$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
На стадии развития животные очень восприимчивы к воздействию загрязнения окружающей среды. Было показано, что воздействие химических веществ на критических стадиях беременности приводит к врожденным порокам развития и самопроизвольным абортам. Таким образом, понимание механизма действия потенциальных токсикантов было бы полезно для профилактики или лечения самопроизвольных абортов или врожденных заболеваний, вызванных загрязнителями окружающей среды. Тем не менее, изучение механизмов, лежащих в основе токсичности химических веществ окружающей среды для развития, с использованием традиционных животных моделей является сложной задачей из-за сложности, утомительности и чрезмерных затрат, связанных с этими экспериментами. В этой коллекции методов авторы из разных областей исследований использовали новые методы и альтернативные модели для изучения токсичности химических веществ окружающей среды для развития.
Известно, что сердце является одним из самых ранних органов, которые формируются во время эмбриогенеза, и этот орган особенно подвержен воздействию окружающей среды. Исследования показывают, что врожденные пороки сердца составляют примерно одну треть всех известных врожденных дефектов, а также являются основной причиной младенческой смертности. К сожалению, традиционные животные модели либо слишком трудоемки, либо нечувствительны для обнаружения токсических эффектов развития сердца. В двух статьях из этой коллекции методов исследуется неблагоприятное воздействие мелкодисперсных частиц окружающей среды (PM2,5), пер- и полифторалкильных веществ (PFAS), дизельных выхлопов (DE) и наноматериалов на развитие сердца с использованием эмбрионов рыбок данио и курицы 2,3. Используя принципы иммунофлуоресцентного анализа, 8-гидрокси-2'дезоксигеназа (8-OHdG), маркер окислительного повреждения ДНК, и H2AX, чувствительный маркер двухцепочечных разрывов ДНК, последовательно обнаруживаются в сердце эмбрионов рыбок данио-рерио после воздействия экстрагируемого органического вещества (ЭОМ) из PM2,52. Аналогичным образом, повреждение ДНК кардиомиоцитов и толщина стенки правого желудочка также ясно продемонстрированы в изолированной ткани сердца с использованием тех же методов иммунофлюоресценции и гистохимии3.
Модель рыбок данио также может быть использована для изучения морфогенеза скелета. Широко известно, что воздействие свинца приводит к накоплению этого химического вещества в скелете на всех этапах развития, что приводит к повреждению костей. Ding et al. использовали Alizarin Red для маркировки костных структур и продемонстрировали, что воздействие свинца значительно снижает минерализацию костей у личинок рыбок данио, что указывает на то, что воздействие свинца является фактором риска потери костной массы вовремя развития скелета.
Пестициды хорошо известны своей высокой стойкостью в окружающей среде. Повсеместное использование пестицидов является фактором риска для обилия и разнообразия опылителей, которые играют важную роль в экосистемных услугах современного глобального сельского хозяйства. Song et al. представили новый метод погружения для исследования токсического воздействия хлорпирифоса, очень популярного пестицида, на личинок одиночной пчелы Osmia excavata5. Они определили значение LD50 для хлорпирифоса с использованием личинок O. excavata и обнаружили, что воздействие хлорпирифоса значительно снижает скорость эклозии дозозависимым образом.
Структура пути неблагоприятных исходов (АОП), которая подчеркивает молекулярные причины иоблегчает использование альтернативных моделей тестирования6, является важнейшим компонентом токсикологии в 21 веке (Tox21)6. Согласно Leist et al., AOP устанавливает связь между молекулярным инициирующим событием (MIE) и нежелательным нежелательным побочным исходом (AO) через ключевые события (KE), как это определено отношениями ключевых событий (KER)7. Таким образом, структура АОП может облегчить перевод молекулярных и механистических данных из исследований на животных в конечные точки для использования при оценке безопасности6. Статьи в этой коллекции методов представляют собой мощный набор методов и моделей для исследования молекулярных механизмов, с помощью которых загрязнители окружающей среды вызывают различные токсичности для развития. Мы надеемся, что эта коллекция будет очень полезна при оценке рисков, связанных с загрязнителями окружающей среды.