Small Molecule Screening and Toxicity Testing in Early-stage Zebrafish Larvae

Margherita Muscat; Sherif Suleiman; Melissa M. Formosa

doi:10.3791/67759

Скрининг малых молекул и тестирование токсичности личинок данио-рерио на ранних стадиях

JoVE Journal
Biology
Author Produced

This content is Free Access.

JoVE Journal Biology

Small Molecule Screening and Toxicity Testing in Early-stage Zebrafish Larvae

Скрининг малых молекул и тестирование токсичности личинок данио-рерио на ранних стадиях

Full Text

2,113 Views

02:52 min

March 7, 2025

DOI: 10.3791/67759-v

Margherita Muscat¹, Sherif Suleiman^2,3, Melissa M. Formosa^1,3

¹Department of Applied Biomedical Science, Faculty of Health Sciences,University of Malta, ²Department of Anatomy, Faculty of Medicine and Surgery,University of Malta, ³Centre for Molecular Medicine and Biobanking,University of Malta

Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.

Overview

This study outlines a protocol for drug screening in zebrafish larvae, aged 3-7 days post fertilization, focusing on morphological assessments following drug exposure. The aim is to analyze various phenotypic outcomes resulting from different chemical treatments.

Key Study Components

Research Area

Drug screening
Developmental biology
Zebrafish as model organisms

Background

Zebrafish larvae are valuable for assessing developmental effects of drugs.
Morphological assessment provides insights into drug-induced phenotypes.
Understanding these effects can aid in toxicity screening and pharmacological research.

Methods Used

Drug exposure in a controlled environment.
Zebrafish larvae as biological system.
Morphological scoring using a stereo light microscope.

Main Results

Diverse phenotypes observed after drug exposure, including normal morphology, mild to severe pericardial edema, and developmental delays.
Specific abnormalities like swim bladder absence and altered fin morphology were recorded.
Demonstrated the impact of chemical treatments on zebrafish development.

Conclusions

This research illustrates the use of zebrafish for assessing drug effects on development.
The findings contribute to understanding chemical toxicity and its implications in biological research.

Frequently Asked Questions

What is the purpose of using zebrafish in drug screening?

Zebrafish are used because their transparent embryos allow for easy observation of morphological development and responses to chemicals.

What types of abnormalities can be identified using this protocol?

Abnormalities such as pericardial edema, delayed development, and fin malformations can be observed and quantified.

How long after fertilization are the zebrafish larvae screened?

The larvae are typically screened at 3-7 days post fertilization.

What method is used to score the morphology of the larvae?

Morphological scoring is performed using a binary method, assessing the presence or absence of abnormalities.

What conditions are required for incubating zebrafish larvae during the experiment?

The larvae should be incubated at 28.5 degrees Celsius under a 14 hour light and 10 hour dark cycle.

What is the significance of this drug screening protocol?

It provides a framework for evaluating drug toxicity and developmental impacts, crucial for pharmacological and developmental biology studies.

Этот протокол описывает процедуру скрининга лекарственных средств у личинок рыбок данио через 3-7 дней после оплодотворения с последующей морфологической оценкой.

Для начала соберите эмбрионы данио-рерио на ранних стадиях через три дня после оплодотворения в чашке Петри. С помощью микропипетки объемом 1000 микролитров, установленной на 100 микролитров, перенесите по одному здоровому на вид вылупившемуся эмбриону в каждую лунку планшета на 96 лунок. Теперь нанесите пипеткой необходимое количество исследуемого химического вещества в каждую лунку 12-луночного планшета.

Затем отрегулируйте общий объем до 2,4 миллилитра со средой Е3. Подготовьте систему управления автомобилем в соответствии с растворителем, используемым для растворения стандартного испытательного химиката. С помощью пипетки объемом 200 микролитров удалите любой существующий раствор E3 из каждой лунки планшета на 96 лунок.

Используйте восьмиканальный микропипетку, чтобы заменить его 100 микролитрами подготовленной исследуемой среды для каждой концентрации. Убедитесь, что в общей сложности проверяется 24 личинки на одну концентрацию. Через 24 часа используйте стереосветовой микроскоп для проведения морфологической оценки.

Оцените морфологию с помощью бинарного метода, где absent указывает на нормальную морфологию, а present указывает на морфологическую аномалию. Когда забивка будет завершена, удалите по 50 микролитров среды из каждой лунки. Замените его 50 микролитрами свежеприготовленной тестовой среды.

Удалите и запишите все мертвые личинки, затем инкубируйте личинок при температуре 28,5 градусов Цельсия с 14-часовым световым и 10-часовым темным циклом. Рыбки данио через пять дней после оплодотворения демонстрировали различные фенотипы после двух дней воздействия препарата. Непораженные рыбы данио наблюдались в норме, в то время как у некоторых рыб наблюдался легкий отек перикарда.

У других отмечен выраженный отек перикарда, сопровождающийся кровотечением из желтка и удлинением желтка. Также наблюдалась задержка развития с уменьшением пигментации, плавательного пузыря и общей длины. Дополнительные фенотипы включали рыбок данио с вздутым желтком и изогнутым хвостовым плавником, отсутствующим хвостовым плавником и изогнутой хордой.

В тяжелых случаях наблюдалось усечение и смерть с некрозом.

Explore More Videos

Биология Выпуск 217