecz tkankę wątrobową otaczającą jelita i inne organy. W przypadku tych gatunków uzyskanie masy wątroby może być niemożliwe.
- Obliczyć indeks hepatosomatyczny (HSI), korzystając ze wzoru:
HSI=masa wątroby/całkowita masa ciała
- Obliczenie indeksu gonadosomatycznego.
- Usunąć gonady i zważyć je.
- Obliczyć indeks gonadosomatyczny (GSI), korzystając ze wzoru:
GSI = masa gonad/całkowita masa ciała
3. Utrwalanie tkanek do badań patomorfologicznych
UWAGA: Do utrwalania tkanek w terenie można użyć szeregu utrwalaczy, w tym 10% neutralnej buforowanej formaliny oraz Z-fix, utrwalacza na bazie formaliny z dodatkiem cynku. Ten drugi jest preferowany, jeśli planowane jest zastosowanie metod takich jak hybrydyzacja in situ lub barwienie przeciwciałami fluorescencyjnymi.
- Ostrożnie wycinać, ale nie wyrywać próbek tkanek. Aby zapewnić prawidłową utrwalenie, poszczególne fragmenty tkanek powinny mieć rozmiar <2 cm i grubość <5 mm. Jako ogólną zasadę należy przyjąć, że dla właściwej konserwacji objętość utrwalacza powinna być około 10-krotnie większa niż objętość tkanki. Wszystkie próbki tkanek od jednej ryby umieścić w tym samym szczelnym pojemniku o odpowiedniej wielkości, zależnie od rozmiaru pobieranej próbki ryby.
- Fragmenty wszelkich nieprawidłowości zewnętrznych umieścić w pojemniku z utrwalaczem. Należy również dołączyć sąsiedni fragment prawidłowej tkanki.
UWAGA: Nieprawidłowa obsługa, taka jak kompresja lub inne uszkodzenia mechaniczne, długotrwała ekspozycja na powietrze lub światło słoneczne, a także zamrażanie, mogą powodować powstawanie artefaktów.
- Wyciąć co najmniej pięć fragmentów wątroby o grubości 3–4 mm z różnych obszarów i umieścić je w pojemniku z utrwalaczem. Należy uwzględnić obszary prawidłowe i nieprawidłowe, jeśli zostały zaobserwowane.
- W zależności od wielkości, do pojemnika z utrwalaczem umieścić całą gonadę lub kilka fragmentów pobranych wzdłuż jednej gonady.
- Do pojemnika z utrwalaczem umieścić całe organy (jeśli są małe) lub fragmenty wszystkich pozostałych organów (śledziony, przedniej i tylnej nerki, skrzeli, serca, jelita i żołądka). W przypadku zaobserwowania nieprawidłowej tkanki, należy zakonserwować również sąsiedni fragment prawidłowej tkanki.
4. Usunięcie otolitów do analizy wieku
UWAGA: Wiek może być istotną zmienną w badaniach nad chorobami i zdrowiem ryb. Chociaż do określania wieku wykorzystywano szereg struktur, w tym łuski i kolce, większość badań porównawczych wykazała, że otolity dają najlepsze wyniki36,37. Ryby kostnoszkieletowe posiadają trzy pary otolitów: lapillus, sagitta oraz asteriscus. Zazwyczaj do określania wieku pobiera się otolity sagitta lub lapillus, choć może się to różnić w zależności od gatunku. Techniki usuwania i określania wieku zostały opisane wcześniej38.
- Przetnij przemysłek skrzelowy i odgnij głowę do tyłu. Usuń tkankę łączną i mięśniową z dolnych części neurokranium, aby zlokalizować bąble prootyczne (prootic bullae), czyli wypukły obszar kostny.
- Nacinaj lub przetnij za pomocą cęgów do kości i rozłam, aby odsłonić otolity. Są one widoczne gołym okiem.
- Umieść otolity w opisanej fiolce lub kopercie na monety i przechowuj w temperaturze pokojowej do momentu analizy wieku poprzez liczenie pierścieni lub przyrostów38. W przypadku umieszczenia w fiolce, po powrocie do laboratorium otwórz zakrętkę i pozostaw do całkowitego wyschnięcia przed przechowywaniem.

Rycina 5: Usuwanie otolitów. (A) Przecina się przemyczko, a tkankę łączną i mięśnie odsuwa, aby odsłonić podstawę kręgosłupa i obszar neurospinalny. (B) Kość zostaje rozłupana, aby odsłonić otolity. (C) Otolity lapillares zostają usunięte. Kliknij tutaj, aby wyświetlić powiększoną wersję tej ryciny.
5. Pobranie tkanek do testów funkcji odpornościowych
UWAGA: Przednia nerka jest głównym organem krwiotwórczym, źródłem limfocytów i makrofagów do testów funkcjonalnych i musi zostać usunięta aseptycznie, jeżeli komórki mają być hodowane do testów funkcjonalnych, takich jak mitogeneza, zdolność fagocytarna i zabójcza makrofagów39,40.
- Spryskaj zewnętrzną powierzchnię ryby 70% etanolem. Używając sterylnych nożyczek, skalpela i pęsety, otwórz jamę brzuszną i usuń tkankę przedniej części nerki, która jest ciemnoczerwonym organem znajdującym się przed pęcherzem pławny.
- Umieść próbkę przedniej części nerki w pożywce (np. Leibovitz's L-15), aby utrzymać żywotność komórek. Homogenizuj próbki nerek za pomocą sterylnego ręcznego homogenizatora tkankowego (np. homogenizatora Tenbroeck), aby uzyskać zawiesiny pojedynczych komórek. Przechowuj na mokrym lodzie do momentu powrotu do laboratorium.
6. Konserwacja tkanek do analiz kwasów nukleinowych
UWAGA: Jeśli planowane są dalsze analizy molekularne, takie jak badanie ekspresji genów z wykorzystaniem ilości transkryptów41 lub ilościowy PCR42 (reakcja łańcuchowa polimerazy), należy jak najszybciej umieścić fragmenty tkanki przeznaczone do oceny w odpowiednim konserwancie (np. roztwór stabilizujący RNAlater).
- W celu konserwacji RNA umieść dwa do trzech małych fragmentów (2–3 mm) w odpowiednim konserwancie, zachowując stosunek objętości konserwanta do tkanki 10:1.
UWAGA: Próbki należy chronić przed światłem słonecznym lub nadmiernym ciepłem i transportować w lodzie kruszonym.
- W celu konserwacji DNA umieść dwa do trzech małych fragmentów tkanki w 95% etanolu (stosunek objętości etanolu do tkanki 10:1). Następnie utrzymuj próbki w lodzie kruszonym, a potem przechowuj w temperaturze -20 °C.