Eksperymenty zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi National Institutes of Health dotyczącymi wykorzystania zwierząt laboratoryjnych (publikacja 86-23, poprawiona w 1986 roku). Badanie to zostało zatwierdzone przez Komitet ds. Opieki nad Zwierzętami i Użytkowania Uniwersytetu Yantai (YTDX20220623). Odczynniki i sprzęt używany w tym badaniu są wymienione w Tabeli Materiałów.
1. Utrzymanie danio pręgowanego
AB (Danio rerio) trzymano w systemie recyrkulacyjnym wody o temperaturze wody 27-28,5 °C (pH 7,0), w cyklu 14/10 h światło/ciemność. Danio pręgowany był karmiony krewetkami dwa razy dziennie. Po naturalnym kryciu zapłodnione zarodki zebrano na szalkach Petriego zawierających pożywkę E3 z wodą dejonizowaną, KCl, NaCl, MgSO,4·7H2Oi CaCl2.
2. Toksyczność wywołana przez LPS u danio pręgowanego
Zarodki zebry w 24 godziny po zapłodnieniu (hpf) zostały zebrane i przydzielone do grup kontrolnych i LPS, z 60 zarodkami w każdej grupie. Proszek LPS zważono i dodano do pewnej ilości roztworu PBS (pH = 7,4) w celu rozpuszczenia, przygotowanego jako roztwór podstawowy LPS o stężeniu 2 mg/ml, umieszczonego w temperaturze -20 °C w celu przechowywania i czuwania. Podczas eksperymentu roztwór rezerwowy LPS rozcieńczono do 30 μg/ml, 60 μg/ml i 90 μg/ml roztworu LPS. Roztwór LPS o końcowym stężeniu 30 μg/ml, 60 μg/ml lub 90 μg/ml dodano do szalek Petriego zawierających 24 zarodki zebry zebry hpf; objętość roztworu dla każdej studzienki doświadczalnej wynosiła 3 ml. W grupie kontrolnej zarodki danio pręgowanego hodowano w pożywce E3 bez LPS. Płytki Petriego umieszczono w komorze inkubacyjnej o stałej temperaturze 28 °C. Narażenie na LPS powtarzano zgodnie z tą samą procedurą, o której mowa powyżej, przez pięć kolejnych dni.
3. Wpływ inhibitora TLR4 na toksyczność wywołaną przez LPS u danio pręgowanego
Zarodki ryb zebry w 24 hpf zostały przydzielone do grup kontrolnych, LPS i TAK-242. Przeprowadzono szereg badań w celu walidacji regulacyjnego wpływu TAK-242 w końcowym stężeniu 1 μM na regulację szlaku sygnałowego TLR4, wśród których niektóre badania wykazały, że TAK-242, poprzez hamowanie indukowanej przez LPS proliferacji komórek i uwalnianie czynników zapalnych, zapewnia nowy sposób rozwiązywania problemów związanych z redukcją jaskry w okresie pooperacyjnym11. W grupie TAK-242 TAK-242 (1 μM, stężenie końcowe) dodano do szalki Petriego zawierającej 24 zarodki zebrykanego hpf; objętość roztworu dla każdej studzienki doświadczalnej wynosiła 3 ml. Po 30 minutach dodano LPS (60 μg/ml, stężenie końcowe) w celu wywołania toksyczności, a stężenia LPS nie powodowały śmiertelności danio pręgowanego. Zarodki w grupie kontrolnej utrzymywano wyłącznie na pożywce E3. Szalki Petriego umieszczono w komorze inkubacyjnej o stałej temperaturze 28 °C. Powyższą procedurę powtarzano przez pięć kolejnych dni.
4. Wpływ HSYA na toksyczność wywołaną przez LPS u ryb pręgowanych
Zarodki zebry w 24 hpf zostały przydzielone do grup kontrolnych, LPS i HSYA. HSYA w końcowym stężeniu 20 μM, 40 μM lub 80 μM dodano do szalek Petriego zawierających 24 zarodki zebryka; objętość roztworu dla każdej studzienki doświadczalnej wynosiła 3 ml. Po 30 minutach dodano LPS (60 μg/ml, stężenie końcowe). Zarodki w grupie kontrolnej utrzymywano wyłącznie na pożywce E3. Szalki Petriego umieszczono w komorze inkubacyjnej o stałej temperaturze 28 °C. Powyższą procedurę powtarzano przez pięć kolejnych dni.
5. Ocena zachowania
Danio pręgowany został przeniesiony do środkowych 60 dołków na 96-dołkowej płytce, z jedną larwą danio pręgowanego na studzienkę. Do każdej studzienki dodano pożywkę hodowlaną E3 (250 μl), aby umożliwić swobodne pływanie. Aktywność lokomotoryczna była rejestrowana za pomocą systemu wizyjnego. Do ciemnego pudełka (30 cm × 40 cm × 60 cm) dodawano czystą wodę, która została ustawiona w stan ogrzewania z temperaturą dostosowaną do 28 °C.
Gdy temperatura ciemnego pudełka osiągnęła 28 °C, 96-dołkowa płytka zawierająca danio pręgowanego została umieszczona w środku, a system Visual Vision został aktywowany w celu rejestrowania aktywności lokomotorycznej. Został utworzony nowy folder do przechowywania danych. Plik wideo domowej roboty został wybrany jako źródło wideo, aby przejść do interfejsu ustawień eksperymentalnych. W sekcji Experiment Settings liczba stref obserwacji została ustawiona na 60, co pozwala na jednoczesną obserwację 60 danio pręgowanego. W Ustawieniach Areny na ekranie pojawił się obraz 96-dołkowej płytki uchwyconej przez obiektyw wraz z okręgami pozycjonującymi. Moduły w interfejsie "Rozmieść areny" zostały dostosowane tak, aby obszar przechwytywania soczewek był wyrównany z każdym dołkiem. W Mapowaniu sprzętowym Areny, ciemne światło pudełka było ustawione na Światło włączone.
W Ustawieniach Kontroli Próbnej utworzono nowy program z 10-minutowym okresem przygotowawczym i 10-minutowym okresem wykrywania, który następnie został zastosowany do wszystkich równoległych eksperymentów. Ustawienia wykrywania zostały użyte do potwierdzenia, że funkcja przechwytywania obiektywu działa normalnie. Na liście prób wyświetlono dane od 60 zebry w każdej grupie. Liczba prób na pasku narzędzi została wykorzystana do wygenerowania tabeli danych zawierającej wszystkie grupy eksperymentalne, zapewniając kompletność danych.
Wszystkie ustawienia zostały potwierdzone, a temperatura ciemnego pudełka została utrzymana na poziomie 28 °C. Po sprawdzeniu, czy w każdej studzience znajduje się jeden danio pręgowany z parametrami życiowymi, rozpoczęto eksperyment. Podczas eksperymentu soczewka instrumentu behawioralnego rejestrowała trajektorię ruchu, czas trwania i powiązane parametry. Po 20 minutach od pierwszego nagrania system automatycznie się kończył i przygotowywał do kolejnej próby. Ciemne pudełko zostało otwarte, a 96-dołkowa płytka została zastąpiona nową zawierającą danio pręgowanego do następnego eksperymentu.
Na końcu eksperymentu, wyniki zostały wybrane z modułu Analiza. Parametry eksperymentalne, takie jak średnia prędkość, odległość, maksymalne przyspieszenie i bezwzględny kąt skrętu, zostały pobrane z modułu wyników i wyeksportowane. Dane zostały następnie zestawione w celu analizy różnic behawioralnych między grupami danio pręgowanego12.
6. Pomiar cytokin prozapalnych
Zebrano danio pręgowane. Próbki zważono, a PBS (0,01 M, pH = 7,4) dodano w stosunku grawimetrycznym 1:9 i zhomogenizowano (5000 obr/min, 30 s) w temperaturze 4 °C. Homogenaty odwirowano w temperaturze 4 °C, 5000 x g, 20 min i zebrano supernatanty. IL-1β i TNF-α oznaczono za pomocą zestawów ELISA dla ryb zgodnie z instrukcją dostarczoną przez producenta.
7. Immunohistochemia
Danio pręgowany utrwalono za pomocą 5 ml 4% (v/v) paraformaldehydu. Zatapiany w parafinie i cięty na odcinkach o grubości 5 μm. Sekcje inkubowano z buforem cytrynianowym (200 μl) w kuchence mikrofalowej przez 10 minut. Inkubowano je w 0,3% roztworze nadtlenku wodoru i metanolu przez 30 minut w celu zablokowania endogennych peroksydaz. Myte PBS 3 razy, za każdym razem po 5 minut. Surowicę nieimmunologiczną inkubowano przez 30 minut w temperaturze 37 ºC. Pierwszorzędowe przeciwciało anty-TH (1:100) inkubowano przez 30 minut w temperaturze 37 ºC. Przemywano 3 razy PBS. Inkubowany z przeciwciałem drugorzędowym połączonym z peroksydazą chrzanową (1:200) w temperaturze 37 ºC przez 30 min. Następnie dodano 3,3'-diaminodbenzydynę. Przekroje zostały zobrazowane za pomocą mikroskopu jasnego pola.
8. Neuroprzekaźniki
HPLC-ECD został wykorzystany do oceny poziomu dopaminy. Chlorowodorek dopaminy rozpuszczono w 0,1 M kwasie nadchlorowym (HClO4) w celu uzyskania roztworu gradientu stężeń o stężeniu 3,90625 ng/ml, 7,8125 ng/ml, 15,625 ng/ml, 31,25 ng/mL, 62,5 ng/ml i 125 ng/ml. Seria roztworów wzorca dopaminy została przeanalizowana za pomocą HPLC-ECD. Regresję liniową przeprowadzono przy użyciu stężenia dopaminy i obszaru piku dopaminy. Wykreślono krzywą standardową. Tkanki danio pręgowanego homogenizowano za pomocą 0,1 M HClO413. Homogenaty odwirowywano w temperaturze 4 °C, 20 000 x g, 15 min. Następnie próbki rozdzielono na kolumnie ODS2 (E2118047; 4,6 × 250 mm, 5 μm). Bufor sporządzono: 25 mmol/L octanu sodu, 25 mmol/L kwasu cytrynowego, 0,01 mmol/L soli disodowej kwasu etylenodiaminotetraoctowego, 1 mmol/L 1-oktanosulfonianu sodu i kwasu octowego o pH dostosowanym do 3,35. Fazą ruchomą był acetonitryl: bufor (1:9, v/v). Po filtracji próżniowej za pomocą membrany filtracyjnej 0,22 μm, próbkę odgazowywano za pomocą odgazowania ultradźwiękowego przez 10 min. Temperatura pieca kolumnowego wynosiła 30 °C. Natężenie przepływu wynosiło 1 ml/min. Próbkę wstrzyknięto w objętości 20 μl. Detektor elektrochemiczny pracował pod napięciem 1000 mV z zakresem 10 μA. Ilość dopaminy w tkankach danio pręgowanego obliczono na podstawie równania regresji.
9. Western blot
Białka zostały wyekstrahowane z tkanki danio pręgowanego, a stężenie zostało oznaczone (końcowe stężenie: 10 mg/mL). Białka (50 μg/5 μL) poddano elektroforezie w żelu 8% dodecylosiarczanowo-poliakrylamidowym 8% sodu. Membranę transferową prowadzono przy napięciu 110 V przez 1 godzinę. Błony zatkano 5% mlekiem przez 1 godzinę. Inkubowany w temperaturze 4 °C z pierwszorzędowymi przeciwciałami: króliczym anty-TLR4 (1:1000), króliczym anty-NF-κB (1:2000), króliczym anty-laminą B1 (1:2000) lub króliczą anty-GAPDH (1:1000). Po przemyciu TBST (3 razy po 5 minut) błony inkubowano z przeciwciałem drugorzędowym przez 1 godzinę. Pasma zostały uwidocznione za pomocą zestawu ECL Chemiluminescent Substrate Kit i oznaczone ilościowo za pomocą systemu obrazowania żelowego. Lamina B1 i GAPDH zostały użyte jako kontrole obciążenia.
10. Analiza statystyczna
Wszystkie dane zostały wyrażone jako średnia ± SD i przeanalizowane za pomocą oprogramowania statystycznego. Analizy statystyczne przeprowadzono przy użyciu jednoczynnikowej analizy wariancji (ANOVA), a następnie testu Tukeya. Wartość P wynosząca <0,05 była istotna statystycznie.